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Die Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem im Innenraum angeordneten Luftbefeuchter und mit einem außerhalb des Innenraums angeordneten Kondensations-Luftentfeuchter zur Bereitstellung von Wasser an den Luftbefeuchter.
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Kühl- und/oder Gefriergeräte mit im Innenraum angeordneten Luftbefeuchtern sind im Stand der Technik bekannt. Die Luftbefeuchter dienen dazu, eine bestimmte Luftfeuchte im Innenraum einzustellen und dabei in gewissem Umfang einen Ausgleich für den trocknenden Effekt zu schaffen, den die fast zwangsläufige Kondensation von Luftfeuchtigkeit am Verdampfer mit sich bringt. Besonders in Lagerfächern für Gemüse, Fleisch und Fisch oder auch in Weinlagerschränken ist eine Einstellung der Luftfeuchtigkeit und Nachbefeuchtung der gekühlten Luft im Innenraum regelmäßig gewünscht.
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Die im Stand der Technik bekannten Lösungen verwenden zur Bereitstellung von Wasser an den Luftbefeuchter regelmäßig jene Feuchtigkeit, die am Verdampfer kondensiert. Hier ist aber ein Limit hinsichtlich der verfügbaren Wassermenge gegeben, sodass eine aktive Regelung der gewünschten Luftfeuchtigkeit im Innenraum nicht immer realisiert werden kann. Bekannte Alternativen umfassen kaum praxisrelevante Wasseranschlüsse des Kühl- und/oder Gefriergeräts oder Wassertanks, die aber regelmäßig aufgefüllt werden müssen, was in der Praxis wohl nur von sehr wenigen Benutzern umgesetzt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem im Innenraum angeordneten Luftbefeuchter bereitzustellen, der die oben genannten Nachteile in der Bereitstellung von Wasser an den Luftbefeuchter überwindet.
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Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Gerätekorpus, der einen Innenraum umschließt, wobei eine Entnahmeöffnung vorgesehen ist, durch die der Innenraum von außen zugänglich ist, mit einem Verschlusselement, anhand dessen die Entnahmeöffnung reversibel verschlossen werden kann, mit einer Wärmepumpe zur Kühlung des Innenraums, und mit einem im Innenraum angeordneten Luftbefeuchter, wobei das Gerät ferner einen außerhalb des Innenraums angeordneten Kondensations-Luftentfeuchter, dessen Kondensationsfläche in Kontakt mit der Umgebungsluft steht, und einen Mittler aufweist, um an der Kondensationsfläche abgeschiedenes Wasser aufzufangen und an den Luftbefeuchter bereitzustellen.
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Der außerhalb des Innenraums, beispielsweise an der Rückseite des Gerätekorpus angeordnete Kondensations-Luftentfeuchter dient als Wassergenerator für die Innenraumbefeuchtung des Kühl- und/oder Gefriergeräts. Somit kann eine ausreichende Versorgung des Luftbefeuchters ohne einen externen Wasseranschluss und ohne die Notwendigkeit eines Benutzereingriffs (Wassernachfüllung) sichergestellt werden.
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Bei dem Kondensations-Luftentfeuchter kann es sich um einen thermoelektrischen Luftentfeuchter handeln, der ein Peltier-Element und einen mit der Kaltseite des Peltier-Elements in thermischem Kontakt stehenden Wärmeverteiler aufweist, an dem die Kondensationsfläche gebildet ist. Das Peltier-Element stellt eine einfach an der Außenseite des Gerätekorpus anzubringende Baueinheit dar, die sich im Rahmen der Erfindung besonders gut für den Einsatz in dem Kondensations-Luftentfeuchter eignet.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Kondensations-Luftentfeuchter ferner einen mit der Warmseite des Peltier-Elements in thermischem Kontakt stehenden Wärmeverteiler aufweist. Der Wärmeverteiler an der Warmseite dient dazu, anfallende Abwärme abzuführen und so den Wirkungsgrad des Peltier-Elements zu erhöhen. Gegebenenfalls kann ein Abwärme-Ventilator vorgesehen sein, um den Wärmeverteiler der Warmseite mit Luft zu beströmen und die Abfuhr anfallender Abwärme weiter zu begünstigen.
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Bei dem Wärmeverteiler der Kaltseite und/oder bei dem Wärmeverteiler der Warmseite kann es sich um einen passiven Wärmeleitkörper handeln, der vorzugsweise aus Metall und weiter vorzugsweise aus Aluminium gefertigt ist. Derartige einfache und wartungsfreie Wärmeverteiler sind besonders gut für den Einsatz in dem Kondensations-Luftentfeuchter geeignet.
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Das Peltier-Element ist vorzugsweise von einer Wärmedämmung umgeben, welche die Kaltseite und die Warmseite des Peltier-Elements und insbesondere die Wärmeverteiler an der Kalt- und Warmseite des Peltier-Elements thermisch voneinander isoliert. Geeignete Wärmedämmungen umfassen generell flächige Materiallagen mit geringer Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Schaummaterialien, Fasermaterialien oder Vakuumdämmkörper.
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Das Gerät weist eine Wärmepumpe auf, anhand welcher der Innenraum gekühlt werden kann. Bei der Wärmepumpe handelt es sich vorzugsweise um einen Kältemittelkreislauf mit Kompressor, Verflüssiger, Drossel und Verdampfer. Der Verdampfer ist typischerweise innerhalb des vom wärmeisolierten Gerätekorpus umgebenen Innenraums angeordnet, beispielsweise an oder hinter der Wand des Innenbehälters. Der Verflüssiger ist typischerweise außerhalb des vom wärmeisolierten Gerätekorpus umgebenen Innenraums angeordnet, beispielsweise an der Rückseite des Geräts. Das Gerät kann einen Maschinenraum aufweisen, in welchem zumindest ein Teil der Komponenten der Wärmepumpe, beispielsweise der Kompressor und gegebenenfalls ferner Drossel und/oder Verflüssiger angeordnet sind. Der Maschinenraum kann in einem Sockelbereich des Kühl- und/oder Gefriergeräts angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich zu Kältemittelkreisläufen können auch magnetokalorische Wärmepumpen und/oder thermoelektrische Wärmepumpen zum Einsatz kommen.
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Alternativ oder zusätzlich zu einem Peltier-Element kann vorgesehen sein, dass der Kondensations-Luftentfeuchter einen zwischen dem Verdampfer und dem Kompressor eines wie beschriebenen Kältemittelkreislaufs liegenden Abschnitt der Kältemittelleitung als Wärmesenke für die Kondensationsfläche umfasst. Die im Zusammenhang mit dem Peltier-Element beschriebenen Ausführungsformen hinsichtlich des möglichen Vorhandenseins und der möglichen Ausgestaltung von Wärmeverteilern gelten für eine derartige Wärmesenke entsprechend.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gerät einen Ventilator aufweist, um die Kondensationsfläche des Kondensations-Luftentfeuchter aktiv mit Umgebungsluft zu beströmen. So kann im Bedarfsfall der Wasseranfall erhöht werden bzw. generell der Wasseranfall besser reguliert werden als bloß anhand einer Temperatursteuerung an der Kondensationsfläche.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Gerät einen zur Geräteaußenseite offenen Strömungskanal aufweist und die Kondensationsfläche des Kondensations-Luftentfeuchters innerhalb dieses Strömungskanals angeordnet ist. Ein zur aktiven Beströmung der Kondensationsfläche des Kondensations-Luftentfeuchters ausgebildeter Ventilator kann an oder in einem derartigen Strömungskanal angeordnet und ausgebildet sein, Umgebungsluft aktiv durch den Strömungskanal zu leiten.
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Der Mittler kann einen unterhalb der Kondensationsfläche angeordneten Sammeltrichter und eine vom Sammeltrichter zum Luftbefeuchter verlaufende Wasserleitung aufweisen. In einer Ausführungsform kann der Mittler einen Wasserspeicher umfassen. Anhand eines Wasserspeichers kann der Mittler zumindest temporär eine gewisse Menge an Wasser speichern und Spitzen beim Anfall von Kondenswasser einerseits und beim Verbrauch von Kondenswasser andererseits ausgleichen.
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Bei dem im Innenraum angeordneten Luftbefeuchter kann es sich um einen passiven Luftbefeuchter handeln, der vorzugsweise eine Verdunstungsrinne oder Verdunstungsschale aufweist. Die Verdunstungsrinne oder Verdunstungsschale kann gegebenenfalls mit porösen Materialien wie Lavasteinen angefüllt sein, um die Verdunstungsoberfläche für das Wasser zu vergrößern.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein aktiver Luftbefeuchter vorgesehen sein, der insbesondere einen Zerstäuber aufweist. Geeignete Zerstäuber umfassen beispielsweise Ultraschallzerstäuber.
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Der Kondensations-Luftentfeuchter und der Sammler sowie die Bestandteile dieser Vorrichtungen sind in einer bevorzugten Ausführungsform am Gerätekorpus angeordnet. Alternativ können diese Vorrichtungen aber auch am Verschlusselement angeordnet sein.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergerät kann es sich um ein Standgerät handeln, dessen Entnahmeöffnung an einer vertikalen Hauptfläche, insbesondere an der Vorderseite des Gerätekorpus angeordnet ist. Bei dem Verschlusselement handelt es sich in diesem Fall um eine Tür, beispielsweise eine um eine vertikale Achse schwenkbare Tür oder eine Schiebetür.
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In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei dem Kühl- und/oder Gefriergerät um eine Truhe, deren Entnahmeöffnung an der Oberseite des Gerätekorpus angeordnet ist. Bei dem Verschlusselement handelt es sich in diesem Fall um einen Deckel, insbesondere einen um eine horizontale Achse schwenkbaren Deckel oder einen Schiebedeckel.
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Der Gerätekorpus hat vorzugsweise eine quaderförmige Gestalt.
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Der Gerätekorpus und/oder das Verschlusselement können so aufgebaut sein, dass sie eine Außenhaut und einen Innenbehälter bzw. eine Innenverkleidung aufweisen, zwischen denen eine wärmeisolierende Schicht eingefasst ist. Bei dem Innenbehälter kann es sich um einen Innenbehälter aus Kunststoff handeln. Ein derartiger Innenbehälter wird meist durch Tiefziehen oder Thermoformen aus einer flachen und dünnen Kunststoffplatine hergestellt. Die Außenhaut kann aus einem Metallblech oder ebenfalls aus Kunststoff bestehen. Bei der wärmeisolierenden Schicht kann es sich beispielsweise um einen Wärmeisolationsschaum, ein Fasermaterial oder einen oder mehrere Vakuumisolationskörper handeln.
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Bei dem Gerät kann es sich um ein reines Kühlgerät, ein reines Gefriergerät oder ein Kühl- und Gefrier-Kombinationsgerät handeln. Auch kann vorgesehen sein, dass die Temperatur des Innenraums oder die Temperatur einzelner Zonen des Innenraums variabel eingestellt werden kann, sodass das Gerät wahlweise als reines Kühlgerät, reines Gefriergerät oder Kühl- und Gefrier-Kombinationsgerät betrieben werden kann.
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In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Kühl- und/oder Gefriergerät um ein Weinkühlgerät. Weinkühlgeräte sind reine Kühlgeräte, deren Innenraumtemperatur typischerweise in einem Bereich eingestellt werden kann, der jedenfalls zwischen 5°C und 20°C liegt. Sie umfassen typischerweise mehrere eigens für die Lagerung von Weinflaschen ausgebildete Ablagen und vielfach eine Glastür.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figur beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Die Figur zeigt eine beispielhafte Ausführung eines Kondensations-Luftentfeuchters 10 nebst Mittler 20 zur Anordnung an der Außenseite des Gerätekorpus eines erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergeräts.
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Der Luftentfeuchter 10 umfasst als zentrales Funktionsbauteil ein Peltier-Element 11, an dessen Kaltseite (in der Figur rechts) sich direkt ein passiver Wärmeleitkörper 12 aus Aluminium anschließt, an dessen dem Peltier-Element 11 abgewandter Seite Rippen 12a ausgebildet sind, um einen Rippenkondensator zu bilden, an dem die Feuchtigkeit der Umgebungsluft kondensieren soll. Das Peltier-Element wird im Anwendungsfall so betrieben, dass die Temperatur der Rippen 12a des Kondensators unterhalb des Taupunkts der durchströmenden Umgebungsluft liegt.
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Die Rippen 12a des Kondensators sind dabei im Strömungskanal 16 angeordnet, der zur Geräteaußenseite hin offen ist. Ein am Strömungskanal 16 angeordneter Ventilator 17 kann im Bedarfsfall Umgebungsluft aktiv in den Strömungskanal 16 und mithin durch die kalten Rippen 12a des Kondensators fördern, um so den Kondenswasseranfall zu erhöhen.
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Unterhalb des Kondensators ist der Auffangtrichter 21 eines Mittlers 20 angeordnet, in den das Kondenswasser schwerkraftbedingt von den Rippen 12a abfließt. An den Auffangtrichter 21 schließt sich eine ebenfalls zum Mittler 20 gehörige Kondenswasserleitung 22 an, die letztlich zu einem in der Figur nicht näher dargestellten Luftbefeuchter im Innenraum des Kühl- und/oder Gefriergeräts führt. Der Mittler 20 kann in einer Variante auch einen in der Figur nicht näher dargestellten Wasserspeicher umfassen, eine gewisse Menge an Kondenswasser um zumindest temporär speichern zu können.
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Die Warmseite (in der Figur links) des Peltier-Elements 11 steht, wie auch die Kaltseite, ebenfalls in direktem Kontakt mit einem passiven Wärmeleitkörper 13 aus Aluminium. Auch dieser Wärmeleitkörper kann als Rippenwärmetauscher ausgeführt sein. Ein Abwärme-Ventilator 14 beströmt den Wärmeleitkörper 13 der Warmseite mit Luft, um im Betrieb die Abfuhr anfallender Abwärme zu begünstigen.
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Das Peltier-Element 11 ist von einer Wärmedämmung 15 umgeben, welche die Kaltseite und die Warmseite des Peltier-Elements 11 und dabei insbesondere den Wärmeleitkörper 12 der Kaltseite und den Wärmeleitkörper 13 der Warmseite thermisch voneinander isoliert, um den thermischen Kurzschluss zu minimieren. Bei der Wärmedämmung 15 handelt es sich beispielsweise um eine Faserplatte.
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Die gezeigte Anordnung aus Kondensations-Luftentfeuchter 10 und Mittler 20 kann beispielsweise an der Rückseite des Gerätekorpus eines Kühl- und/oder Gefriergeräts angeordnet werden. Sie dient als Wassergenerator für einen Luftbefeuchter zur Innenraumbefeuchtung des Kühl- und/oder Gefriergeräts, um eine ausreichende Versorgung ohne einen externen Wasseranschluss und ohne Zutun eines Benutzers sicherzustellen.
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Der Luftbefeuchter zur Innenraumbefeuchtung des Kühl- und/oder Gefriergeräts ist in der Figur nicht dargestellt. Es kann sich dabei beispielsweise um eine mit porösen Lavasteinen gefüllte Verdunstungsrinne oder um einen Ultraschall-Zerstäuber handeln. Derartige Luftbefeuchter dienen dazu, eine bestimmte Luftfeuchte im Innenraum einzustellen und dabei in gewissem Umfang einen Ausgleich für den trocknenden Effekt zu schaffen, den die fast zwangsläufige Kondensation von Luftfeuchtigkeit an der kalten Fläche der Wärmepumpe zur Kühlung des Innenraums, insbesondere des Verdampfers mit sich bringt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Luftbefeuchter so ausgebildet und angeordnet ist, dass die Luft in einem im Innenraum angeordneten Lagerfach für Gemüse, Fleisch und Fisch befeuchtet werden kann. Auch im Falle von Weingeräten kommt eine Luftbefeuchtung zur Imitation des feucht-kühlen Klimas eines Weinkellers regelmäßig zum Einsatz.
