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Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Kältegerät.
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Herkömmliche Kältegeräte umfassen teilweise unterschiedliche Gerätetypen, welche spezifisch für bestimmte Kühlsituationen entwickelt werden. Um hierbei den unterschiedlichen Anforderungen entsprechen zu können, ergibt sich eine Vielzahl von unterschiedlichen Kältegerätetypen und Varianten. Die Entwicklung und Fertigung unterschiedlicher Kältegerätetypen führt zu einem erhöhten Aufwand bei Entwicklung, Freigabe, Qualitätsmanagement, und/oder Fertigungsplanung. Ferner verhindert die große Zahl unterschiedlicher Bauformen eine hochautomatisierte und damit kostengünstige Fertigung. Aus diesem Grund umfassen Herstellungsverfahren von herkömmlichen Kältegeräten zu einem großen Anteil manuelle Montageschritte. Ebenso sind aus dem Stand der Technik modulare Kältegeräte bekannt, die aus einzelnen Modulen bestehen, welche jeweils über ein eigenes Kälteaggregat verfügen. Durch das Anordnen von jeweils einem einzigen Kälteaggregat in jedem einzelnen Modul, ist eine kostengünstige Fertigung derartiger modularer Kältegeräte oftmals nicht möglich.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2012 211 270 A1 ist ein Kältegerät bekannt, dessen Kühlleistung in Abhängigkeit von einer ersten Temperatur in einem ersten Kühlfach und von einer zweiten Temperatur in einem zweiten Kühlfach geregelt wird.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2013 226 341 A1 ist ein Kältegerät bekannt, welches einen Kältemittelauslass eines ersten Verdampfers aufweist, welcher mit einem Expansionsventil am Kältemittelauslass eines zweiten Verdampfers verbunden ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2005 057 147 A1 zeigt eine Anordnung von Funktionsbaugruppen für ein Haushaltsgerät, wobei mindestens drei Funktionsbaugruppen gemeinsam auf einem Träger angeordnet und funktionell mit dem Haushaltsgerät verbunden sind.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Konzept für ein modulares Kältegerät vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Figuren, der Beschreibung und der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kältegerät, mit einem Basismodul, umfassend einen Basiskältekreislaufabschnitt mit einem Verdichter und einem Verflüssiger, zumindest einem Kühlraummodul, welches zur Aufnahme von Kühlgut ausgebildet ist, zumindest einem Kältekreislaufabschnitt des zumindest einen Kühlraummoduls mit einem Verdampfer und einem Expansionsventil, und einem Steuermodul zur Steuerung des Kältegeräts gelöst, wobei das Basismodul und das zumindest eine Kühlraummodul derart aneinander fixierbar ausgebildet sind, dass der Basiskältekreislaufabschnitt und der zumindest eine Kältekreislaufabschnitt als geschlossener Kühlkreislauf ausgebildet sind, welcher sich durch das Basismodul und durch das zumindest eine Kühlraummodul erstreckt, wobei das Steuermodul mit dem Basismodul und dem zumindest einen Kühlraummodul elektrisch verbindbar ist, um das Basismodul und das zumindest eine Kühlraummodul zu steuern.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass jedes einzelne Modul des Kältegeräts unabhängig von den anderen Modulen herstellbar ist. Wesentlich ist hierbei, dass alle Module des Kältegeräts Bestandteil eines einzigen Kälteaggregats sind. Dieses Kälteaggregat versorgt somit sämtliche Kühlraummodule und das Basismodul des Kältegeräts unabhängig davon, in welcher Anzahl und in welcher Reihenfolge die Kühlraummodule an dem Basismodul angeordnet sind. Hierbei werden weder Luftkühlmodule noch sekundäre Kältekreisläufe eingesetzt. Jedes Modul ist mit einem eigenen Wärmetauscher, einem eigenen Luftsystem und einer eigenen Lichtversorgung ausgestattet, wobei das fixierbare Anordnen der Module innerhalb des Kältegeräts durch eine luftdichte Rastfunktion realisiert werden kann. Das Steuermodul befindet sich beispielsweise an der Oberseite des obersten der gestapelten Module und steuert jedes einzelne Modul des Kältegeräts. Alternativ ist es jedoch ebenso möglich, das Steuermodul an einer anderen Stelle des Kältegeräts wie beispielsweise in oder an dem Basismodul anzuordnen. Hierbei kann das Steuermodul mit einem zusätzlichen Bedienelement ausgestattet sein. Das Basismodul ist als einfaches Maschinenraummodul ausgebildet und umfasst mindestens einen Verdichter und einen Verflüssiger.
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Somit wird das Kältegerät nur aus den notwendigen Bestandteilen zusammengesetzt, wobei mindestens ein Basismodul, ein Kühlraummodul und ein Steuermodul notwendig sind. Diese Module werden einfach aneinander angeordnet, verrastet oder verklebt, wobei die offenen Enden des Kühlkreislaufs am Übergang zwischen Kühlraummodul und Steuermodul verschlossen werden können. Vor Fertigstellung des Kältegeräts werden die Schnittstellen bzw. die Übergänge zwischen den Kältekreislaufabschnitten zusätzlich isoliert und ausgeschäumt.
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Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät, das zur Haushaltsführung in Haushalten oder im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinkühlschrank.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das zumindest eine Kühlraummodul ein erstes Kühlraummodul, wobei der zumindest eine Kältekreislaufabschnitt einen ersten Kältekreislaufabschnitt mit einem ersten Verdampfer und einem ersten Expansionsventil umfasst, wobei das Steuermodul mit dem Basismodul und dem ersten Kühlraummodul elektrisch verbindbar ist, um das Basismodul und das erste Kühlraummodul zu steuern.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das erste Kühlraummodul einen minimalen Aufbau des erfindungsgemäßen Kältegeräts realisieren kann. Hierbei kann das erste Kühlraummodul beispielsweise als einfaches Kühlfach oder Gemüsefach ausgebildet sein, so dass ein kompaktes modulares Kältegerät erhalten werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das zumindest eine Kühlraummodul ein zweites Kühlraummodul, wobei der zumindest eine Kältekreislaufabschnitt einen zweiten Kältekreislaufabschnitt mit einem zweiten Verdampfer und einem zweiten Expansionsventil umfasst, und wobei das Steuermodul mit dem Basismodul und dem zweiten Kühlraummodul elektrisch verbindbar ist, um das Basismodul und das zweite Kühlraummodul zu steuern.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das zweite Kühlraummodul einen minimalen Aufbau des erfindungsgemäßen Kältegeräts realisieren kann. Hierbei kann das zweite Kühlraummodul beispielsweise als ein Gefrierfach ausgebildet sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts, umfasst das zumindest eine Kühlraummodul zumindest ein erstes Kühlraummodul und ein zweites Kühlraummodul, wobei der zumindest eine Kältekreislaufabschnitt einen ersten Kältekreislaufabschnitt mit einem ersten Verdampfer und einem ersten Expansionsventil und einen zweiten Kältekreislaufabschnitt mit einem zweiten Verdampfer und einem zweiten Expansionsventil umfasst, und wobei das Steuermodul mit dem Basismodul, dem ersten Kühlraummodul und dem zweiten Kühlraummodul elektrisch verbindbar ist, um das Basismodul, das erste und zweite Kühlraummodul zu steuern.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die Verwendung eines ersten und zweiten Kühlraummoduls unterschiedliche Temperaturbereiche in dem modularen Kältegerät realisiert werden können, um beispielsweise unterschiedliche Arten von Kühlgut zu lagern. Das erste Kühlraummodul kann hier als einfaches Kühlfach oder Gemüsefach ausgebildet sein und das zweite Kühlraummodul kann als Tiefkühlfach oder Gefrierfach ausgebildet sein. Zudem kann hierbei das erste Kühlraummodul direkt mit dem Basismodul fixierbar verbunden sein, und das zweite Kältemodul oberhalb des ersten Kältemoduls angeordnet sein. Ferner kann alternativ das zweite Kühlraummodul direkt mit dem Basismodul fixierbar verbunden sein, und das erste Kältemodul oberhalb des zweiten Kältemoduls angeordnet sein. In jedem Fall wäre die modulare Anordnung realisierbar, wobei jedes Kühlraummodul zumindest einen Verdampfer, ein Expansionsventil und eine zweckorientierte Isolierung aufweist. Die Isolierung ist für ein Tiefkühlfach entsprechend stärker ausgelegt als für ein normales Kühlfach.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das Kältegerät ein drittes Kühlraummodul, welches zur Aufnahme von Kühlgut ausgebildet ist, wobei das dritte Kühlraummodul einen dritten Kältekreislaufabschnitt mit einem dritten Verdampfer, sowie einem dritten und einem vierten Expansionsventil aufweist, wobei das dritte Kühlraummodul derart an dem zumindest einen Kühlraummodul fixierbar ausgebildet ist, dass der Basiskältekreislaufabschnitt, der zumindest eine Kältekreislaufabschnitt und der dritte Kältekreislaufabschnitt als geschlossener Kühlkreislauf ausgebildet sind, welcher sich durch das Basismodul, das zumindest eine Kühlraummodul und durch das dritte Kühlraummodul erstreckt, und wobei der dritte Kältekreislaufabschnitt einen Parallelkühlkreislauf des Kühlkreislaufs umfasst, in welchem der dritte Verdampfer sowie das dritte und das vierte Expansionsventil angeordnet sind.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch das dritte Kühlraummodul ein großer Temperaturbereich abgedeckt werden kann welcher auch beheizbare Module einschließt. Ein wesentlicher Einflussfaktor stellt hierbei das zusätzliche Anordnen eines vierten Expansionsventils dar. Dieses ermöglicht die Realisierung eines Druckunterschieds zwischen dem dritten Verdampfer im dritten Kühlraummodul und dem zweiten Kühlraummodul. Dieser Druckunterschied resultiert in unterschiedlichen Verdampfertemperaturen zwischen den jeweiligen Verdampfern. Je nach Art der Wärmeübergänge und Lüfterdrehzahlen ergeben sich dadurch spezifische Fachtemperaturen und Luftfeuchtigkeiten. Folglich können in dem dritten Kühlraummodul Temperaturen zwischen Verflüssigungstemperatur und Gefrierfachtemperatur bereitgestellt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist dem jeweiligen Verdampfer ein Ventilator zum Zuführen von Luft zu dem jeweiligen Verdampfer zugeordnet.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch eine geeignete Wahl der Verdampfungstemperatur in Verbindung mit dem Betrieb des Ventilators eine präzise Steuerung der Luftfeuchtigkeit vorgenommen werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts weist das erste, das zweite und/oder das dritte Kühlraummodul ein Leuchtmittel auf.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine von den Lichtverhältnissen unabhängige Bedienung des Kältegeräts sichergestellt werden kann. Vorzugsweise wird das Leuchtmittel beim Öffnen eines Moduls eingeschaltet und erlischt beim Schließen des Moduls wieder.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das Basismodul, das zumindest eine Kühlraummodul und/oder das dritte Kühlraummodul eine erste Schnittstelle zum Schließen des Kühlkreislaufs des Kältegeräts.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die erste Schnittstelle ein wirksames fluidtechnisches Verbinden der Kältekreislaufabschnitte der unterschiedlichen Kühlraummodule, bzw. des Basismoduls untereinander ermöglicht. Die erste Schnittstelle kann beispielsweise durch verjüngte oder verlötbare Rohrenden sowie speziell ausgestaltete Verbindungselemente realisiert werden. Die erste Schnittstelle ermöglicht ein einfaches Verbinden der Kältekreislaufabschnitte von zwei nebeneinander angeordneten Modulen. Vorzugsweise sind die ersten Schnittstellen zum Schließen des Kühlkreislaufs des Kältegeräts derart an bestimmten Positionen der entsprechenden Module angeordnet, so dass eine Anordnung der Module in variabler Reihenfolge möglich ist, um den gewünschten individuellen Kühlbedingungen des Kältegeräts zu entsprechen. Die Anordnung der Module hat keinen Einfluss auf die Herstellung der einzelnen Module, was sich positiv auf die Automatisierung auswirkt. Folglich können die Module vollständig vorproduziert und erst im letzten Herstellungsschritt kundenspezifisch angepasst und angeordnet werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst die erste Schnittstelle zumindest eine Niederdruckschnittstelle und eine Hochdruckschnittstelle, wobei die erste Schnittstelle insbesondere eine Zusatzdruckschnittstelle umfasst.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Niederdruckschnittstelle und Hochdruckschnittstelle als minimale erste Schnittstellen notwendig sind, um eine funktionsfähige Verbindung zwischen den jeweiligen Kühlraummodulen, bzw. dem Basismodul herzustellen. Hierbei wird Kältemittel ausgehend von dem Verdichter des Basismoduls über die Hochdruckleitung entlang der Hochdruckschnittstelle in alle Kühlraummodule gefördert. Über die Niederdruckleitung und die Niederdruckschnittstelle wird das Kältemittel wieder in das Basismodul zurückgeführt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Schnittstelle eine Zusatzdruckschnittstelle, wodurch Kältemittel durch ein parallelgeführtes Kältekreislaufsystem geleitet werden kann, wodurch das dritte Kühlraummodul, welches den dritten Kältekreislaufabschnitt mit dem dritten Verdampfer sowie dem dritten und dem vierten Expansionsventil aufweist, vorteilhaft in dem Kältegerät angeordnet werden kann. Es wird hierdurch ermöglicht, dass das dritte Kühlraummodul einen größeren Temperaturbereich abdeckt, der auch beheizte Module einschließt. Prinzipiell kann auch das erste oder zweite Kühlraummodul heizen, solange die vertikale Anordnung der Fächer dem Temperaturbereich des dritten Kühlraummoduls entspricht. Beim dritten Kühlraummodul ist der Temperaturbereich jedoch unabhängig von der räumlichen Position des dritten Kühlraummoduls, so dass das dritte Kühlraummodul einen großen Temperaturbereich abdecken kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das Basismodul, das zumindest eine Kühlraummodul und/oder das dritte Kühlraummodul jeweils zumindest eine zweite Schnittstelle zum elektrischen Verbinden von aneinander angrenzenden Modulen, wobei die zweite Schnittstelle insbesondere eine Bussystem-Schnittstelle umfasst.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine individuelle Regelung jedes Moduls möglich ist. Hierbei kann die elektrische Verbindung beispielsweise mittels eines Verbindungskabels zwischen zwei benachbarten Modulen oder mittels eines gemeinsamen Kabelbaums erfolgen. Ein derartiger Kabelbaum umfasst dabei alle erforderlichen Kontakte zur Spannungsversorgung wie beispielsweise die Niederspannung für die Ventilatoren oder die Netzspannung für die Abtauheizung. Durch eine Bussystem-Schnittstelle ist eine Kommunikation zwischen einzelnen Komponenten des Kältesystems möglich.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfassen die Module jeweils zumindest eine Aussparung zum Schließen des Kühlkreislaufs an der ersten Schnittstelle oder zum elektrischen Verbinden an der zweiten Schnittstelle, wobei die Module insbesondere Abdeckungen zum Verschließen der jeweiligen Aussparungen aufweisen.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die ersten, bzw. zweiten Schnittstellen genau in den Aussparungen angeordnet sind und somit vorteilhaft geschützt sind. Um den Schutz der Fügestellen zusätzlich zu verbessern, kann jedes Modul eine Abdeckung zum Verschließen der Aussparung aufweisen. Hierbei kann die Abdeckung zusätzlich eine isolierende Funktion übernehmen. Dies kann beispielsweise mittels eines eingeklebten Schaumteils realisiert werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts weisen die Module jeweils einen Wasserablauf zum Abführen von Wasser auf.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch Kondensation anfallendes Wasser in eine Verdunstungsschale abtransportiert werden kann, wobei dieser Wasserablauf in jedem der Module erforderlich ist. Vorzugsweise ist die Verdunstungsschale im Maschinenraum, bzw. im Basismodul angeordnet. Da das Kondenswasser ohne Druckdichtigkeit lediglich nach unten abfließt und keine Druckdichtigkeit erforderlich ist, werden die Ablaufschläuche lediglich ineinander gesteckt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts weisen die Module jeweils eine dritte Schnittstelle zum Verbinden der jeweiligen Wasserabläufe in angrenzend angeordneten Modulen auf.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Montageaufwand des Kältegeräts gering und das Verbinden der Wasserablaufschläuche einfach zu halten ist. Hierbei kann das obere Schlauchende eines Wasserablaufschlauchs beispielsweise trichterförmig ausgebildet sein. Dadurch wird der Wasserablaufschlauch eines darüber liegenden Moduls vorteilhaft aufgenommen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist das Steuermodul an einem Deckelelement angeordnet, oder ist das Steuermodul in dem Basismodul integriert.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Steuermodul leicht zugänglich, leicht bedienbar und austauschbar angeordnet ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfassen die Kühlraummodule, das Basismodul und/oder das Deckelelement jeweils eine Isolationsschicht zur Verbesserung der Wärmeisolation.
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Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die Isolationsschicht des Basismoduls eine zusätzliche Isolation unterhalb des zumindest einen Kühlraummoduls, welches unmittelbar über dem Basismodul angeordnet ist, bewirkt werden kann. Analog ist es möglich das oberste Kühlraummodul zusätzlich mit einer Isolationsschicht zu isolieren. Insgesamt lässt sich dadurch der Energieverbrauch des Kältegeräts reduzieren.
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Sämtliche Module können in unterschiedlichen Ausführungen gebaut werden. Erforderlich ist jedoch, dass sie die gleiche Breite und Tiefe aufweisen und sämtliche Schnittstellen an Positionen angeordnet sind, welche sich zur Verbindung eignen. Die Dicke der Seitenwandisolierung richtet sich nach dem Zweck des jeweiligen Kühlraumfachs. Darüber hinaus müssen die Wände ausreichend stark sein, um die darüber angeordneten Module tragen zu können. Auf der Oberseite und der Unterseite der Module sind die Dicken so zu wählen, dass sie zusammen mit den Wänden des Nachbarmoduls eine angemessene Zwischenwand ergeben. Eine möglicherweise fehlende Isolierung des obersten und des untersten Fachs zur Umgebung kann durch ein Deckelelement und das Basismodul erfolgen, die jeweils über eine geschäumte Fläche zu den Modulen verfügen. Mittels einer angepassten Formgebung wie Zapfen und Nut kann außerdem ein passgenaues Platzieren der Module sichergestellt werden. Der dauerhafte Kontakt zwischen den Modulen kann beispielsweise mit Kleben sichergestellt werden.
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Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines modularen Kältegeräts,
- 2 eine schematische Darstellung eines weitere modularen Kältegeräts,
- 3 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Kühlraummoduls,
- 4 eine schematische Darstellung einer Rückseite eines zweiten Kühlraummoduls,
- 5A-D schematische Darstellungen unterschiedlicher Anordnungen von modularen Kältegeräten, und
- 6A-D weitere schematische Darstellungen unterschiedlicher Anordnungen von modularen Kältegeräten.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines modularen Kältegeräts 100. Das Kältegerät 100 umfasst ein Basismodul 102 mit einem Basiskältekreislaufabschnitt 114A, einem Verdichter 104 und einem Verflüssiger 106. Innerhalb des Kältegeräts 100 ist oberhalb des Basismoduls 102 ein zweites Kühlraummodul 116-1 angeordnet, ist oberhalb des zweiten Kühlraummoduls 116-1 ein erstes Kühlraummodul 108-1 angeordnet und ist oberhalb des ersten Kühlraummoduls 108-1 ein Deckelelement 130 angeordnet, welches ein Steuermodul 129 umfasst.
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Sowohl das erste Kühlraummodul 108-1 als auch das zweite Kühlraummodul 116-1 sind zur Aufnahme von Kühlgut ausgebildet, wobei das erste Kühlraummodul 108-1 insbesondere als Kühlfach oder Gemüsefach ausgebildet ist, und wobei das zweite Kühlraummodul 116-1 insbesondere als Tiefkühlfach ausgebildet ist. Eine Isolationsschicht 111 des ersten Kühlraummoduls 108-1 weist eine geringere Dicke als eine Isolationsschicht 111 des zweiten Kühlraummoduls 116-1 auf.
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Das erste Kühlraummodul 108-1 umfasst einen ersten Kältekreislaufabschnitt 114B-1 mit einem ersten Verdampfer 110-1 und einem ersten Expansionsventil 112-1. Das zweite Kühlraummodul 116-1 umfasst einen zweiten Kältekreislaufabschnitt 114C-1 mit einem zweiten Verdampfer 118-1 und einem zweiten Expansionsventil 120-1.
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Das Basismodul 102 und die beiden Kühlraummodule 108-1, 116-1 sind aneinander fixierbar ausgebildet. Dies kann durch einfaches Stapeln der Module 102, 108-1, 116-1 realisiert werden, wobei wesentlich ist, dass der Basiskältekreislaufabschnitt 114A und die beiden Kältekreislaufabschnitte 114B-1, 114C-1 als ein geschlossener Kühlkreislauf ausgebildet sind. Der geschlossene Kühlkreislauf erstreckt sich durch das Basismodul 102 und durch die Kühlraummodule 108-1, 116-1.
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Oberhalb der Kühlraummodule 108-1, 116-1 ist ein Steuermodul 129 zur Steuerung des Kältegeräts 100 in einem Deckelelement 130 angeordnet. Jedes der Module 102, 108-1, 116-1 ist mit dem Steuermodul 129 elektrisch verbunden. Zusätzlich befindet sich in jedem Kühlraummodul 108-1, 116-1 ein elektrisches Leuchtmittel 109 zum Beleuchten des jeweiligen Kühlraums.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren modularen Kältegeräts 100. Das Kältegerät 100 umfasst ein Basismodul 102 mit einem Basiskältekreislaufabschnitt 114A, einem Verdichter 104 und einem Verflüssiger 106. Oberhalb des Basismoduls 102 ist ein zweites Kühlraummodul 116-2 angeordnet. Oberhalb des zweiten Kühlraummoduls 116-2 ist ein erstes Kühlraummodul 108-2 angeordnet. Oberhalb des ersten Kühlraummoduls 108-2 ist ein drittes Kühlraummodul 122 angeordnet. Als abschließendes Oberteil ist oberhalb des dritten Kühlraummoduls 122 ein Deckelelement 130 angeordnet.
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Das erste Kühlraummodul 108-2, das zweite Kühlraummodul 116-2 und das dritte Kühlraummodul 122 sind zur Aufnahme von Kühlgut ausgebildet und weisen jeweils einen ersten, zweiten und dritten Kältekreislaufabschnitt 114B-2, 114C-2, 114D auf. Der erste Kältekreislaufabschnitt 114B-2 weist einen ersten Verdampfer 110-2 und ein erstes Expansionsventil 112-2 auf. Der zweite Kältekreislaufabschnitt 114C-2 weist einen zweiten Verdampfer 118-2 und ein zweites Expansionsventil 120-2 auf. Der dritte Kältekreislaufabschnitt 114D weist einen dritten Verdampfer 124, ein drittes Expansionsventil 126 und viertes Expansionsventil 127 auf.
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Durch das modulare Anordnen der einzelnen Kühlraummodule 108-2, 116-2, 122 mit dem Basismodul 102 werden die Kältekreislaufabschnitte 114B-2, 114C-2, 114D und der Basiskältekreislaufabschnitt 114A zu einem geschlossenen Kühlkreislauf zusammengeführt. Dem Verflüssiger 106 des Basismoduls 102 ist zusätzlich ein Ventilator 128 zugeordnet. Ebenso ist den Verdampfern 110-2, 118-2, 124 der Kühlraummodule 108-2, 116-2, 122 jeweils ein Ventilator 128 zugeordnet. Das zweite und dritte Kühlraummodul 116-2, 122 kann jeweils eine Rahmenheizung 115 oder einen statischen Verdampfer 118-2, 124 umfassen. Das erste oder zweite Kühlraummodul 108-2, 116-2 kann einen inneren Wärmeüberträger 119 umfassen.
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Der wesentliche Unterschied zwischen dem dritten Kühlraummodul 122 und dem ersten und zweiten Kühlraummodul 108-2, 116-2 besteht in der konkreten Anordnung des dritten Kältekreislaufabschnitts 114D. Der dritte Kältekreislaufabschnitt 114D umfasst einen Parallelkühlkreislauf, welcher fluidtechnisch parallel zu dem primären Kühlkreislauf geschaltet ist, wobei der Parallelkühlkreislauf den dritten Verdampfer 124, als auch das dritte und vierte Expansionsventil 126, 127 umfasst.
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An der Ober- und Unterseite der jeweiligen Kühlraummodule 108-2, 116-2, 122 und an der Oberseite des Basismoduls 102 sind jeweils erste Schnittstellen 132 zum Schließen des Kühlkreislaufs des Kältegeräts 100 angeordnet. Die jeweilige erste Schnittstelle 132 der jeweiligen Module 102, 108-2, 116-2, 122 umfasst zumindest eine Niederdruckschnittstelle 132A und eine Hochdruckschnittstelle 132B. Der Verdichter 104 des Basismoduls 102 verdichtet Kältemittel in dem Kühlkreislauf des Kältegeräts 100. Das verdichtete Kältemittel wird mit erhöhtem Druck durch die Hochdruckschnittstelle 132B des Basismoduls 102 den jeweiligen Kühlraummodulen 108-2, 116-2, 122 zugeführt. Andererseits wird das Kältemittel aus den jeweiligen Kühlraummodulen 108-2, 116-2, 122 durch die Niederdruckschnittstelle 132A des Basismoduls 102 mit reduziertem Druck erneut dem Verdichter 104 zugeführt, um erneut ein wirksames Verdichten des Kältemittels durch den Verdichter 104 sicherzustellen.
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Das zweite Kühlraummodul 116-2 weist neben der Niederdruckschnittstelle 132A und der Hochdruckschnittstelle 132B noch eine Zusatzdruckschnittstelle 132C an der Oberseite des zweiten Kühlraummoduls 116-2 auf. Durch die Zusatzdruckschnittstelle 132C kann Kältemittel, welches durch die Niederdruckschnittstelle 132A in das zweite Kühlraummodul 116-2 strömt, abgeleitet werden und parallel zu der Niederdruckschnittstelle 132A durch die Zusatzdruckschnittstelle 132C dem ersten Kühlraummodul 108-2 zugeführt werden. Das erste Kühlraummodul 108-2 und das dritte Kühlraummodul 122 weisen jeweils zwei Zusatzdruckschnittstellen 132C auf, um Kältemittel parallel zu den Niederdruckschnittstellen 132A durch die jeweiligen Kühlraummodule 108-2, 122 zu leiten. Die jeweiligen Zusatzdruckschnittstellen 132C sind essentieller Bestandteil des dritten Kühlraummoduls 122, welches insbesondere als ein „Flexfachmodul“ mit unterschiedlichen Kühltemperaturen eingesetzt werden kann.
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Die 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Kühlraummoduls 116-2. Das Kühlraummodul 116-2 umfasst eine Tür 117 zum Öffnen und Schließen des zweiten Kühlraummoduls 116-2, zwei gegenüberliegend angeordnete Leuchtmittel 109 sowie einen Fachfühler 141, eine Abtauheizung 144 und einen Verdampferfühler 146 an einem zweiten Verdampfer 118-2. An der Rückseite des zweiten Kühlraummoduls 116-2 befindet sich eine erste Schnittstelle 132 zum Schließen des Kühlkreislaufs bzw. zum Verbinden des zweiten Kältekreislaufabschnitts 114C-2 mit dem Kühlkreislauf. An der Rückseite des zweiten Kühlraummoduls 116-2 befindet sich ferner eine zweite Schnittstelle 134 zum elektrischen Verbinden des zweiten Kühlraummoduls 116-2 mit einem unmittelbar angrenzenden Modul 102, 108-2, 122, 129. Sowohl die erste Schnittstelle 132 zum Schließen des Kühlkreislaufs, welche die Niederdruckschnittstelle 132A, die Hochdruckschnittstelle 132B und die Zusatzdruckschnittstelle 132C umfassen kann, als auch die zweite Schnittstelle 134 zum elektrischen Verbinden des zweiten Kühlraummoduls 116-2 sind jeweils in einer Aussparung 136 angeordnet. Zusätzlich ist jede Aussparung 136 mit einer Abdeckung 137 abgedeckt. Das zweite Kühlraummodul 116-2 weist zudem einen Wasserablauf 138 zum Abführen von Wasser sowie einen zugehörigen Siphon 140 auf.
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Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Rückseite eines zweiten Kühlraummoduls 116-2. Das zweite Kühlraummodul 116-2 weist jeweils eine erste Schnittstelle 132 an der Oberseite und an der Unterseite zum Verbinden des zweiten Kältekreislaufabschnitts 114C-2 mit dem Kühlkreislauf auf. Die erste Schnittstelle 132 an der Oberseite umfasst die Niederdruckschnittstelle 132A, die Hochdruckschnittstelle 132B und die Zusatzdruckschnittstelle 132C, während die erste Schnittstelle 132 an der Unterseite lediglich die Niederdruckschnittstelle 132A und die Hochdruckschnittstelle 132B aufweist. Durch den Unterschied in der Anordnung der Druckschnittstellen 132A, 132B, 132C kann das zweite Kühlraummodul 116-2 mit einem dritten Kühlraummodul 122 mit paralleler Kältekreislaufführung wirksam fluidtechnisch verbunden werden. Zusätzlich umfasst das zweite Kühlraummodul 116-2 die zweite Schnittstelle 134 zum elektrischen Verbinden mit einem unmittelbar angrenzenden Modul 102, 108-2, 122, 129. Die erste Schnittstelle 132 und die zweite Schnittstelle 134 sind jeweils in einer Aussparung 136 angeordnet. Ebenso weist das Kühlraummodul 116-2 einen Wasserablauf 138 zum Abführen von Wasser sowie den Siphon 140 und die dritte Schnittstelle 142 zum Verbinden des Wasserablaufs 138 mit einem weiteren angrenzenden Modul 102, 108-2, 122 auf.
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Die 5A bis 5D zeigen beispielhaft schematische Darstellungen unterschiedlicher Anordnungen modularer Kältegeräte. Die 5A zeigt ein Basismodul 102 in Kombination mit einem ersten Kühlraummodul 108-2, welches als ein einfaches Kühlfach ausgebildet ist, und einem Deckelelement 130 auf der Oberseite. Die 5B zeigt ein Basismodul 102 in Kombination mit einem zweiten Kühlraummodul 116-2, welches als Gefrierfach ausgebildet ist, und einem Deckelelement 130 auf der Oberseite. Die 5C zeigt ein Basismodul 102 in Kombination mit einem zweiten Kühlraummodul 116-2, welches als Gefrierfach ausgebildet ist, einem dritten Kühlraummodul 122, welches als Flexfachmodul ausgebildet ist, und einem Deckelelement 130 auf der Oberseite. Die 5D zeigt ein Basismodul 102 in Kombination mit einem zweiten Kühlraummodul 116-2, welches als Gefrierfach ausgebildet ist, einem ersten Kühlraummodul 108-2, welches als einfaches Kühlfach ausgebildet ist, und einem Deckelelement 130 auf der Oberseite.
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Die 6 zeigt eine weitere schematische Darstellung unterschiedlicher Anordnungen von modularen Kältegeräten. Die 6A zeigt ein Basismodul 102 in Kombination mit einem zweiten Kühlraummodul 116-2, welches als Gefrierfach ausgebildet ist, zwei übereinander angeordnete erste Kühlraummodule 108-2, welche als einfache Kühlfächer ausgebildet sind, und einem Deckelelement 130 auf der Oberseite. Die 6B zeigt ein Basismodul 102 in Kombination mit einem zweiten Kühlraummodul 116-2, welches als Gefrierfach ausgebildet ist, einem dritten Kühlraummodul 122, welches als Flexfachmodul ausgebildet ist, einem ersten Kühlraummodul 108-2, welches als einfaches Kühlfach ausgebildet ist, und einem Deckelelement 130 auf der Oberseite. Die 6C zeigt ein Basismodul 102 mit einem zweiten Kühlraummodul 116-2, welches als Gefrierfach ausgebildet ist, einem ersten Kühlraummodul 108-2, welches als einfaches Kühlfach ausgebildet ist, einem dritten Kühlraummodul 122, welches als Flexfachmodul ausgebildet ist, und einem Deckelelement 130 auf der Oberseite. Die 6D zeigt ein Basismodul 102 in Kombination mit einem zweiten Kühlraummodul 116-2, welches als Gefrierfach ausgebildet ist, einem dritten Kühlraummodul 122, welches als Flexfachmodul ausgebildet ist, einem ersten Kühlraummodul 108-2, welches als einfaches Kühlfach ausgebildet ist, einem dritten Kühlraummodul 122, welches als Flexfachmodul ausgebildet ist, und einem Deckelelement 130 auf der Oberseite.
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Das Modulsystem ermöglicht die vorteilhafte und einfache Realisierung von unterschiedlichen modular aufgebauten Kältegeräten 100. Hierbei reicht die Bandbreite vom einfachen Kühlschrank bis zum komplexen Multidoor-Gerät mit Flexfächern, deren Temperatur frei zwischen Verflüssigungs- und Gefrierfachtemperatur wählbar ist.
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Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
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Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Kältegerät
- 102
- Basismodul
- 104
- Verdichter
- 106
- Verflüssiger
- 108-1
- Erstes Kühlraummodul
- 108-2
- Erstes Kühlraummodul
- 109
- Leuchtmittel
- 110-1
- Erster Verdampfer
- 110-2
- Erster Verdampfer
- 111
- Isolationsschicht
- 112-1
- Erstes Expansionsventil
- 112-2
- Erstes Expansionsventil
- 114A
- Basiskältekreislaufabschnitt
- 114B-1
- Erster Kältekreislaufabschnitt
- 114B-2
- Erster Kältekreislaufabschnitt
- 114C-1
- Zweiter Kältekreislaufabschnitt
- 114C-2
- Zweiter Kältekreislaufabschnitt
- 114D
- Dritter Kältekreislaufabschnitt
- 115
- Rahmenheizung
- 116-1
- Zweites Kühlraummodul
- 116-2
- Zweites Kühlraummodul
- 117
- Tür
- 118-1
- Zweiter Verdampfer
- 118-2
- Zweiter Verdampfer
- 119
- Wärmeüberträger
- 120-1
- Zweites Expansionsventil
- 120-2
- Zweites Expansionsventil
- 122
- Drittes Kühlraummodul
- 124
- Dritter Verdampfer
- 126
- Drittes Expansionsventil
- 127
- Viertes Expansionsventil
- 128
- Ventilator
- 129
- Steuermodul
- 130
- Deckelelement
- 132
- Erste Schnittstelle
- 132A
- Niederdruckschnittstelle
- 132B
- Hochdruckschnittstelle
- 132C
- Zusatzdruckschnittstelle
- 134
- Zweite Schnittstelle
- 136
- Aussparung
- 137
- Abdeckung
- 138
- Wasserablauf
- 140
- Siphon
- 141
- Fachfühler
- 142
- Dritte Schnittstelle
- 144
- Abtauheizung
- 146
- Verdampferfühler
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012211270 A1 [0003]
- DE 102013226341 A1 [0004]
- DE 102005057147 A1 [0005]
