DE102016208494A1

DE102016208494A1 - Kältegerät und Verfahren zu dessen Fertigung

Info

Publication number: DE102016208494A1
Application number: DE102016208494.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Hein; Berthold Pflomm; Bernd Schlögel
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2017-11-23
Also published as: WO2017198641A1; PL3458784T3; EP3458784A1; EP3458784B1

Abstract

Ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, umfasst wenigstens eine erste und eine zweite Temperaturzone (21, 25), einen ersten Verdampfer (1) zum Kühlen der ersten Temperaturzone (21) und einen zweiten Verdampfer (2) zum Kühlen der zweiten Temperaturzone (25). Beide Verdampfer (1, 2) umfassen jeweils einen auf wenigstens einer Platine (3) verlegten Kältemittelrohrabschnitt und sind durch einen gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt (17) in Reihe verbunden. Ein zu einer Einspritzstelle (15) des ersten Verdampfers (1) verlaufender Ausgleichs-Drosselrohrabschnitt (14) ist am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt (17) befestigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit mehreren Temperaturzonen, und ein Verfahren zu dessen Fertigung.
Wenn mehrere Temperaturzonen mit in Reihe verbunden Verdampfern gekühlt werden sollen, wird für die kältere Temperaturzone eine im Verhältnis zu ihrem Volumen wesentlich größere Verdampferfläche benötigt als für die wärmere. Deswegen ist bei Kältegeräten mit Normalkühlfach und Frostfach im Normalkühlfach nur an der Rückwand ein Verdampfer vorgesehen, wohingegen das Frostfach an bis zu fünf Wänden von Verdampferplatten umgeben sein kann. Diese notwendigerweise dreidimensionale Struktur macht die Fertigung und Montage der Verdampfer aufwendig.
Aus DE 8325574 U1 ist ein Kältegerät mit Normalkühlfach und Frostfach bekannt, bei dem eine in Rollbond-Technik gefertigte Platine sich über die Rückwände von Normalkühlfach und Frostfach erstreckt. Eine Einspritzstelle für das Kältemittel und ein Anschluss für eine Saugleitung sind an dem an der Rückwand des Gefrierfachs befestigten Abschnitt der Platine gebildet. Um das Gefrierfach auch über seine anderen Wände kühlen zu können, ist an diesen eine Rohrleitung verlegt und mit Anschlüssen an der Platine verbunden.
Die Kombination verschiedener Fertigungstechniken macht den Verdampferaufbau aufwendig. Da Kältemittel vom Platinenabschnitt des Normalkühlfachs zu dem des Frostfachs zurückfließen muss, um die Saugleitung zu erreichen, kommt es zu einem unerwünschten Wärmetransport vom Normalkühlfach zum Frostfach.
EP 1 712 857 A2 schlägt vor, den Rollbond-Verdampfer aus Kostengründen durch einen Aufbau mit Tube-on-Sheet-Elementen zu ersetzen, die an den verschiedenen Seiten des Frostfachs und der Rückwand des Normalkühlfachs montiert werden. Auch hier ist die Montage aufwendig, da offenbar im Laufe der Montage Rohrabschnitte der verschiedenen Elemente untereinander verbunden werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät mit mehreren Temperaturzonen, bei dem ein Verdampfer kostengünstig und prozesssicher montierbar ist, und ein Verfahren zu dessen Fertigung anzugeben.
Die Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zum Fertigen eines Kältegeräts, insbesondere eines Haushaltskältegeräts, mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Temperaturzone, bei dem

a) Platinen eines ersten und eines zweiten Verdampfers in einer Ebene angeordnet werden und ein Kältemittelrohr auf den Platinen befestigt wird,
b) ein zu einer Einspritzstelle des ersten Verdampfers verlaufender Drosselrohrabschnitt an einem die Verdampfer verbindenden Rohrabschnitt des Kältemittelrohrs befestigt wird,
c) wenigstens ein Abschnitt einer Platine des ersten Verdampfers, der zum zweiten Verdampfer benachbart ist, aus der Ebene herausgeschwenkt wird,
d) die Verdampfer einander angenähert werden und dabei der verbindende Rohrabschnitt und der daran befestigte Drosselrohrabschnitt gekrümmt werden.

Die Platzierung der Platinen in einer Ebene ermöglicht eine einfache und effiziente Verlegung des Kältemittelrohrs, insbesondere eines Kältemittelrohrs, das sich einteilig durchgehend über alle Platinen erstreckt. Wenigstens eine der Platinen oder zumindest ein Teil einer Platine des ersten Verdampfers muss später aus der Ebene herausgeschwenkt werden, um den ersten Verdampfer wenigstens an einer Rückwand und einer der zweiten Temperaturzone zugewandten Wand der ersten Temperaturzone befestigen zu können. Um die Lücke, die dadurch zwischen dem ersten und dem zweiten Verdampfer entsteht, zu schließen, werden die Verdampfer einander angenähert. Dabei wird der Rohrabschnitt, der die Verdampfer verbindet, notwendigerweise gekrümmt. Indem zuvor der Drosselrohrabschnitt an diesem Rohrabschnitt befestigt worden ist, wird er gezwungen, sich in derselben Weise zu krümmen wie der die Verdampfer verbindende Rohrabschnitt; ein Abknicken, das die Durchlässigkeit des Drosselrohrabschnitts und damit die Funktionsfähigkeit des Kältegeräts beeinträchtigen könnte, wird so verhindert.
Zum andern wird die Aufgabe gelöst durch ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Temperaturzone und einem ersten Verdampfer zum Kühlen der ersten Temperaturzone und einem zweiten Verdampfer zum Kühlen der zweiten Temperaturzone, bei dem beide Verdampfer jeweils einen auf wenigstens einer Platine verlegten Kältemittelrohrabschnitt umfassen und durch einen gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt in Reihe verbunden sind, und ein zu einer Einspritzstelle des ersten Verdampfers verlaufender Ausgleichs-Drosselrohrabschnitt am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt befestigt ist.
Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät, das zur Haushaltsführung in Haushalten oder eventuell auch im Gastronomiebereich eingesetzt wird und insbesondere dazu dient, Lebensmittel und/oder Getränke in haushaltsüblichen Mengen bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinlagerschrank.
Um sicherzustellen, dass die Krümmung des Ausgleichs-Drosselrohrabschnitts der des verbindenden Rohrabschnitts exakt folgt, sollte der Drosselrohrabschnitt am verbindenden Kältemittelrohrabschnitt an mehreren über dessen Länge verteilten Punkten oder gar kontinuierlich befestigt sein.
Der Drosselrohrabschnitt kann am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt durch ein den verbindenden Kältemittelrohrabschnitt und den Drosselrohrabschnitt umgebendes und sie aneinanderdrückendes Element befestigt sein, wie etwa einen Kabelbinder, einen Schrumpfschlauch, ein um die Rohrabschnitte herumgewickeltes, eventuell selbstklebendes Band oder dergleichen. Da der Kabelbinder nur eine punktuelle Befestigung gewährleistet, sind die Kabelbinder vorzugsweise zu mehreren über die Länge des Drosselrohrabschnitts verteilt.
Alternativ kann der Drosselrohrabschnitt am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt durch Kleben, Löten oder Schweißen befestigt sein; auf diese Weise ist insbesondere eine kontinuierliche Befestigung über wenigstens einen Teil des Drosselrohrabschnitts hinweg möglich.
Das Kleben kann durch Einbringen eines Klebstoffs zwischen den verbindenden Kältemittelrohrabschnitt und den Drosselrohrabschnitt oder durch ein Umwickeln beider mit einem Klebeband erfolgen.
Der die Verdampfer verbindende Rohrabschnitt kann mit auf den Platinen der Verdampfer verlegten Rohrabschnitten einteilig sein; vorzugsweise erstreckt sich ein einziges Kältemittelrohr einteilig von der Einspritzstelle des ersten Verdampfers wenigstens bis zu einem Sauganschluss des zweiten Verdampfers.
Ein an sich bekannter Saugrohrwärmetauscher, der Kältemitteldampf auf dem Weg zum Verdichter vorwärmt, um ein Betauen der Saugleitung und damit verbundene Effizienzverluste zu vermeiden, sollte hier durch einen im Kältemittelkreislauf stromaufwärts vom Ausgleichs-Drosselrohrabschnitt gelegenen Drosselrohrabschnitt und ein stromabwärts vom zweiten Verdampfer gelegenes Saugrohr gebildet sein.
Um einen unerwünschten Wärmetransport von der zweiten zur ersten Temperatorzone zu vermeiden, sollte das Saugrohr, anders als in DE 8325574 U1 gezeigt, von der Platine des zweiten Verdampfers ausgehen.
Die erste und die zweite Temperaturzone des Kältegeräts sind vorzugsweise durch eine Wand getrennt sind, in der sich ein Teil, insbesondere eine Platine, des ersten Verdampfers erstreckt.
Der gekrümmte Kältemittelrohrabschnitt kann dann jeweils an Rückwänden der ersten und zweiten Temperaturzone angeordnete Platinen verbinden und zur Vorderkante der Wand hin ausgelenkt sein.
Die erste und die zweite Temperaturzone sind vorzugsweise durch einen gemeinsamen einteiligen Innenbehälter begrenzt, der ggf. auch die oben erwähnte Wand bilden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 Verdampfer des erfindungsgemäßen Kältegeräts in ebener Anordnung;
2 eine Anordnung mit aus der Ebene herausgeschwenkten Abschnitten eines der Verdampfer; und
3 eine Teilansicht eines Innenbehälters des Kältegeräts mit den daran montierten Verdampfern.
1 zeigt eine Anordnung von Verdampfern in einem frühen Stadium der Montage eines erfindungsgemäßen Kältegeräts. Die Verdampfer 1, 2 umfassen hier jeweils voneinander getrennte metallische Platinen 3, die auf einer nicht dargestellten Unterlage ausgebreitet sind und an denen ein einteilig durchgehendes Kältemittelrohr 7 in Mäandern verlegt und verlötet oder in anderer geeigneter Weise befestigt ist. Die Platine 3 des Verdampfers 1 ist hier in drei Abschnitte 4, 5, 6 gegliedert. Die Abschnitte 4, 5, 6 können wie gezeigt körperlich getrennt sein, sie könnten aber auch einteilig zusammenhängend ausgeführt und eventuell durch ein späteres Biegen erleichternde Schlitze voneinander abgegrenzt sein. Die Platine 3 des Verdampfers 2 ist einteilig.
An einen stromabwärtigen Anschluss 8 des Verdampfers 2 ist ein Saugrohr 9 angefügt, das vorgesehen ist, um im in einer späteren Phase der Montage mit einem (nicht dargestellten) Verdichter des Kältegeräts verbunden zu werden. Zwischen zwei Durchstichen 10, 11 ist ein Drosselrohr 12 innerhalb des Saugrohrs 9 geführt, um in an sich bekannter Weise einen Saugrohr-Wärmetauscher 13 zu bilden. Von dem – hier nahe des Anschlusses 8 zwischen dem Abschnitt 6 des Verdampfers 1 und dem Verdampfer 2 gelegenen – Durchstich 11 aus verläuft ein Abschnitt 14 des Drosselrohrs 12 neben den Verdampferabschnitten 6, 5 her bis zu einer Einspritzstelle 15 an einer von den anderen Verdampferabschnitten 5, 6 abgewandten Ecke des Verdampferabschnitts 4.
Von der Einspritzstelle 15 aus verläuft das Kältemittelrohr 7 in Mäandern über den Verdampferabschnitt 4 bis zu einer der Einspritzstelle 15 gegenüberliegenden Ecke, überbrückt dort einen Spalt zwischen dem Verdampferabschnitten 4, 5, überquert auf gerader Linie den Verdampferabschnitt 5 und einen weiteren Spalt, verläuft in Mäandern über den Verdampferabschnitt 6 und kehrt schließlich zum Verdampferabschnitt 5 zurück, um dort weitere Mäander zu bilden. Das Kältemittelrohr 7 verlässt den Verdampferabschnitt 5 an einer kurzen Kante 16 und bildet anschließend einen geradlinigen Rohrabschnitt 17, der sich benachbart zum Abschnitt 14 des Drosselrohrs 12 neben dieser Kante 16 und einer Kante 18 des Verdampferabschnitts 6 her zum Verdampfer 2 erstreckt.
Die nebeneinander herlaufenden Abschnitte 14 des Drosselrohrs 12 und 17 des Kältemittelrohrs 7 sind in 1 während des Umwickelns mit einem Klebeband 19 gezeigt. Nach Fertigstellung sollte sich die Umwicklung über die gesamte Länge der Kante 18 des Verdampferabschnitts 6 erstrecken. Anstatt durch das Klebeband 19 könnten die Abschnitte 14, 17 auch durch mehrere über ihre Länge verteilte Kabelbinder aneinander befestigt sein, wobei diese so fest angezogen sein müssen, dass sie nicht entlang der Abschnitte 14, 17 verrutschen bzw. auch ein Verrutschen der Abschnitte 14, 17 gegeneinander in ihrer Längsrichtung verhindern. Weitere Alternativen sind das Verlöten oder Verschweißen der Abschnitte 14, 17 miteinander, wobei auch hier die Abschnitte 14, 17 vorzugsweise an mehreren voneinander beabstandeten Punkten oder kontinuierlich miteinander verbunden sein sollten.
Da die Anordnung in der Konfiguration der 1 platzsparend und sicher stapelbar ist, kann sie vorgefertigt und zu einem Ort transportiert werden, an dem ihr Einbau in das Kältegerät erfolgen soll.
Am Einbauort werden die Verdampferabschnitte 4 und 6 wie in 2 gezeigt aus der Ebene des Abschnitts 5 und des Verdampfers 2 herausgeklappt, um anschließend, wie in 3 zu sehen, an einer Decke 20 bzw. einem Boden eines eine erste Temperaturzone 21 bildenden Frostfachs eines in an sich bekannter Weise aus Kunststoff einteilig tiefgezogenen Innenbehälters 22 befestigt zu werden.
Nach dem Klappen des Verdampferabschnitts 6 in die Vertikale klafft zwischen dem zur Anbringung an einer Rückwand 23 des Frostfachs vorgesehenen Verdampferabschnitt 5 und dem zur Anbringung an einer Rückwand 24 eines eine zweite Temperaturzone 25 bildenden Normalkühlfachs vorgesehenen Verdampfer 2 eine breite Lücke 26. Diese muss weitgehend geschlossen werden, damit der Verdampfer 2 am Normalkühlfach nahe an dessen Decke 27 montiert werden und das Normalkühlfach auf seiner gesamten Höhe wirksam kühlen kann. Deshalb werden, wenn gemäß Pfeilen A in 2 der Verdampfer 2 auf die Verdampferabschnitte 4, 5, 6 des Frostfachs zu verschoben wird, die aneinander befestigten Abschnitte 14, 17 des Drosselrohrs 12 und des Kältemittelrohrs 7 gemäß einem Pfeil B nach unten ausgelenkt. Dabei verhindert das Kältemittelrohr 7 aufgrund seines relativ großen Durchmessers ein Knicken der Abschnitte 14, 17 auf engem Radius, das zu einem Verschluss oder einer übermäßigen Querschnittsverengung des Abschnitts 14 führen könnte.
Durch die Auslenkung bekommen die Abschnitte 14, 17, wie in 3 gezeigt, einen haarnadelartig gekrümmten Verlauf mit zwei geraden oder schwach gekrümmten Schenkeln 28 und einem die Schenkel 28 verbindenden, stark gekrümmten Bogen 29. Die Decke 27 des Normalkühlfachs 25 und der Boden des Frostfachs begrenzen einen Spalt, der später ausgeschäumt wird, um eine Wand 30 zwischen dem Frostfach 21 und dem Normalkühlfach 25 zu bilden. In dieser Wand 30 oder in einem benachbarten Bereich einer Seitenwand des Korpus finden beim fertigen Kältegerät die gekrümmten Abschnitte 14, 17 Platz, wobei der Bogen 29 einer Vorderkante 31 der Wand 30 zugewandt ist.
Bezugszeichenliste

1: Verdampfer
2: Verdampfer
3: Platine
4: Verdampferabschnitt
5: Verdampferabschnitt
6: Verdampferabschnitt
7: Kältemittelrohr
8: Anschluss
9: Saugrohr
10: Durchstich
11: Durchstich
12: Drosselrohr
13: Saugrohr-Wärmetauscher
14: Abschnitt (des Drosselrohrs)
15: Einspritzstelle
16: Kante
17: Abschnitt (des Kältemittelrohrs)
18: Kante
19: Klebeband
20: Decke
21: Frostfach
22: Innenbehälter
23: Rückwand
24: Rückwand
25: Normalkühlfachs
26: Lücke
27: Decke
28: Schenkel
29: Bogen
30: Wand
31: Vorderkante

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 8325574 U1 [0003, 0017]
EP 1712857 A2 [0005]

Claims

Verfahren zum Fertigen eines Kältegeräts, insbesondere eines Haushaltskältegeräts, mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Temperaturzone (21, 25), bei dem a) Platinen (3) eines ersten und eines zweiten Verdampfers (1, 2) in einer Ebene angeordnet werden und ein Kältemittelrohr (7) auf den Platinen (3) befestigt wird, b) ein zu einer Einspritzstelle (15) des ersten Verdampfers (1) verlaufender Drosselrohrabschnitt (14) an einem die Verdampfer (1, 2) verbindenden Rohrabschnitt (17) des Kältemittelrohrs (7) befestigt wird, b) wenigstens ein Abschnitt (6) einer Platine (3) des ersten Verdampfers (1), der zum zweiten Verdampfer (2) benachbart ist, aus der Ebene herausgeschwenkt wird, c) die Verdampfer (1, 2) einander angenähert werden und dabei der verbindende Rohrabschnitt (17) und der daran befestigte Drosselrohrabschnitt (14) gekrümmt werden.
Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Temperaturzone (21, 25) und einem ersten Verdampfer (1) zum Kühlen der ersten Temperaturzone (21) und einem zweiten Verdampfer (2) zum Kühlen der zweiten Temperaturzone (25), dadurch gekennzeichnet, dass beide Verdampfer (1, 2) jeweils einen auf wenigstens einer Platine (3) verlegten Kältemittelrohrabschnitt umfassen und durch einen gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt (17) in Reihe verbunden sind, und dass ein zu einer Einspritzstelle (15) des ersten Verdampfers (1) verlaufender Ausgleichs-Drosselrohrabschnitt (14) am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt (17) befestigt ist.
Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichs-Drosselrohrabschnitt (14) am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt (17) an mehreren über dessen Länge verteilten Punkten befestigt ist.
Kältegerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselrohrabschnitt (14) am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt (17) durch ein den gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt und den Ausgleichs-Drosselrohrabschnitt umgebendes und sie aneinanderdrückendes Element (19) befestigt ist.
Kältegerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselrohrabschnitt am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt (17) durch Kleben, Löten oder Schweißen befestigt ist.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Verdampfer (1, 2) verbindende Rohrabschnitt (17) mit auf den Platinen (3) der Verdampfer (1, 2) verlegten Rohrabschnitten einteilig ist.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kältemittelrohr (7) sich einteilig von der Einspritzstelle (15) des ersten Verdampfers (1) wenigstens bis zu einem Sauganschluss (8) des zweiten Verdampfers erstreckt.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Kältemittelkreislauf stromaufwärts vom Ausgleichs-Drosselrohrabschnitt (14) gelegener Abschnitt des Drosselrohrs (11) und ein stromabwärts vom zweiten Verdampfer (2) gelegenes Saugrohr (9) einen Wärmetauscher (13) bilden.
Kältegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohr (9) von der Platine (3) des zweiten Verdampfers (2) ausgeht.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Temperaturzone (21, 25) durch eine Wand (30) getrennt sind, in der sich ein Abschnitt (6) des ersten Verdampfers (1) erstreckt.
Kältegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Kältemittelrohrabschnitt (17) jeweils an Rückwänden (23, 24) der ersten und zweiten Temperaturzone angeordnete Platinen (3) verbindet und zur Vorderkante (31) der Wand (30) hin ausgelenkt ist.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Temperaturzone durch einen gemeinsamen einteiligen Innenbehälter (22) begrenzt sind.