DE102012222240A1

DE102012222240A1 - Cooling device, particularly domestic refrigerator, has compressor, two cooling zones, three heat exchangers and valve assemblies, where compressor is connected with first heat exchanger and second heat exchanger in refrigerant circuit

Info

Publication number: DE102012222240A1
Application number: DE201210222240
Authority: DE
Inventors: Matthias Mrzyglod; Andreas Babucke; Kudret Baysal; Adolf Feinauer
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-06-18

Abstract

The cooling device has a compressor (7), two cooling zones (2,3), three heat exchangers (4,5,6) and valve assemblies (9,10,12,15,27). The compressor is connected with the first heat exchanger and the second heat exchanger in a first refrigerant circuit in a first position of the valve assembly. The first and second heat exchangers are arranged at one of the cooling zones. The first heat exchanger is arranged in the first position in a high pressure area of the first refrigerant circuit and in the second position in a low pressure area of a second refrigerant circuit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit wenigstens zwei auf unterschiedlichen Temperaturen zu haltenden Kühlzonen wie etwa einem Normalkühlfach und einem Gefrierfach. The present invention relates to a refrigeration appliance, in particular a household refrigeration appliance, with at least two cooling zones to be maintained at different temperatures, such as a normal refrigeration compartment and a freezer compartment.

In Haushaltskältegeräten kommt zum Kühlen mehrerer Kühlzonen herkömmlicherweise ein einziger Verdichter zum Einsatz. In einem Einkreis-Kältegerät fließt das Kältemittel von einem Ausgang des Verdichters nacheinander durch wenigstens drei Wärmetauscher, nämlich zunächst durch einen Verflüssiger und dann durch die Verdampfer der Kühlzonen, bevor es wieder einen Eingang des Verdichters erreicht. Da bei Einkreis-Kältegeräten die Verteilung der Kühlleistung auf die verschiedenen Kühlzonen nicht steuerbar ist, sind bei höherwertigen, energieeffizienteren Kältegeräte Kältemittelkreise gebräuchlich, in denen die Verdampfer verschiedener Kühlzonen parallel geschaltet und über Wegeventile selektiv, entsprechend dem jeweiligen Kühlbedarf der einzelnen Kühlzonen, mit Kältemittel beaufschlagbar sind. In domestic refrigerators, conventionally, a single compressor is used to cool multiple cooling zones. In a single-circuit refrigeration device, the refrigerant flows from an outlet of the compressor in succession through at least three heat exchangers, first through a condenser and then through the evaporators of the cooling zones, before returning to an inlet of the compressor. Since in single-circuit refrigerators, the distribution of the cooling capacity on the various cooling zones is not controllable, refrigerant circuits are used in higher-value, more energy-efficient refrigerators in which the evaporator different cooling zones connected in parallel and selectively via directional valves, according to the respective cooling requirements of the individual cooling zones, acted upon with refrigerant are.

Um in einem Verdampfer, der ein Gefrierfach kühlen soll, eine niedrigere Temperatur zu erzielen als im Verdampfer eines Normalkühlfachs, muss der Verdampfer des Gefrierfachs auf einem niedrigeren Druck gehalten werden. Der Druck, der im Verflüssiger erreicht werden muss, um das Kältemittel dort zu kondensieren, ist unabhängig davon, ob ein Normalkühlfach oder ein Gefrierfach gekühlt wird; er ist durch die Umgebungstemperatur bestimmt. Der Verdichter muss daher beim Kühlen eines Gefrierfachs gegen eine höhere Druckdifferenz anarbeiten als beim Kühlen eines Normalkühlfachs. In order to achieve a lower temperature in an evaporator, which is to cool a freezer than in the evaporator of a normal refrigeration compartment, the evaporator of the freezer compartment must be kept at a lower pressure. The pressure that must be reached in the condenser to condense the refrigerant there is independent of whether a standard refrigerator compartment or a freezer compartment is cooled; it is determined by the ambient temperature. The compressor must therefore work against a higher pressure difference when cooling a freezer compartment than when cooling a standard refrigerator compartment.

Bei Großkälteanlagen ist es bekannt, die Druckdifferenz, gegen die ein Verdichter anarbeitet, zu reduzieren, indem zwei Verdichter über einen Zwischenkühler hintereinander geschaltet werden. Auf dem Gebiet der Haushaltskältegeräte ist dieser Ansatz nicht geeignet, einerseits wegen der zusätzlichen Kosten, die der zweite Verdichter mit sich bringt, zum anderen, weil die Verluste in Ansteuerelektronik und Motor hier anteilig höher sind als bei Großkälteanlagen, so dass die durch den zweiten Verdichter verursachten Verluste den durch die Verringerung der Druckdifferenz erzielbaren Effizienzgewinn mehr als aufzehren. In large refrigeration systems, it is known to reduce the pressure difference against which a compressor works by two compressors are connected in series via an intercooler. In the field of household refrigerators, this approach is not suitable, on the one hand because of the additional cost that brings the second compressor, on the other, because the losses in control electronics and motor here are proportionately higher than in large refrigeration systems, so that through the second compressor Losses more than deplete the efficiency gained by reducing the pressure differential.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit verbesserter Energieeffizienz zu schaffen. Object of the present invention is to provide a refrigeration device with improved energy efficiency.

Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltkältegerät, mit einem Verdichter, wenigstens zwei Kühlzonen, wenigstens drei Wärmetauschern und einer Ventilanordnung, wobei in einer ersten Stellung der Ventilanordnung der Verdichter mit einem ersten und einem zweiten der Wärmetauscher in einem ersten Kältemittelkreislauf verbunden ist und in einer zweiten Stellung der Ventilanordnung der Verdichter mit dem ersten und einem dritten der Wärmetauscher in einem zweiten Kältemittelkreislauf verbunden ist, der erste und der zweite Wärmetauscher an jeweils einer der Kühlzonen angeordnet sind. So kann in der ersten Stellung der Ventilanordnung Wärme von einer der Kühlzonen in die andere transportiert werden, was, da die Temperaturdifferenz zwischen den Kühlzonen kleiner ist als zwischen der kälteren der Kühlzonen und der Umgebung des Kältegeräts, mit relativ geringer Druckdifferenz und dementsprechend gutem Wirkungsgrad machbar ist. In einem zweiten Schritt kann die Wärme aus der zuvor erwärmten Kühlzone ins Freie befördert werden. The object is achieved by providing in a refrigerator, in particular a domestic refrigeration appliance, with a compressor, at least two cooling zones, at least three heat exchangers and a valve assembly, wherein in a first position of the valve assembly of the compressor with a first and a second of the heat exchanger in a first refrigerant circuit is connected and connected in a second position of the valve assembly of the compressor with the first and a third of the heat exchanger in a second refrigerant circuit, the first and the second heat exchanger are arranged on each one of the cooling zones. Thus, in the first position of the valve assembly heat can be transported from one of the cooling zones to the other, which, since the temperature difference between the cooling zones is smaller than between the colder of the cooling zones and the environment of the refrigerator, with relatively low pressure difference and therefore good efficiency feasible is. In a second step, the heat from the previously heated cooling zone can be transported to the outside.

Um abwechselnd Wärme abgeben und aufnehmen zu können, ist der erste Wärmetauscher zweckmäßigerweise in der ersten Stellung in einem Hochdruckbereich des ersten Kältemittelkreislaufs und in der zweiten Stellung in einem Niederdruckbereich des zweiten Kältemittelkreislaufs angeordnet.In order to be able to give off and absorb heat alternately, the first heat exchanger is expediently arranged in the first position in a high-pressure region of the first refrigerant circuit and in the second position in a low-pressure region of the second refrigerant circuit.

Der dritte Wärmetauscher sollte in thermischen Kontakt mit der Umgebung des Kältegeräts stehen.The third heat exchanger should be in thermal contact with the environment of the refrigerator.

Die Ventilanordnung umfasst vorzugsweise ein erstes Wegeventil, das zwischen einer Stellung, in der es einen Ausgang des Verdichters mit dem ersten Wärmetauscher verbindet, und einer Stellung umschaltbar ist, in der es den Ausgang des Verdichters mit dem dritten Wärmetauscher verbindet. The valve arrangement preferably comprises a first directional valve which is switchable between a position in which it connects an outlet of the compressor to the first heat exchanger and a position in which it connects the outlet of the compressor with the third heat exchanger.

Ein gleicher Anschluss des ersten Wärmetauschers kann über die Ventilanordnung wahlweise mit einem Ausgang des Verdichters oder mit einem Eingang des Verdichters verbindbar sein. In diesem Fall ändert sich die Zirkulationsrichtung des Kältemittels im ersten Wärmetauscher je nach Stellung der Ventilanordnung.An identical connection of the first heat exchanger can be connectable via the valve arrangement optionally to an output of the compressor or to an input of the compressor. In this case, the direction of circulation of the refrigerant in the first heat exchanger changes depending on the position of the valve arrangement.

Alternativ kann über die Ventilanordnung ein erster Anschluss des ersten Wärmetauschers wahlweise direkt oder über den dritten Wärmetauscher mit einem Ausgang des Verdichters und ein zweiter Anschluss des ersten Wärmetauschers wahlweise über den zweiten Wärmetauscher oder direkt mit einem Eingang des Verdichters verbindbar sein. Alternatively, via the valve arrangement, a first connection of the first heat exchanger may optionally be connectable directly or via the third heat exchanger to an output of the compressor and a second connection of the first heat exchanger optionally via the second heat exchanger or directly to an input of the compressor.

Um Temperaturschwankungen der ersten Kühlzone aufgrund von Wärmeabgabe durch den ersten Wärmetauscher in Grenzen zu halten, kann am ersten Wärmetauscher ein Wärmepuffer, vorzugsweise in Form eines Phasenwechselmaterials, angeordnet sein. In order to limit temperature fluctuations of the first cooling zone due to heat emission through the first heat exchanger, a heat buffer, preferably in the form of a phase change material, can be arranged on the first heat exchanger.

Eine weitere mögliche Maßnahme zur Beschränkung von Temperaturschwankungen der ersten Kühlzone kann sein, dass eine Steuereinheit des Kältegeräts eingerichtet ist, bei Vorliegen von Kühlbedarf in der zweiten Kühlzone zwischen der ersten und der zweiten Stellung der Ventilanordnung hin und her zu schalten und auf diese Weise die zweite Kühlzone mit Unterbrechungen zu kühlen und während der Unterbrechungen die in die erste Kühlzone abgegebene Wärme ins Freie zu schaffen. A further possible measure for limiting temperature fluctuations of the first cooling zone may be that a control unit of the refrigeration device is set to switch back and forth between the first and the second position of the valve arrangement in the second cooling zone in the presence of cooling demand and in this way the second Cooling cooling zone intermittently and during the interruptions to create the heat released into the first cooling zone to the outside.

Der Verdichter sollte während des Hin- und Herschaltens der Ventilanordnung in Betrieb bleiben, um die jeweils mit einem Halt und Neustart des Verdichters verbundenen Energieverluste zu vermeiden.The compressor should remain in operation during the switching of the valve assembly back and forth in order to avoid the energy losses associated with stopping and re-starting the compressor.

Wenn in der ersten Stellung der Ventilanordnung der dritte Wärmetauscher ein- und auslassseitig vom ersten Kältemittelkreislauf getrennt ist bzw. in der zweiten Stellung der Ventilanordnung der zweite Wärmetauscher ein- und auslassseitig vom zweiten Kältemittelkreislauf getrennt ist, können die jeweils abgetrennten Wärmetauscher genutzt werden, um darin Kältemittel zwischenzuspeichern, so dass die Menge des im ersten bzw. zweiten Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittels jeweils auf die gewünschten Betriebstemperaturen der Wärmetauscher des betreffenden Kältemittelkreislaufs bzw. die zur Realisierung dieser Temperaturen in den Wärmetauschern erforderlichen Drücke abgestimmt werden kann. If, in the first position of the valve arrangement, the third heat exchanger is separated from the first refrigerant circuit on the inlet and outlet side or in the second position of the valve arrangement, the second heat exchanger is separated from the second refrigerant circuit on the inlet and outlet sides, the respectively separated heat exchangers can be used in it Catching refrigerant, so that the amount of circulating in the first and second refrigerant circuit refrigerant can be respectively adjusted to the desired operating temperatures of the heat exchanger of the respective refrigerant circuit or required for the realization of these temperatures in the heat exchangers pressures.

Zweckmäßig ist ferner, wenn noch eine dritte Stellung der Ventilanordnung existiert, in der bei ausgeschaltetem Verdichter alle Wärmetauscher voneinander getrennt sind, um so in einer Stillstandsphase des Verdichters einen Druckausgleich zwischen den Wärmetauschern und den damit verbundenen Transport von Kältemittel und darin gespeicherter Wärme von einem Wärmetauscher zum anderen zu unterbinden. It is also expedient if there is still a third position of the valve arrangement in which all heat exchangers are separated from each other when the compressor is switched off, so in a stoppage phase of the compressor pressure equalization between the heat exchangers and the associated transport of refrigerant and heat stored therein by a heat exchanger to prevent others.

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 also show 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:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kältegeräts bei ausgeschaltetem Verdichter; 1 a schematic representation of a refrigerator according to the invention with the compressor off;

2 das Kältegerät in einem ersten Betriebszustand bei laufendem Verdichter; 2 the refrigeration device in a first operating state with the compressor running;

3 das Kältegerät in einem zweiten Betriebszustand bei laufendem Verdichter; 3 the refrigeration device in a second operating state with the compressor running;

4 einen Querschnitt durch einen Wärmetauscher eines erfindungsgemäßen Kältegeräts in Coldwall-Bauart und dessen Umgebung; 4 a cross section through a heat exchanger of a refrigeration device according to the invention in the Coldwall type and its surroundings;

5 einen zu 4 analogen Querschnitt bei einem erfindungsgemäßen Kältegerät in Nofrost-Bauart; und 5 one too 4 analog cross-section in a refrigeration device according to the invention in Nofrost-type; and

6 eine alternative Ausgestaltung des Kältegeräts in einer zu 1 analogen schematischen Darstellung. 6 an alternative embodiment of the refrigerator in a too 1 analogous schematic representation.

1 zeigt schematisch ein Haushaltskältegerät wie etwa eine Kühl-Gefrier-Kombination gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein wärmeisolierendes Gehäuse 1 umgibt zwei Kühlzonen 2, 3. Die Kühlzonen können diverse Betriebstemperaturen aufweisen, d.h. es kann unter ihnen ein Normalkühlfach, ein Kellerfach, ein Frischkühlfach, ein Gefrierfach etc. geben. Der Einfachheit halber sind die beiden Kühlzonen im Folgenden als Normalkühlfach 2 und Gefrierfach 3 bezeichnet, wobei sich jedoch versteht, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede andere Kombination von Fächern bzw. Betriebstemperaturen möglich ist und dass auch mehr als zwei Kühlzonen in einem Gerät vorhanden sein können. 1 schematically shows a household refrigerator such as a refrigerator-freezer combination according to the present invention. A heat-insulating housing 1 surrounds two cooling zones 2 . 3 , The cooling zones can have various operating temperatures, ie there can be a standard refrigerated compartment, a cellar compartment, a fresh-freezer, a freezer, etc., among them. For the sake of simplicity, the two cooling zones are hereinafter referred to as normal cooling compartment 2 and freezer 3 however, it should be understood that any other combination of fan or operating temperatures is possible within the scope of the present invention, and that more than two cooling zones may also be present in a device.

Jedem Fach 2, 3 ist ein Wärmetauscher 4 bzw. 5 zugeordnet. Die Wärmetauscher 4, 5 können in fachüblicher Weise als Coldwall-Verdampfer an einer Innenwand der von ihnen gekühlten Fächer 2 oder 3 oder als Nofrost-Verdampfer, in einer von dem betreffenden Fach 2 oder 3 getrennten Kammer montiert sein, wobei im letzteren Fall der thermische Kontakt zwischen Wärmetauscher 4, 5 und Fach 2 bzw. 3 durch Zwangsumwälzung von Luft zwischen dem Fach und der Verdampferkammer zustande kommt. Every subject 2 . 3 is a heat exchanger 4 respectively. 5 assigned. The heat exchangers 4 . 5 can in the usual way as a coldwall evaporator on an inner wall of the cooled by them subjects 2 or 3 or as a Nofrost evaporator, in one of the relevant compartment 2 or 3 be mounted separate chamber, in the latter case, the thermal contact between the heat exchanger 4 . 5 and tray 2 respectively. 3 by forced circulation of air between the compartment and the evaporator chamber.

Ein dritter Wärmetauscher 6 ist außen am Gehäuse 1 angebracht. Ein Verdichter 7 hat ein Auslass 8, der über ein Wegeventil 9 wahlweise mit dem Wärmetauscher 6 oder einem ersten Anschluss 16 des Wärmetauschers 4 des Normalkühlfachs 2 verbindbar ist. Zwischen einem Auslass des Wärmetauschers 6 und einer Drosselstelle, hier einer Kapillare 11, ist ein Stoppventil 10 vorgesehen. Ein Wegeventil 12 verbindet einen zweiten Anschluss 13 des Wärmetauschers 4 wahlweise mit der Kapillare 11 oder mit einer Kapillare 14, die zu einem Einlassanschluss des Wärmetauschers 5 führt. Ein weiteres Wegeventil 15 verbindet wahlweise einen Auslassanschluss des Wärmetauschers 5 oder den ersten Anschluss 16 des Wärmetauschers 4 mit einem Einlass 17 des Verdichters 7.A third heat exchanger 6 is outside of the housing 1 appropriate. A compressor 7 has an outlet 8th that has a directional valve 9 optionally with the heat exchanger 6 or a first connection 16 of the heat exchanger 4 of the standard refrigerator compartment 2 is connectable. Between an outlet of the heat exchanger 6 and a throttle, here a capillary 11 , is a stop valve 10 intended. A way valve 12 connects a second port 13 of the heat exchanger 4 optionally with the capillary 11 or with a capillary 14 leading to an inlet port of the heat exchanger 5 leads. Another one way valve 15 optionally connects an outlet port of the heat exchanger 5 or the first connection 16 of the heat exchanger 4 with an inlet 17 of the compressor 7 ,

In der in 1 gezeigten Konfiguration verbindet das Wegeventil 9 den Auslass 8 mit dem Wärmetauscher 6, und das Stoppventil 10 ist geschlossen. Bei ausgeschaltetem Verdichter 7 ist somit ein Leitungsstrang, in der 1 als dicht punktierte Linie dargestellt, der sich vom Auslass 8 bis zum Stoppventil 10 erstreckt, hermetisch von den übrigen Kältemittel führenden Komponenten des Geräts abgetrennt.In the in 1 shown configuration connects the directional control valve 9 the outlet 8th with the heat exchanger 6 , and the stop valve 10 is closed. With the compressor off 7 is thus a wiring harness in the 1 shown as a dense dotted line extending from the outlet 8th until the stop valve 10 extends, hermetically separated from the remaining refrigerant components of the device.

Indem ferner das Wegeventil 12 die Kapillare 11 mit dem zweiten Anschluss 13 des Wärmetauschers 4 verbindet und dessen erster Anschluss 16 an den Wegeventilen 9, 15 unverbunden ist, sind weiterhin zwei hermetisch voneinander getrennte Bereiche definiert, von denen der eine den Wärmetauscher 4 und der andere den Wärmetauscher 5 beinhaltet und die in der Figur jeweils als gestrichelte bzw. locker punktierte Linie veranschaulicht sind. In allen drei Bereichen können sich somit unterschiedliche Drücke halten, solange der Verdichter 7 ausgeschaltet ist, und ein Übergang von Kältemittel und Wärme zwischen den Wärmetauschern 4, 5, 6 ist in dieser Zeit ausgeschlossen. In addition, by the directional valve 12 the capillary 11 with the second connection 13 of the heat exchanger 4 connects and its first connection 16 at the directional valves 9 . 15 is unconnected, two hermetically separated areas are further defined, one of which is the heat exchanger 4 and the other the heat exchanger 5 includes and which are each illustrated in the figure as a dashed or loosely dotted line. Thus, in all three areas, different pressures can be maintained as long as the compressor 7 is switched off, and a transition of refrigerant and heat between the heat exchangers 4 . 5 . 6 is excluded during this time.

2 zeigt einen ersten Betriebszustand des Kältegeräts bei laufendem Verdichter 7. Gegenüber der Konfiguration der 1 ist lediglich die Stellung des Wegeventils 15 verändert, und das Stoppventil 10 ist geöffnet. Dadurch erstreckt sich ein als dick durchgezogene Linie dargestellter geschlossener Kältemittelkreis vom Auslass 8 des Verdichters 7 über den Wärmetauscher 6, die Kapillare 11 und den Wärmetauscher 4 zum Einlass 17 des Verdichters 7. Wie einschlägig bekannt, gibt der Wärmetauscher 6 als Verflüssiger Wärme des bei der Verdichtung erwärmten Kältemittels an die Umgebung ab, das Kältemittel kühlt sich beim Entspannen in der Kapillare 11 ab und kühlt über den Wärmetauscher 4 das Normalkühlfach 2. 2 shows a first operating state of the refrigerator when the compressor is running 7 , Opposite the configuration of 1 is only the position of the directional control valve 15 changed, and the stop valve 10 it is open. As a result, a closed refrigerant circuit shown as a thick solid line extends from the outlet 8th of the compressor 7 over the heat exchanger 6 , the capillary 11 and the heat exchanger 4 to the inlet 17 of the compressor 7 , As known in the art, the heat exchanger gives 6 as a condenser, the heat of the refrigerant heated up during the compression decreases to the environment; the refrigerant cools down in the capillary when it is released 11 and cools over the heat exchanger 4 the normal refrigerator 2 ,

3 zeigt einen zweiten Betriebszustand bei laufendem Verdichter 7. Die Stellungen der Wegeventile 9, 12, 15 sind gegenüber der Konfiguration der 2 vertauscht, d.h. das Wegeventil 9 verbindet den Auslass 8 mit dem Anschluss 16, das Wegeventil 12 den Anschluss 13 mit der Kapillare 14 und das Wegeventil 15 den Wärmetauscher 5 mit dem Einlass 17; außerdem ist das Stoppventil 10 geschlossen. Somit erstreckt sich nun ein Kältemittelkreislauf vom Auslass 8 über den Wärmetauscher 4, die Kapillare 14 und den Wärmetauscher 5 zum Einlass 17. Das verdichtete Kältemittel gibt nun seine Wärme über den Wärmetauscher 4 ans Normalkühlfach 2 ab, kühlt beim Durchgang durch die Kapillare 14 auf eine tiefere Temperatur als die des Normalkühlfachs 2 ab, und kühlt schließlich das Gefrierfach 3 über den Wärmetauscher 5. 3 shows a second operating state with the compressor running 7 , The positions of the directional valves 9 . 12 . 15 are opposite to the configuration of 2 reversed, ie the directional control valve 9 connects the outlet 8th with the connection 16 , the directional valve 12 the connection 13 with the capillary 14 and the directional valve 15 the heat exchanger 5 with the inlet 17 ; also is the stop valve 10 closed. Thus, now extends a refrigerant circuit from the outlet 8th over the heat exchanger 4 , the capillary 14 and the heat exchanger 5 to the inlet 17 , The compressed refrigerant now transfers its heat via the heat exchanger 4 to the normal refrigeration compartment 2 Cools when passing through the capillary 14 to a lower temperature than the normal refrigeration compartment 2 and finally cools the freezer 3 over the heat exchanger 5 ,

Anstatt die Wärme aus dem Gefrierfach 3 in einem Schritt, unmittelbar entgegen dem Temperaturgefälle zur Umgebung, ins Freie zu befördern, wird sie hier in zwei Schritten abgeführt, zunächst ins Normalkühlfach 2 und dann von diesem ins Freie. Da die zu überwindende Temperaturdifferenz in beiden Schritten geringer ist, können diese mit jeweils besserem Wirkungsgrad ablaufen als eine herkömmliche Direktkühlung des Gefrierfachs 3.Instead of the heat from the freezer 3 In one step, directly contrary to the temperature gradient to the environment, to transport to the outside, it is discharged here in two steps, first in the normal cooling compartment 2 and then from this to the outside. Since the temperature difference to be overcome in both steps is lower, they can each run with better efficiency than a conventional direct cooling of the freezer compartment 3 ,

In der Konfiguration der 3 ist der außen am Gehäuse 1 liegende Wärmetauscher 6 durch das Stoppventil 10 und das Wegeventil 9 von dem über die Wärmetauscher 4, 5 und dem Verdichter 7 verlaufenden Kältemittelkreislauf hermetisch abgetrennt. Die Menge an Kältemittel, die dadurch, dass sie im Wärmetauscher 6 gefangen ist, dem Umlauf über die Wärmetauscher 4, 5 entzogen ist, kann gesteuert werden durch einen Zeitversatz zwischen dem Schließen des Stoppventils 10 und dem Umschalten des Wegeventils 9 von der in 2 gezeigten, den Auslass 8 mit dem Wärmetauscher 6 verbindenden Stellung und der Stellung der 3, in der der Auslass 8 mit dem Wärmetauscher 4 verbunden ist. Indem jeweils vor dem Übergang in die Stellung der 3 ein Teil des Kältemittels im Wärmetauscher 6 zwischengelagert wird, kann die weiterhin zirkulierende Kältemittelmenge begrenzt und insbesondere der Druck des Kältemittels im Wärmetauscher 4 begrenzt werden, so dass die Kondensation hier auf einer niedrigeren Temperatur stattfindet als im Wärmetauscher 6, wenn sich die Ventile 9, 10, 12, 15 in der Konfiguration der 2 befinden.In the configuration of 3 is the outside of the case 1 lying heat exchanger 6 through the stop valve 10 and the directional valve 9 from the over the heat exchangers 4 . 5 and the compressor 7 hermetically separated refrigerant circuit running. The amount of refrigerant caused by being in the heat exchanger 6 is trapped, circulating through the heat exchanger 4 . 5 can be controlled by a time offset between the closing of the stop valve 10 and switching the directional control valve 9 from the in 2 shown, the outlet 8th with the heat exchanger 6 connecting position and the position of the 3 in which the outlet 8th with the heat exchanger 4 connected is. By each before the transition to the position of 3 a part of the refrigerant in the heat exchanger 6 is stored, the still circulating refrigerant quantity can be limited and in particular the pressure of the refrigerant in the heat exchanger 4 be limited so that the condensation takes place here at a lower temperature than in the heat exchanger 6 when the valves 9 . 10 . 12 . 15 in the configuration of 2 are located.

Eine unnötige Erwärmung des Normalkühlfachs 2 durch vom Wärmetauscher 4 in der Konfiguration der 3 abgegebene Wärme sollte nach Möglichkeit vermieden werden. Es gibt mehrere Ansätze, um dieses Ziel zu erreichen, die miteinander kombiniert werden können. Wie in 3 gezeigt, kann eine Steuereinheit 18 mit Temperaturfühlern 19, 20 am Normalkühlfach 2 und Gefrierfach 3 sowie mit den Ventilen 9, 10, 12, 15 und dem Verdichter 7 verbunden sein, um Kühlbedarf in den Fächern 2, 3 zu erkennen und ggf. den Verdichter 7 einzuschalten bzw. die Ventile 9, 10, 12, 15 in eine geeignete Stellung zu bringen. An unnecessary heating of the normal refrigeration compartment 2 through from the heat exchanger 4 in the configuration of 3 heat should be avoided if possible. There are several approaches to achieving this goal that can be combined with each other. As in 3 shown, a control unit 18 with temperature sensors 19 . 20 at the normal refrigerated compartment 2 and freezer 3 as well as with the valves 9 . 10 . 12 . 15 and the compressor 7 be connected to cooling needs in the subjects 2 . 3 to recognize and if necessary the compressor 7 turn on or the valves 9 . 10 . 12 . 15 in a suitable position.

Wenn die Steuereinheit 18 Kühlbedarf im Gefrierfach 3 erkennt, dann reagiert sie darauf einem ersten Ansatz zufolge, indem sie den Verdichter 7 einschaltet und die Ventile 9, 10, 12, 15 eine erste vorgegebene Zeitspanne lang in die Konfiguration der 3 versetzt. Diese erste Zeitspanne wird im Allgemeinen kürzer sein als die Zeitspanne, die erforderlich ist, um das Gefrierfach 3 wieder auf eine Solltemperatur abzukühlen. Nach Verstreichen der ersten Zeitspanne ist der Kühlbedarf des Gefrierfachs 3 normalerweise nicht befriedigt. Die Steuereinheit 18 schaltet daher zunächst die Ventile in die Konfiguration der 2 und lässt dabei den Verdichter 7 weiterlaufen. So wird Wärme, die zuvor, während der ersten Zeitspanne, vom Gefrierfach 3 zum Normalkühlfach 2 befördert worden ist, in einer zweiten Zeitspanne dem Normalkühlfach 2 wieder entzogen und über den Wärmetauscher 6 ins Freie abgegeben. Nach Ablauf dieser zweiten Zeitspanne wird die Ventilkonfiguration der 3 wieder hergestellt. In dieser Weise wechseln die Ventilkonfigurationen der 2 und 3 einander ab, bis das Gefrierfach 2 auf eine Zieltemperatur abgekühlt und dadurch sein Kühlbedarf befriedigt ist. If the control unit 18 Cooling requirement in the freezer 3 recognizes, then it responds to it on a first approach, by the compressor 7 turns on and the valves 9 . 10 . 12 . 15 a first predetermined period of time in the configuration of 3 added. This first period of time will generally be shorter than the time required for the freezer 3 back to one Cooling temperature. After lapse of the first period of time is the cooling requirement of the freezer compartment 3 usually not satisfied. The control unit 18 therefore first switches the valves in the configuration of 2 and leaves the compressor 7 continue. Thus, heat, previously, during the first period of time, from the freezer 3 to the normal refrigerator 2 transported in a second period of time the normal refrigerator 2 withdrawn again and over the heat exchanger 6 delivered to the outside. After expiration of this second period, the valve configuration of the 3 restored. In this way, the valve configurations change 2 and 3 each other until the freezer 2 cooled to a target temperature, thereby satisfying its cooling needs.

Alternativ kann die Steuereinheit 18 ausgelegt sein, Kühlbedarf des Normalkühlfachs 2 vorrangig zu befriedigen. Diese bedeutet: wenn aufgrund von Kühlbedarf im Kühlfach 3 der Verdichter 7 eingeschaltet wird und der Verdichterbetrieb zu einem Temperaturanstieg im Normalkühlfach 2 führt, und anhand der daraufhin vom Temperaturfühler 19 erfassten Temperatur die Steuereinheit 18 Kühlbedarf des Normalkühlfachs 2 erkennt, wird ebenfalls von der Ventilkonfiguration der 3 auf die der 2 umgeschaltet. Während auf diese Weise das Normalkühlfach gekühlt wird, besteht der Kühlbedarf des Gefrierfachs 3 fort, so dass, wenn das Normalkühlfach 2 auf eine Zieltemperatur abgekühlt ist, bei der kein Kühlbedarf mehr festgestellt wird, umgehend, ohne eine Unterbrechung des Verdichterbetriebs, auf die Konfiguration der 3 zurückgeschaltet wird, um das Gefrierfach 3 weiter zu kühlen. Alternatively, the control unit 18 be designed, cooling requirements of the normal refrigeration compartment 2 priority to satisfy. This means: if due to cooling demand in the refrigerator compartment 3 the compressor 7 is turned on and the compressor operation to a temperature increase in the normal refrigeration compartment 2 leads, and then from the temperature sensor 19 detected temperature the control unit 18 Cooling requirement of the normal refrigeration compartment 2 is also recognized by the valve configuration of the 3 on the the 2 switched. While this way, the normal refrigerated compartment is cooled, there is the need for cooling the freezer 3 away, so if the normal refrigerator 2 cooled to a target temperature at which no more cooling demand is detected, immediately, without an interruption of the compressor operation, on the configuration of 3 is switched back to the freezer 3 continue to cool.

In beiden oben betrachteten Fällen wechseln sich Kühlbetrieb des Gefrierfachs 3 und des Normalkühlfachs 2 bei kontinuierlich laufendem Verdichter 7 ab, der Unterschied besteht im Wesentlichen nur darin, dass die Umschaltung im ersten Fall zeitgesteuert, im zweiten Fall temperaturgesteuert erfolgt. In both cases considered above, cooling operation of the freezer compartment alternate 3 and the normal refrigeration compartment 2 with continuously running compressor 7 In essence, the only difference is that the switchover is time-controlled in the first case and temperature-controlled in the second case.

Ein zweiter Ansatz ist, die Wärmekapazität des Normalkühlfachs 2 zu erhöhen, so dass der Wärmetauscher 4 eine beträchtliche Wärmemenge abgeben kann, ohne dass dies zu einer übermäßigen Temperaturerhöhung des Normalkühlfachs 2 führt. Ein hierfür geeigneter Aufbau ist in 4 anhand eines schematischen Schnittes dargestellt. Der Wärmetauscher 4 ist hier als Coldwall-Verdampfer ausgeführt, der vom Normalkühlfach 2 durch eine Innenbehälterwand 21 getrennt ist. Der Wärmetauscher 4 ist nicht unmittelbar zwischen der Innenbehälterwand 21 und einer umgebenden Isoliermaterialschicht 22 eingebettet, sondern zwischen dem Wärmetauscher 4 und der Isoliermaterialschicht 22 ist ein Wärmepuffer 23, hier ein Behälter mit einem Phasenwechselmaterial wie etwa einer eutektischen Lösung angebracht. Der Gefrierpunkt des Phasenwechselmaterials ist so gewählt, dass das Phasenwechselmaterial gefriert, wenn der Wärmetauscher 4 in der Konfiguration der 2 als Verdampfer arbeitet, und dass es wieder flüssig wird, wenn der Wärmetauscher 4 in der Konfiguration der 3 als Verflüssiger arbeitet. Da der Wärmepuffer 23 auf diese Weise beträchtliche Energiemengen aufnehmen kann, ohne dabei seine Temperatur wesentlich zu verändern, erlaubt er einen lang anhaltenden Betrieb in der Konfiguration der 3, ohne dass dadurch die Gefahr einer übermäßigen Erwärmung des Normalkühlfachs 2 und seines Inhalts besteht.A second approach is the heat capacity of the standard refrigerator compartment 2 increase, so that the heat exchanger 4 can give off a considerable amount of heat without this leading to excessive temperature increase of the normal refrigeration compartment 2 leads. A suitable structure is in 4 illustrated by a schematic section. The heat exchanger 4 is designed here as a coldwall evaporator, the standard refrigerator 2 through an inner container wall 21 is disconnected. The heat exchanger 4 is not directly between the inner vessel wall 21 and a surrounding insulating material layer 22 embedded but between the heat exchanger 4 and the insulating material layer 22 is a heat buffer 23 , here a container with a phase change material such as a eutectic solution attached. The freezing point of the phase change material is chosen so that the phase change material freezes when the heat exchanger 4 in the configuration of 2 works as an evaporator, and that it becomes liquid again when the heat exchanger 4 in the configuration of 3 works as a liquefier. Because the heat buffer 23 In this way, it can absorb considerable amounts of energy without significantly changing its temperature, it allows a long-lasting operation in the configuration of 3 without thereby the risk of excessive heating of the normal refrigeration compartment 2 and its content.

5 zeigt einen entsprechend wirkenden Aufbau für den Fall eines Nofrost-Kältegeräts. In einer vom Normalkühlfach 2 abgetrennten Verdampferkammer 24 sind der Wärmeauscher 4 und ein Behälter mit Phasenwechselmaterial als Wärmepuffer 23 untergebracht. Je nach Stellung einer Lüftungsklappe 25 treibt ein Ventilator 26 einen Luftaustausch zwischen der Verdampferkammer 24 und dem Normalkühlfach 2 oder einen Luftstrom innerhalb der Verdampferkammer 24 entlang der Oberflächen des Wärmepuffers 23 an. Indem die Lüftungsklappe in letzterer Stellung gehalten wird, während der Wärmetauscher 4 als Verflüssiger arbeitet, kann sichergestellt werden, dass die im Verflüssigerbetrieb abgegebene Wärme fast ausschließlich vom Wärmepuffer 23 aufgenommen wird und sich nicht im Normalkühlfach 2 verteilt. 5 shows a correspondingly effective structure in the case of Nofrost refrigeration device. In one of the normal refrigerator 2 separated evaporator chamber 24 are the Wärmeauscher 4 and a container of phase change material as a heat buffer 23 accommodated. Depending on the position of a ventilation flap 25 drives a fan 26 an air exchange between the evaporator chamber 24 and the normal refrigerator 2 or an airflow within the evaporator chamber 24 along the surfaces of the heat buffer 23 at. By keeping the ventilation flap in the latter position, during the heat exchanger 4 As condenser works, it can be ensured that the heat given off in the condenser operation almost exclusively from the heat buffer 23 is taken and not in the normal refrigerator 2 distributed.

Wenn auf diese Weise das Gefrierfach 3 ausreichend abgekühlt oder das Speichervermögen des Phasenwechselmaterials des Wärmepuffers 23 erschöpft ist, wird auf Verdampferbetrieb des Wärmetauschers 4, d.h. die Ventilkonfiguration der 2, umgeschaltet, wobei, sofern nicht das Normalkühlfach 2 selber Kühlbedarf hat, die Lüftungsklappe 25 in der in 5 durchgezogen dargestellten Position verbleibt, um das Phasenwechselmaterial schell wieder zu gefrieren. If in this way the freezer 3 sufficiently cooled or the storage capacity of the phase change material of the heat buffer 23 is exhausted, is on evaporator operation of the heat exchanger 4 ie the valve configuration of the 2 , switched, where, if not the standard refrigerator compartment 2 itself has cooling demand, the ventilation flap 25 in the in 5 solid shown position remains to quickly freeze the phase change material again.

6 zeigt in einer zu 1 analogen schematischen Darstellung eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kältegeräts. Die gezeigten Komponenten sind, soweit sie mit den in den 1 bis 3 gezeigten identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht erneut erläutert. Ein Unterschied zwischen den zwei Ausgestaltungen besteht in der Verschaltung des Wärmetauschers 4. Während in der Ausgestaltung der 1 Aus- und Einlass 8 bzw. 17 des Verdichters über die Wegeventile 9, 15 mit einem gleichen Anschluss 16 des Wärmetauschers 4 verbindbar sind und die Flussrichtung des Kältemittels im Wärmetauscher 4 somit wechselt, je nachdem, ob sich die Ventile in der Konfiguration der 2 oder der 3 befinden, ist in der Ausgestaltung der 6 ein gleicher Anschluss 13 des Wärmetauschers 4 über das Wegeventil 9 wahlweise direkt oder über den Wärmetauscher 6 und die Kapillare 11 mit dem Auslass 8 verbunden, während der Anschluss 16 über das Wegeventil 15 entweder direkt oder über den Wärmetauscher 5 mit dem Einlass 17 des Verdichters 7 verbunden ist. Die Durchflussrichtung durch den Verdampfer 4 ist somit immer dieselbe, was es erleichtert, Gluckergeräusche im Betrieb des Wärmetauschers 4 zu vermeiden. Anstelle des Wegeventil 12 kann hier ein Stoppventil 27 zwischen dem Anschluss 16 und dem Verdampfer 5 des Gefrierfachs 3 vorgesehen sein, um bei Stillstand des Verdichters 7 den Wärmetauscher 5 hermetisch von den anderen Wärmetauschern 4, 6 abzuriegeln. 6 shows in one too 1 analogous schematic representation of a second embodiment of the refrigerator according to the invention. The components shown are, as far as they are in the 1 to 3 are identical, denoted by the same reference numerals and will not be explained again. A difference between the two embodiments is the interconnection of the heat exchanger 4 , While in the embodiment of the 1 Outlet and inlet 8th respectively. 17 of the compressor via the directional valves 9 . 15 with a same connection 16 of the heat exchanger 4 are connectable and the flow direction of the refrigerant in the heat exchanger 4 Thus, depending on whether the valves in the configuration of 2 or the 3 is in the embodiment of the 6 a same connection 13 of the heat exchanger 4 via the directional valve 9 either directly or via the heat exchanger 6 and the capillary 11 with the outlet 8th connected while the connection 16 via the directional valve 15 either directly or via the heat exchanger 5 with the inlet 17 of the compressor 7 connected is. The direction of flow through the evaporator 4 is thus always the same, which makes it easier, Gluckergeräusche in the operation of the heat exchanger 4 to avoid. Instead of the directional valve 12 here can be a stop valve 27 between the connection 16 and the evaporator 5 of the freezer compartment 3 be provided to stop the compressor 7 the heat exchanger 5 hermetic from the other heat exchangers 4 . 6 seal off.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gehäuse casing
22: Normalkühlfach Normal refrigeration compartment
33: Gefrierfach freezer
44: Wärmetauscher heat exchangers
55: Wärmetauscher heat exchangers
66: Wärmetauscher heat exchangers
77: Verdichter compressor
88th: Auslass outlet
99: Wegeventil way valve
1010: Stoppventil stop valve
1111: Kapillare capillary
1212: Wegeventil way valve
1313: zweiter Anschluss second connection
1414: Kapillare capillary
1515: Wegeventil way valve
1616: erster Anschluss first connection
1717: Einlass inlet
1818: Steuereinheit control unit
1919: Temperaturfühler temperature sensor
2020: Temperaturfühler temperature sensor
2121: Innenbehälterwand Inner container wall
2222: Isoliermaterialschicht insulating material
2323: Wärmepuffer heat buffer
2424: Verdampferkammer evaporator chamber
2525: Lüftungsklappe ventilation flap
2626: Ventilator fan
2727: Stoppventil stop valve

Claims

Refrigerating appliance, in particular household refrigerating appliance, with a compressor ( 7 ), at least two cooling zones ( 2 . 3 ), at least three heat exchangers ( 4 . 5 . 6 ) and a valve assembly ( 9 . 10 . 12 . 15 ; 9 . 10 . 15 . 27 ), wherein in a first position of the valve arrangement of the compressor ( 7 ) with a first ( 4 ) and a second ( 5 ) the heat exchanger is connected in a first refrigerant circuit and in a second position of the valve arrangement ( 9 . 10 . 12 . 15 ; 9 . 10 . 15 . 27 ) of the compressor ( 7 ) with the first ( 4 ) and a third ( 6 ) the heat exchanger is connected in a second refrigerant circuit, characterized in that the first and the second heat exchanger ( 4 . 5 ) at one of the cooling zones ( 2 . 3 ) are arranged.

Refrigerating appliance according to claim 1, characterized in that the first heat exchanger ( 4 ) is arranged in the first position in a high-pressure region of the first refrigerant circuit and in the second position in a low-pressure region of the second refrigerant circuit.

Refrigerating appliance according to claim 1 or 2, characterized in that the third heat exchanger ( 6 ) is in thermal contact with the environment of the refrigerator.

Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the valve arrangement ( 9 . 10 . 12 . 15 ; 9 . 10 . 15 . 27 ) a first directional control valve ( 9 ) between a position in which there is an exit ( 8th ) of the compressor ( 7 ) with the first heat exchanger ( 4 ) and a position in which the output ( 8th ) of the compressor ( 7 ) with the third heat exchanger ( 6 ), is switchable.

Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that a same terminal ( 16 ) of the first heat exchanger ( 4 ) via the valve arrangement ( 9 . 10 . 12 . 15 ) optionally with an output ( 8th ) of the compressor ( 7 ) or with an input ( 17 ) of the compressor ( 7 ) is connectable.

Refrigerating appliance according to one of claims 1 to 4, characterized in that via the valve arrangement ( 9 . 10 . 15 . 27 ) a first connection ( 13 ) of the first heat exchanger ( 4 ) either directly or via the third heat exchanger ( 6 ) with an output ( 8th ) of the compressor ( 7 ) and a second connection ( 16 ) optionally via the second heat exchanger ( 5 ) or directly with an input ( 17 ) of the compressor ( 7 ) is connectable.

Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that at the first heat exchanger ( 4 ) a heat buffer ( 23 ) is arranged.

Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the second heat exchanger ( 5 ) at a second of the cooling zones ( 3 ) and that a control unit ( 18 ) of the refrigeration device is set up in the presence of cooling demand in the second cooling zone ( 3 ) between the first and the second position of the valve arrangement ( 9 . 10 . 12 . 15 ; 9 . 10 . 15 . 27 ) switch back and forth.

Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that in the first position of the valve arrangement ( 9 . 10 . 12 . 15 ; 9 . 10 . 15 . 27 ) the third heat exchanger ( 6 ) is separated on the inlet and outlet side of the first refrigerant circuit and / or in the second position of the valve arrangement of the second heat exchanger ( 5 ) is separated on the inlet and outlet side of the second refrigerant circuit.

Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that a third position of the valve arrangement ( 9 . 10 . 12 . 15 ; 9 . 10 . 15 . 27 ) exists in which, when the compressor is switched off ( 7 ) all heat exchangers ( 4 . 5 . 6 ) are separated from each other.