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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit zumindest einem ersten Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen ersten Verflüssiger aufweist, und mit zumindest einem zweiten Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen zweiten Verflüssiger aufweist, sowie mit wenigstens einem Ventilator zur dynamischen Belüftung der Verflüssiger, d. h. zur Erzeugung einer Luftströmung über die Verflüssiger.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, ein Kühl- bzw. Gefriergerät mit zwei Kaltemittelkreisläufen auszuführen, deren Verdampfer jeweils zur Kühlung je eines Kompartimentes, wie z. B. eines Kühlteils und eines Gefrierteils dienen. Die Verflüssiger dieser Kältemittelkreisläufe sind baulich voneinander getrennt und werden mittels eines gemeinsamen Ventilators belüftet. Der Ventilator dient zur Erzeugung einer Luftströmung über die Verflüssiger.
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Dabei kann es jedoch vorkommen, dass nicht beide Kältemittelkreisläufe in Betrieb sind, d. h. dass nicht die Kompressoren beider Kältemittelkreislaufe gleichzeitig in Betrieb sind. In diesem Fall erzeugt der Ventilator auch einen Luftstrom über den Verflüssiger des nicht in Betrieb befindlichen Kältemittelkreislaufes. Dieser Luftstrom ist somit nutzlos, da eine Wärmeabfuhr von dem Verflüssiger nicht notwendig ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät dahingehend weiterzubilden, dass die von dem Ventilator erzeugte Luftströmung effizient genutzt wird.
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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 zumindest ein Luftleitelement vorgesehen ist, das in unterschiedliche Positionen derart verstellbar ist, dass die Verteilung des durch den Ventilator erzeugten Luftstroms über den ersten und oder über den zweiten Verflüssiger veränderbar ist und dass wenigstens eine Steuerung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, dass diese die Position des Luftleitelementes in Abhängigkeit des Betriebes des oder der Kältemittelkreisläufe einstellt.
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Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass die seitens des Ventilators erzeugte Luftströmung gezielt auf die beiden Verflüssiger verteilt werden kann, was auch den Fall einschließt, dass der Luftstrom nur über einen der Verflüssiger geführt wird, d. h. der andere Verflüssiger nicht mit einem Luftstrom beaufschlagt wird.
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Für den Fall, dass nur einer der Kältemittelkreisläufe in Betrieb ist, kann das Luftleitelement somit derart eingestellt werden, dass der Luftstrom über den Verflüssiger, dessen Kältemittelkreislauf nicht in Betrieb ist, durch das Luftleitelement abgesperrt oder zumindest gedrosselt wird. Der durch den Ventilator Luftstrom steht somit vollständig oder überwiegend für den Verflüssiger zur Verfügung, der Bestandteil des aktuell oder zuvor in Betrieb befindlichen Kältemittelkreislaufes ist.
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Die beiden Kältemittelkreisläufe umfassen jeweils wenigstens einen Kompressor zur Förderung und Verdichtung des Kältemittels, jeweils wenigstens einen Verflüssiger zur Kondensation des Kältemittels, jeweils wenigstens ein Drosselelement zur Entspannung des Kältemittels und jeweils wenigstens einen Verdampfer zur Kühlung des Geräteinnenraums durch Verdampfung des Kältemittels. Von dem Verdampfer gelangt das Kältemittel zurück zum Kompressor.
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Die Einstellung der Position des Luftleitelementes in Abhängigkeit des Betriebes des oder der Kältemittelkreisläufe erfolgt mittels der Steuereinheit, die als reines Steuerelement oder auch als Regler ausgeführt sein kann, und der Informationen darüber bereitgestellt werden, welcher der Kältemittelkreisläufe in Betrieb ist bzw. bei welchem Verflüssigen der Bedarf einer Wärmeabfuhr durch die von dem Ventilator erzeugte Luftströmung besteht.
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Im Falle der Verwendung eines Reglers kann die Regelung derart erfolgen, dass der jeweilige Verflüssigen eine bestimmte Temperatur annehmen soll, wobei als Stellglieder die Position des Luftleitelementes und ggf. die Drehzahl des Ventilators dienen.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Luftleitelement in einer ersten Position eine Luftströmung nur oder überwiegend über den ersten Verflüssigen zulässt und/oder dass das Luftleitelement in einer zweiten Position eine Luftströmung nur oder überwiegend über den zweiten Verflüssigen zulässt und/oder dass das Luftleitelement in einer dritten Position eine Luftströmung über beide Verflüssiger zulässt.
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Der oder die Ventilatoren erzeugen somit in der dritten Position des Luftleitelementes eine Luftströmung über beide Verflüssigen.
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Die erste Position wird gewählt, wenn der erste Kältemittelkreislauf in Betrieb ist oder war, so dass ein Kühl- oder Nachkühleffekt am ersten Verflüssigen erzielt wird, die zweite Position wird gewählt, wenn der zweite Kältemittelkreislauf in Betrieb ist oder war, so dass ein Kühl- oder Nachkühleffekt am zweiten Verflüssigen erzielt wird, und die dritte Position wird gewählt, wenn beide Kältemittelkreisläufe in Betrieb sind oder waren, so dass ein Kühl- oder Nachkühleffekt am ersten und am zweiten. Verflüssigen erzielt wird.
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In der dritten Position kann die Verteilung der Luftströme auf die beiden Verflüssiger jeweils hälftig sein, d. h. jeder Verflüssiger wird mit derselben Luftmenge beaufschlagt.
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Denkbar ist es auch, dass die Verteilung der Luftströme über die beiden Verflüssiger nicht identisch ist. Dieses kann dann der Fall sein, wenn die Verflüssiger einen unterschiedlichen Kühlbedarf aufweisen, etwa weil sie eine unterschiedliche Größe aufweisen oder weil sie unterschiedliche Temperaturen haben, so dass unterschiedliche Wärmemengen abzuführen sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der erste Verflüssiger in einem ersten Kanal befindet und/oder dass sich der zweite Verflüssiger in einem zweiten Kanal befindet, wobei das Luftleitelement derart angeordnet ist, dass es den oder die Kanäle je nach seiner Position vollständig oder teilweise absperrt und/oder dass die von dem Ventilator geförderte Luft nicht oder mit einem verringerten Volumenstrom durch den Kanal und damit über den jeweiligen Verflüssiger strömt.
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Vorzugsweise befinden sich die Verflüssiger an der Geräterückseite oder in einem Maschinenraum im Gerätesockel.
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Sie können in Strömungskanälen angeordnet sein, in denen die durch den Ventilator erzeugte Luft strömt. Durch das Luftleitelement wird erreicht, dass die Verteilung der geförderten Luft über die beiden Kanäle in Abhängigkeit des aktuellen oder vorausgegangenen Betriebes der Kältemittelkreisläufe variabel gestaltet wird.
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In einer Ausführungsform befindet sich das Luftleitelement zwischen den Verflüssigern und dem Ventilator. Grundsätzlich ist auch eine davon abweichende Anordnung denkbar, wie z. B. die Anordnung des Luftleitelements in Strömungsrichtung der Luft vor den Verflüssigern. In diesem Fall befinden sich die Verflüssiger zwischen dem Luftleitelement und dem Ventilator.
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Der Ventilator kann in Strömungsrichtung der von diesem erzeugten Luftströmung vor oder hinter den Verflüssigern angeordnet sein.
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Vorzugsweise befinden sich die beiden Verflüssiger nebeneinander bzw. sind in Strömungsrichtung der Luft parallel angeordnet.
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Denkbar ist weiterhin, dass es sich bei dem Luftleitelement um wenigstens eine Klappe, Schieber oder Ventil handelt.
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Wie oben bereits ausgeführt, kann das Luftleitelement in der dritten Position eine Aufteilung des von dem Ventilator erzeugten Luftstroms jeweils hälftig über die Verflüssiger vornehmen.
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Abweichend davon ist es auch denkbar, dass das Luftleitelement in der dritten Position eine Aufteilung des von dem Ventilator erzeugten Luftstroms abweichend von einer hälftigen Verteilung über die Verflüssiger vornimmt.
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Die Steuerung kann ausgebildet sein, dass diese nicht nur während, sondern auch nach dem Ende des Betriebes eines Kältemittelkreislaufes für eine bestimmte Zeitspanne oder bis ein bestimmter Parameterwert, wie z. B. eine bestimmte Verflüssigertemperatur erreicht ist, eine Belüftung des diesem Kältemittelkreislauf zugeordneten Verflüssigers zulässt.
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So kann nach einem Kompressorstop, d. h. nach dem Abschalten des Kältemittelkreislaufes ein Nachkühleffekt des Verflüssigers erreicht werden. Die Beaufschlagung eines oder beider Verflüssiger kann somit nicht nur dann erfolgen, wenn die Kompressoren der jeweiligen Kältemittelkreisläufe in Betrieb sind, sondern auch anschließend.
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Es kann wenigstens ein Antriebselement zur Veränderung der Position des Luftleitelementes vorgesehen sein, wobei das Antriebselement beispielsweise durch einen Motor oder durch ein Bi-Metall gebildet wird. Im Falle eines Motors wird dieser von der oben genannten Steuereinheit angesteuert und zwar in Abhängigkeit davon, welcher Kältemittelkreislauf in Betrieb ist oder war.
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Handelt es sich bei dem Antriebselement um ein Bi-Metall, bildet dieses auch gleichzeitig die Steuerung. Das Bi-Metall-Element ist so angeordnet, dass es die Temperatur der Verflüssiger erfasst und je nach der erfassten Temperatur eine Auslenkung bzw. eine Bewegung vornimmt, die auf eine Bewegung des Luftleitelementes übertragen wird. Diese Ausführungsform ist somit rein mechanisch und verzichtet auf eine Elektronik zur Übertragung von Signalen an die Antriebseinheit sowie von Signalen an die Steuerung, die anzeigen, ob die Kältemittelkreisläufe in Betrieb sind oder waren.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerung mit den Kompressoren oder mit einem oder mehreren Sensoren der Kältemittelkreisläufe in Verbindung steht, um zu erfassen, ob sich diese in Betrieb befinden. Die Steuerung erhält somit ein oder mehrere Signale, die anzeigen, an welchem der Verflüssiger Wärme abzuführen ist. Die Signale werden in der Steuerung ausgewertet und die Steuerung steuert das Luftleitelement entsprechend an.
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An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung von genau zwei Verflüssigern beschränkt ist, es können auch mehr als zwei Verflüssiger vorhanden sein. Ebenso können mehr als ein Luftleitelement und mehr als ein Ventilator vorhanden sein.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt in schematischer Ansicht die Anordnung der zwei Verflüssiger mit Luftleitelement und Ventilator.
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Die Figur zeigt die Anordnung von zwei Verflüssigern V1 und V2, wobei der erste Verflüssiger V1 Bestandteil eines ersten Kältemittelkreislaufes ist und der Verflüssiger V2 Bestandteil eines zweiten Kältemittelkreislaufes ist. Beide Kältemittelkreisläufe sind hinsichtlich des Kältemittels voneinander getrennt und dienen zur Kühlung unterschiedlicher Kompartimente des Gerätes.
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Die Verflüssiger V1 und V2 können beispielsweise als Drahtrohrblock-Verflüssiger ausgebildet sein.
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Jeder der beiden Kältemittelkreisläufe weist wenigstens einen Kompressor auf.
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Die Verflüssiger sind in Kanälen K1 und K2 angeordnet, die durch eine Trennwand 30 voneinander getrennt sind. Stromabwärts der Verflüssiger und der Trennwand 30 befinden sich die Klappe 10 und der Ventilator 20 in dem dann gemeinsamen Strömungskanal K.
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Ist nur der Kältemittelkreislauf des ersten Verflüssigers V1 in Betrieb, besteht nur dort der Bedarf der Wärmeabfuhr. In diesem Fall wird durch die Klappensteuerung mittels der Klappe 10 erreicht, dass der durch den Ventilator 20 erzeugte Luftstrom nur oder überwiegend über den ersten Verflüssiger V1 geleitet wird.
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Ist hingegen nur der Kältemittelkreislauf des zweiten Verflüssigers V2 in Betrieb, besteht nur dort der Bedarf der Wärmeabfuhr. In diesem Fall wird durch die Klappensteuerung mittels der Klappe 10 erreicht, dass der durch den Ventilator 20 erzeugte Luftstrom nur oder überwiegend über den zweiten Verflüssiger V2 geleitet wird.
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Sind die Kältemittelkreisläufe beider Verflüssiger V1 und V2 in Betrieb, besteht an beiden Verflüssigern der Bedarf der Wärmeabfuhr. In diesem Fall wird durch die Klappensteuerung mittels der Klappe 10 erreicht, dass der durch den Ventilator 20 erzeugte Luftstrom über beide Verflüssiger V1 und V2 geleitet wird.
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Die Strömungsrichtung der mittels des Ventilators 20 geförderten Luft ist unterhalb des Ventilators 20 durch den Pfeil gekennzeichnet.
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Die obigen Ausführungen gelten entsprechend, wenn der Bedarf der Wärmeabfuhr nach dem Abschalten der Kältemittelkreisläufe besteht. So kann beispielsweise ein Nachkühleffekt erreicht werden, indem die Aufteilung des Luftstroms z. B. ¼ zu ¾ erfolgt, wobei der ¼ Anteil über den nachzukühlenden Verflüssiger geführt wird.
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Die Klappe K kann um eine Drehachse 12 schwenkbar sein, wie dies durch die Pfeile in der Figur angedeutet ist. In der gestrichelten linken Position der Klappe 10 wird der links dargestellte Kanal K1 vollständig oder weitgehend von dem Ventilator 20 getrennt. In diesem Fall überströmt der gesamte oder fast der gesamte von dem Ventilator 20 erzeugte Luftstrom den Verflüssiger V2.
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In der gestrichelten rechten Position der Klappe 10 wird der Strömungsquerschnitt zwischen dem Kanals K2 und dem Ventilator 20 verringert, so dass der Verflüssiger V2 mit einem geringeren Luftstrom beaufschlagt wird, wohingegen keine Drosselung in dem Kanal K1 stattfindet.
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In der mit durchgezogenen Linien dargestellten Position der Klappe 10 erfolgt in keinem der Kanäle K1, K2 eine Drosselung und der Luftstrom wird gleichmäßig über beide Verflüssiger geleitet.
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Die Feststellung, ob die Kältemittelkreisläufe in Betrieb sind, kann beispielsweise mittels Temperatursensoren erfolgen, die an den Verflüssigern oder an anderer Stelle des Kältemittelkreislaufes angeordnet sind.
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Grundsätzlich kommen auch beliebige andere Möglichkeiten der Erfassung des Betriebes der Kältemittelkreisläufe in Betracht, wie beispielsweise die Erfassung, ob die jeweiligen Kompressoren laufen oder auch die Messung der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf.
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Die Auslenkung der Klappe 10 kann beispielsweise mittels eines Servo-Motors oder Schrittmotors erfolgen. Optional kann diese aber auch ohne Verwendung eines Motors, wie z. B. durch Verwendung eines Bi-Metall-Elementes erfolgen, da je nach der festgestellten Temperatur, z. B. je nach der Festgestellten Verflüssigertemperatur eine Auslenkung erfährt.
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Durch die vorliegende Erfindung wird die Effizienz bei einem 2-Kompressorgerät mit zwei getrennten Verflüssigern und mit nur einem gemeinsamen Ventilator gesteigert. Wie oben ausgeführt, umfasst die Erfindung auch Geräte mit mehr als zwei Kältemittelkreisläufen und mit mehr als genau einem Ventilator. Beispielsweise ist es denkbar, dass statt des in der Figur dargestellten einzigen Ventilators zwei Ventilatoren verwendet werden, deren Luftströmung wahlweise über den ersten, den zweiten oder beide Verflüssiger geführt wird. Auch ist es denkbar, dass nicht genau ein Luftleitelement verwendet wird, sondern zwei oder mehr als zwei Luftleitelemente.
