-
Die Erfindung betrifft eine Geschirrspülmaschine, insbesondere eine Haushaltsgeschirrspülmaschine, mit einem einen Spülraum bereitstellenden Spülbehälter, der der Aufnahme von zu reinigendem Spülgut dient, und einer Wärmepumpeneinrichtung, die einen Verdichter mit einem Kältemitteleingang aufweist.
-
Geschirrspülmaschinen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik an sich wohl bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises an dieser Stelle nicht bedarf.
-
Vorbekannte Geschirrspülmaschinen verfügen über einen Spülbehälter, auch Bottich genannt, der einen Spülraum bereitstellt. Dieser ist verwenderseitig über eine Beschickungsöffnung zugänglich, die mittels einer verschwenkbar gelagerten Spülraumtür fluiddicht verschließbar ist. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall dient der Spülbehälter zur Aufnahme von zu reinigendem Spülgut, bei dem es sich beispielsweise um Geschirr, Besteckteile und/oder dergleichen handeln kann.
-
Zur Beaufschlagung von zu reinigendem Spülgut mit Spülflüssigkeit, der sog. Spülflotte, verfügt die Geschirrspülmaschine im Innenraum des Spülbehälters über eine Sprüheinrichtung. Diese Sprüheinrichtung stellt typischerweise verdrehbar gelagerte Sprüharme zur Verfügung, wobei in der Regel zwei oder drei solcher Sprüharme vorgesehen sind. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall erfolgt eine Beaufschlagung des zu reinigenden Spülguts mit Spülflotte mittels sich drehender Sprüharme.
-
Die von der Sprüheinrichtung im Betriebsfall abgegebene Spülflotte trifft auf das zu reinigende Spülgut und sammelt sich alsdann in einem Sammeltopf des Spülbehälters an. Der Sammeltopf ist an eine Umwälzpumpe einerseits und an eine Ablaufpumpe andererseits angeschlossen. Zur Beaufschlagung der Sprüheinrichtung mit Spülflotte dient die Umwälzpumpe, die im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall die in die Geschirrspülmaschine eingeförderte Spülflüssigkeit umwälzt. Mit Abschluss eines Spülprogramms wird die Spülflotte mittels der Ablaufpumpe abgepumpt und verworfen.
-
Geschirrspülmaschinen der eingangs genannten Art können bekanntermaßen mit einer Wärmepumpeneinrichtung ausgestattet sein, um den Energieverbrauch insbesondere bei einem Aufheizen der Spülflotte zu reduzieren. Im Gegensatz zur herkömmlichen Geschirrspülmaschinenheizung, mit der ähnlich wie bei einem Wasserkocher die Spülflotte direkt über einen elektrischen Heizstab aufgewärmt wird, kann mit einer Wärmepumpeneinrichtung neben elektrischer Energie auch Umgebungswärme genutzt und in einen Geschirrspülprozess als Heizenergie überführt werden.
-
Um einen solchen Wärmetransport zu realisieren, wird ein Kältemittel durch einen Kältekreislauf gefördert. Die dafür nötige Arbeit wird von einem elektrischen Verdichter ausgeführt, der kühles, gasförmiges Kältemittel aus dem Niederdruckbereich ansaugt (Sauggas) und zu einem heißen Kältemittel im Hochdruckbereich verdichtet (Heißgas).
-
Aus der
EP 2 682 038 A2 ist eine Geschirrspülmaschine mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpeneinrichtung bekannt. Im Betriebsfall entzieht die Wärmepumpeneinrichtung der Umgebungsatmosphäre, das heißt der die Geschirrspülmaschine umgebenden Luft Wärmeenergie, um diese auf die im Inneren der Geschirrspülmaschine umgewälzte Spülflotte zu übertragen. Die Wärmepumpeneinrichtung verfügt zu diesem Zweck in an sich bekannter Weise über einen Verdampfer, einen Verdichter, einen Verflüssiger und einen diese Komponenten miteinander strömungstechnisch verbindenden Strömungs- oder Umwälzkreislauf. Dabei dient der Verflüssiger als Wärmetauscher, mittels dem Wärmeenergie von einem im Strömungskreislauf der Wärmepumpeneinrichtung umgewälzten Kältemittel auf die Spülflotte übertragen wird.
-
Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall der Wärmepumpeneinrichtung wird zwecks Aufheizung der Spülflotte mittels Ventilatoren Raumluft angesaugt und über den Verdampfer der Wärmepumpeneinrichtung geleitet. Dies führt zu einer Abkühlung der zugeführten Raumluft, wobei die der Raumluft entzogene Wärmeenergie auf das Kältemittel übertragen wird, das infolge dessen im Verdampfer verdampft.
-
Das daraufhin in gasförmiger Form vorliegende Kältemittel wird anschließend in dem Verdichter komprimiert und so auf ein höheres Temperaturniveau gebracht. Der Verdichter verfügt zu diesem Zweck über einen Kältemitteleingang und einen Kältemittelausgang, wobei das noch nicht komprimierte Kältemittel dem Verdichter über den Kältemitteleingang zugeführt wird, wohingegen das im Verdichter komprimierte Kältemittel den Verdichter über den Kältemittelausgang verlässt. Schließlich erfolgt eine Einleitung des gasförmigen und komprimierten Kältemittels in den Verflüssiger, wo unter Energiefreigabe eine Verflüssigung des Kältemittels stattfindet. Die dabei freiwerdende Wärmeenergie dient der Spülflottenaufheizu ng.
-
Aus dem Stand der Technik ist gleichfalls der Einsatz von Wasser-Wasser-Wärmepumpeneinrichtungen bekannt, so zum Beispiel aus der
EP 2 206 824 A2 . Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall wird mit einer solchen Wärmepumpeneinrichtung nicht der Umgebungsatmosphäre, sondern einem Flüssigkeitsreservoir Wärmeenergie entzogen. Die
EP 2 206 824 A2 sieht zu diesem Zweck einen geschlossenen Wassertank vor, der den Verdampfer der Wärmepumpeneinrichtung beherbergt. Im Betriebsfall kommt es infolge eines Wärmeenergieentzugs zu einer Abkühlung des im Tank bevorrateten Wassers. Dabei kann eine Abkühlung des Wassers bis zur Vereisung vorgenommen werden.
-
Den vorbekannten Konstruktionen ist gemein, dass sich der Verdichter im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall aufheizt, wobei die insoweit verbrauchte Aufheizenergie einem von der Geschirrspülmaschine durchgeführten Spülprogramm als Verlustenergie nicht zur Verfügung steht. Dieser Nachteil kommt insbesondere bei als Rollkolbenverdichter ausgebildeten Verdichtern zum Tragen, die bei Geschirrspülmaschinen aufgrund ihrer kompakten und robusten Bauform typischerweise zum Einsatz kommen. So stoßen Rollkolbenverdichter konzeptbedingt das verdichtete, gasförmige und heiße Kältemittel in das eigene Gehäuse aus. Infolge dessen kommt es zur Aufheizung des Rollkolbenverdichters bis auf eine Temperatur, die das Kältemittel infolge seiner Verdichtung im Verdichter annimmt. Es können so Temperaturen an der Oberfläche des Rollkolbenverdichters von bis zu 100° C entstehen, was zu erhöhten Wärmeverlusten durch Strahlungswärme und freie Konvektion führt. Ein Großteil dieser Abwärme wird auf andere Komponenten der Geschirrspülmaschine, auf zur Geschirrspülmaschine benachbarte Möbel und/oder den Aufstellungsuntergrund der Geschirrspülmaschine übertragen und bleibt somit vom eigentlichen Spülprozess ungenutzt.
-
Darüber hinaus weist die Geschirrspülmaschine neben dem Verdichter der Wärmepumpeneinrichtung noch weitere Verbraucher auf, wie unter anderem etwa den Antriebsmotor der Umwälzpumpe, deren Abwärme ebenfalls ungenutzt bleiben.
-
Es ist ausgehend vom Vorbeschriebenen die Aufgabe der Erfindung, eine Geschirrspülmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein Betrieb mit einer erhöhten Energieeffizienz ermöglicht ist, insbesondere dass Wärmeverluste, etwa die infolge einer bestimmungsgemäßen Nutzung der Wärmepumpeneinrichtung am Verdichter entstehenden Wärmeverluste, konstruktiv minimiert sind.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Geschirrspülmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dem Verdichter kältemitteleingangsseitig ein Überhitzer strömungstechnisch vorgeschaltet ist, wobei der Überhitzer eine an den Kältemitteleingang des Verdichters strömungstechnisch angeschlossene und von einem Kältemittel durchströmbare Rohrleitung aufweist, wobei die Rohrleitung mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstet ist, der außenseitig an der Rohrleitung wärmeleitend angeordnet ist.
-
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist ein Überhitzer vorgesehen, der zur Wärmeübertragung auf das Kältemittel dient, das im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpeneinrichtung im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall zirkuliert. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass der Überhitzer dem Verdichter kältemitteleingangsseitig strömungstechnisch vorgeschaltet ist. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall gelangt mithin das im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpeneinrichtung zirkulierende Kältemittel unter strömungstechnischer Zwischenschaltung des Überhitzers zum Verdichter.
-
Die im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall der Wärmepumpeneinrichtung nicht vermeidbare Erwärmung des Verdichters wird erfindungsgemäß insoweit genutzt, als dass die Verdichterabwärme zur Aufheizung des Kältemittels verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich wird die Abwärme weiterer elektrischen Verbraucher, welche insbesondere wie der Verdichter ebenfalls im Gerätesockel angeordnet sind, insbesondere die Abwärme der Umwälzpumpe bzw. des Antriebsmotors der Umwälzpumpe, sowie der Abwärme einer Leistungselektronik, zur Aufheizung des Kältemittels verwendet.
-
Konstruktiv ist dies durch den Überhitzer realisiert, der eine von einem Kältemittel durchströmbare Rohrleitung aufweist. Die Rohrleitung kann dabei insbesondere aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Stahl, beispielsweise Edelstahl oder Chrom-Nickel-Stahl, beschaffen sein. Die Rohrleitung steht vorzugsweise in Wirkkontakt mit der im Betriebsfall des Verdichters vom Verdichter erzeugten und in die die Rohrleitung umgebende Atmosphäre überführten Verdichterabwärme und/oder der Abwärme weiterer Verbraucher. Dabei erfolgt die Wärmeübertragung auf das durch die Rohrleitung hindurchgeführte Kältemittel durch Konvektion der vom Verdichter und/oder weiterer Verbraucher durch Abwärme erhitzten Umgebungsluft.
-
Um diesen Effekt zu optimieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rohrleitung mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstet ist. Dieser Wärmeleitkörper ist außenseitig der Rohrleitung wärmeleitend angebracht. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall nimmt der Wärmeleitkörper Umgebungswärme auf und leitet diese in die Rohrleitung und somit auch in das durch die Rohrleitung strömende Kältemittel ein. Der Wärmeleitkörper kann insbesondere aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Stahl, beispielsweise Edelstahl oder Chrom-Nickel-Stahl, beschaffen sein.
-
Die erfindungsgemäße Konstruktion gestattet es mithin in vorteilhafter Weise, Umgebungswärme zur Aufheizung des im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpeneinrichtung geführten Kältemittels zu nutzen, und zwar insbesondere die durch Abwärme des Verdichters vorhandene Umgebungswärme. Somit wird zumindest ein Teil der Verdichterabwärme für die Kältemittelaufheizung nutzbar, wodurch der infolge einer bestimmungsgemäßen Benutzung der Wärmepumpeneinrichtung unvermeidbar entstehende Wärmeverlust durch den Verdichter minimiert ist.
-
Ein weiteres kommt hinzu: Damit ein Verdichter ordnungsgemäß betrieben werden kann, ist dafür Sorge zu tragen, dass im Sauggas keine Flüssigkeitstropfen vorhanden sind, da diese den Verdichter beschädigen könnten. Das Kältemittel wird deshalb üblicherweise nach einer Verdampfung weiter erwärmt, um eventuell verbliebene Flüssigkeitstropfen sicher zu vermeiden. Diese lediglich aus Sicherheitsgründen zusätzliche Erwärmung des Sauggases findet typischerweise im Verdampfer selbst statt. Sie erfordert in nachteiliger Weise einen erheblichen Energieanteil und bedingt zudem eine vergleichsweise bauraumgroße Auslegung des Verdampfers.
-
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird es vorteilhafterweise möglich, den Verdampfer vergleichsweise bauraumklein auszubilden, da mittels der mit einem Wärmeleitkörper ausgerüsteten Rohrleitung eine dem Verdampfer nachgeschaltete Überhitzung des Kältemittels stattfindet, was etwaige im Kältemittel nach einem Verlassen des Verdampfers noch befindliche Flüssigkeitsreste verdampfen lässt. Im Ergebnis kann so eine bauraumoptimierte Ausnutzung des von einer Geschirrspülmaschine zur Aufnahme der Wärmepumpeneinrichtung bereitgestellten Gehäuseraums erzielt werden.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmeleitkörper einen sich mit seiner Längserstreckung in Längsrichtung der Rohrleitung erstreckenden Blech- oder Profilstreifen, welcher alternativ auch als Rippe ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden kann, aufweist. Der Blech- oder Profilstreifen ist aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet und kann insbesondere aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Stahl, beispielsweise Edelstahl oder Chrom-Nickel-Stahl, beschaffen sein. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Rohrleitung zumindest abschnittsweise außen berippt ausgebildet, indem ein Blechstreifen oder Profilstreifen vorgesehen ist, der sich mit seiner Längserstreckung in Längsrichtung der Rohrleitung erstreckt. Dieser Blech- oder Profilstreifen wärmt sich im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall durch die auf ihn einwirkende Umgebungswärme auf und leitet diese in den Rohrmantel der Rohrleitung ab. Hier findet dann in schon vorbeschriebener Weise ein Wärmeübergang vom Rohrmantel auf das durch die Rohrleitung hindurchgeführte Kältemittel statt.
-
Um die Wirkoberfläche des Wärmeleitkörpers weiter zu vergrößern, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Mehrzahl von Blech- oder Profilstreifen vorgesehen sein. Diese erstrecken sich mit ihrer jeweiligen Längserstreckung in Längsrichtung der Rohrleitung, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Blech- oder Profilstreifen in radialer Richtung der Rohrleitung über den Rohrleitungsquerschnitt gleich verteilt angeordnet sind. Es ist so ein über den Rohrleitungsquerschnitt gleich verteilter Wärmeeintrag in das von der Rohrleitung durchströmte Kältemittel erreicht.
-
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Wärmeleitkörper einen sich mit seiner Längserstreckung quer zur Längsrichtung der Rohrleitung erstreckenden Blech- oder Profilstreifen aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform ist eine nicht längsverlaufende, sondern querverlaufende Berippung der Rohrleitung vorgesehen. Zur Vergrößerung der wirksamen Wärmeübertragungsfläche kann auch gemäß dieser Alternative vorgesehen sein, dass der Wärmeleitkörper eine Mehrzahl von sich jeweils mit ihrer Längserstreckung quer zur Längsrichtung der Rohrleitung erstreckenden Blech- oder Profilstreifen aufweist. Diese sind in Längsrichtung der Rohrleitung hintereinander angeordnet und bilden eine Art Blech- oder Profilstreifenpaket, wobei die einzelnen Blech- oder Profilstreifen beabstandet voneinander angeordnet sind.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal dieser alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Blech- oder Profilstreifen jeweils eine von der Rohrleitung durchgriffene Ausnehmung aufweisen. Demnach verfügt ein jeder Blech- oder Profilstreifen über eine korrespondierend zur Rohrleitung ausgebildete Ausnehmung, durch die hindurch die Rohrleitung im endmontierten Zustand geführt ist.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Blech- oder Profilstreifen einen Fortsatz trägt und zusammen mit diesem ein Blech- bzw. Profilteil bildet. Die Ausbildung eines Fortsatzes dient dazu, die wirksame Wärmeübertragungsfläche weiter zu vergrößern. Dabei hat die Ausgestaltung eines Fortsatzes den Vorteil, dass insbesondere unter dem Gesichtspunkt des knappen Einbauraums in einer Geschirrspülmaschine eine optimierte Raumnutzung ermöglicht ist. Der Blech- oder Profilstreifen bildet zusammen mit dem Fortsatz ein Wärmeübertragungsbauteil. Dieses Wärmeübertragungsbauteil kann eine dem Grunde nach beliebige Querschnittsfläche bereitstellen, beispielsweise T-förmig, L-förmig und/oder dgl. Schlussendlich ist es von erfindungswesentlicher Bedeutung, dass durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Wärmeleitkörper die Wärmeübertragungsfläche zwischen Rohrleitung und Umgebungsluft vergrößert ist, und dies unter gleichzeitig optimierter Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Einbauraums.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Wärmeübertragungsbauteil einen Blech- oder Profilstreifen und mehrere davon getragene Fortsätze aufweist. Demnach kann ein Wärmeübertragungsbauteil auch über eine Vielzahl von Fortsätzen verfügen, die jeweils an ein und demselben Blech- oder Profilstreifen angeordnet sind. Es lassen sich so beispielsweise skelett- oder baumartige Strukturen bilden, was gleichfalls dazu dient, die wirksame Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es bevorzugt, dass ein Wärmeübertragungsbauteil einstückig ausgebildet ist. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, den oder die Fortsätze mit dem zugehörigen Blech- oder Profilstreifen zu einem in der Handhabung einteiligen Bauteil zu verbinden, beispielsweise durch Schweißen, Kleben, Schrauben oder sonst wie. Entscheidend ist auch hier, dass in einen Fortsatz eines Wärmeübertragungsbauteils eingebrachte Wärme über den Blech- oder Profilstreifen und den Rohrmantel der Rohrleitung in das von der Rohrleitung durchströmte Kältemittel möglichst verlustarm übertragen werden kann.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Blech- oder Profilstreifen stoffschlüssig oder quasi stoffschlüssig mit der Rohrleitung verbunden ist. Ein optimierter Wärmeübergang vom Blech- oder Profilstreifen auf die Rohrleitung ist so sichergestellt. Dabei ist es bevorzugt, eine stoffschlüssige Verbindung beispielsweise durch Löten auszubilden. Alternativ kann auch eine quasi stoffschlüssige Verbindung beispielsweise durch Kleben erreicht werden.
-
Alternativ zu einer stoffschlüssigen oder quasi stoffschlüssigen Verbindung ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Klemmverbindung zwischen Blech- oder Profilstreifen und Rohrleitung. Zu diesem Zweck ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass ein Blech- oder Profilstreifen rohrleitungsseitig einen Klemmverbinder aufweist. Mit diesem liegt der Blech- oder Profilstreifen im endmontierten Zustand wärmeleitend an der Rohrleitung an, wobei mittels der Klemmverbindung eine Wärmeübertragungsfläche bereitgestellt ist.
-
Gemäß einer weiteren Alternative der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei Blech- oder Profilstreifen unter Zwischenordnung der Rohrleitung miteinander verbunden sind. Demnach erfolgt also nicht eine Verbindung zwischen Blech- oder Profilstreifen und Rohrleitung in direkter Weise, sondern in indirekter Weise dadurch, dass zwei Blech- oder Profilstreifen miteinander verbunden werden, und zwar derart, dass im endmontierten Zustand die Rohrleitung zwischen den beiden Blech- oder Profilstreifen angeordnet ist, womit beide Blech- oder Profilstreifen in wärmeübertragender Verbindung mit der Rohrleitung stehen, indem sie an dieser anliegen.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmeleitkörper ein die Rohrleitung zumindest teilweise umfassendes Trägerprofil aufweist, das einen Blech- oder Profilstreifen trägt. Demnach dient zur Anordnung an einer Rohrleitung ein Trägerprofil. Dieses kann mit der Rohrleitung stoffschlüssig oder auch klemmend verbunden sein. Dabei umgibt das Trägerprofil die Rohrleitung zumindest abschnittsweise, womit eine weitere mit der Umgebungswärme in Kontakt stehende Wärmeübertragungsfläche gegeben ist.
-
Gemäß einer besonders bevorzugten Alternative ist vorgesehen, dass ein Blech- oder Profilstreifen einendseitig wärmeleitend an der zum Verdichter führenden Rohrleitung und anderendseitig an einer von einem Verflüssiger der Wärmepumpeneinrichtung wegführenden Rohrleitung angeordnet ist. Gemäß dieser Variante ist der Blech- oder Profilstreifen zwischen zwei verschiedenen Abschnitten der das Kältemittel führenden Rohrleitung der Wärmepumpeneinrichtung angeordnet. Dabei steht der Blech- oder Profilstreifen einerseits mit der Sauggas-Rohrleitung und andererseits mit einem Abschnitt der sogenannten Flüssigleitung in Wirkkontakt. Hierdurch kann nicht nur Wärme aus der Umgebungsatmosphäre aufgenommen werden, sondern es kann auch der Effekt des sogenannten inneren Wärmetauschers erzielt werden, indem Restwärme aus dem flüssigen Kältemittel auf das den Verdampfer in gasförmiger Form verlassende Kältemittel übertragen wird.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass der Überhitzer ein Heizelement, insbesondere eine Heizpatrone bzw. ein PTC-Heizelement aufweist, welches insbesondere am Wärmeleitkörper angeordnet und/oder mit dem Wärmeleitkörper wärmeleitend verbunden ist. Hierdurch kann die Überhitzung des Kältemittels bei Bedarf zusätzlich oder auch ausschließlich elektrisch, bzw. unter Verwendung des zusätzlichen Heizelements, erfolgen. Der z.B. aus Kupfer oder Aluminium beschaffene Wärmeleitkörper ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise zumindest abschnittsweise als Rohr oder Hülse ausgebildet, welches Rohr oder welche Hülse sich mit seiner Längserstreckung in Längsrichtung der vom Kältemittel durchflossenen Rohrleitung erstreckt und wärmeleitend mit dieser verbunden ist bzw. an ihr anliegt. Dabei ist das Rohr oder die Hülse vorzugsweise an die Rohrleitung gelötet, kann alternativ aber auch kraftschlüssig mit dieser verbunden sein. Das Rohr oder die Hülse sind dazu ausgebildet, das vorzugsweise zylindrische Heizelement axial aufzunehmen. Vorzugsweise ist darüber hinaus im Kältemittelkreislauf ein Temperaturfühler vorhanden, mit dem die Temperatur des Kältemittels erfasst werden kann. Der Temperaturfühler kann im Übrigen auch dazu dienen, das Expansionsventil zu schalten, so dass keine zusätzliche Temperaturmesseinrichtung erforderlich ist. Der Temperaturfühler ist insbesondere im Kältemittelkreis dem Überhitzer nachgeschaltet, nämlich in Flussrichtung des Kältemittels zwischen Überhitzer und Verdichter angeordnet. Insbesondere kann eine Kältemittel-Ansaugtemperatur, beispielsweise eine Temperatur von 3-8 °C, vorgebbar sein oder vorgegeben werden, die mittels des Heizelements eingestellt wird. Dies kann im Falle eines PTC-Heizelements durch das Heizelement selbst ohne weitere Steuerung erfolgen oder andernfalls mittels einer Steuereinrichtung, mit der abhängig von der mit dem Temperaturfühler erfassten Kältemitteltemperatur die Heizleistung des Heizelements einstellbar ist. In jedem Fall kann mit dem Heizelement somit die Verdampfungstemperatur im Verdampfer nahezu an die Einfriertemperatur des Wassers erhöht werden. Hierdurch steigt trotz zumindest teilweise elektrischer Überhitzung durch das zusätzliche Heizelement die Effizienz des Wärmepumpenkreises.
-
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung eines Wärmeleitkörpers an der Sauggasleitung zwischen Verdampfer und Verdichter wird insgesamt erreicht, dass ein Großteil der Überhitzung des Kältemittels aus dem Verdampfer der Wärmepumpeneinrichtung ausgelagert ist. Hierdurch ergeben sich insbesondere mit Bezug auf eine Wasser-Wasser-Wärmepumpeneinrichtung folgende Vorteile:
- - Die Überhitzungsstrecke im Verdampfer ist verringert, womit die Verdampferrohrschlange verkürzt und/oder der Verdampfertank verkleinert werden kann, womit der zur Verfügung stehende Bauraum besser ausgenutzt werden kann.
- - Der Verdichter wird vor flüssigem Kältemittel geschützt, was die Langlebigkeit der Wärmepumpeneinrichtung erhöht.
- - Durch eine insgesamt höhere Oberflächentemperatur der Sauggasleitung wird die Bildung von Kondensat an dieser Leitung reduziert.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
- 1 in schematischer Perspektivdarstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 in schematischer Schnittdarstellung die Rohrleitung nach 1;
- 3 in schematischer Schnittdarstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 4 in schematischer Schnittdarstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 5 in schematischer Schnittdarstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer vierten Ausführungsform;
- 6 in schematischer Schnittdarstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer fünften Ausführungsform;
- 7 in schematischer Schnittdarstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer sechsten Ausführungsform;
- 8 in schematischer Schnittdarstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer siebten Ausführungsform;
- 9 in schematischer Schnittdarstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer achten Ausführungsform;
- 10 in schematisch perspektivischer Darstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer neunten Ausführungsform;
- 11 in schematisch perspektivischer Darstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer zehnten Ausführungsform;
- 12 in schematisch perspektivischer Darstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer elften Ausführungsform;
- 13 in schematisch perspektivischer Darstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer zwölften Ausführungsform;
- 14 in schematisch perspektivischer Darstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform;
- 15 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäß ausgebildete Geschirrspülmaschine;
- 16 in schematisch perspektivischer Darstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform;
- 17 in schematisch perspektivischer Darstellung eine mit einem Wärmeleitkörper ausgerüstete Rohrleitung i Querschnitt gemäß der vierzehnten Ausführungsform und
- 18 in schematischer Darstellung eine Geschirrspülmaschine nach dem Stand der Technik.
-
18 lässt in schematischer Frontansicht eine Geschirrspülmaschine 1 nach dem Stand der Technik erkennen. Die Geschirrspülmaschine 1 verfügt über ein Gehäuse 2, das unter anderem einen Spülbehälter 3 aufnimmt. Der Spülbehälter 3 stellt seinerseits einen Spülraum 4 bereit, der im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall der Aufnahme von zu reinigendem Spülgut 5 dient.
-
Zur Beschickung von zu reinigendem Spülgut 5 mit Spülflotte dient eine in den Figuren nicht näher dargestellte Sprüheinrichtung, die innerhalb des Spülbehälters 3 angeordnet ist. Bevorzugterweise verfügt eine solche Sprüheinrichtung über Sprüharme, die jeweils verdrehbar innerhalb des Spülbehälters 3 angeordnet sind.
-
Im gezeigten Ausführungsbeispiel dienen zur Aufnahme des zu reinigenden Spülguts 5 Spülkörbe 6, wobei drei solcher Spülkörbe 6 vorgesehen sind.
-
Der Spülraum 4 mündet in einen im Detail nicht näher dargestellten Sammeltopf 7 des Spülbehälters 3 ein, an den eine Umwälzpumpe 8 strömungstechnisch angeschlossen ist. Über entsprechende und in den Figuren nicht näher dargestellte Versorgungsleitungen ist die in den Figuren ebenfalls nicht dargestellte Sprüheinrichtung an die Umwälzpumpe 8 strömungstechnisch angeschlossen. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall kann damit eine Beschickung der Sprüheinrichtung mit Spülflotte mittels der Umwälzpumpe 8 stattfinden.
-
Die Geschirrspülmaschine 1 verfügt des Weiteren über eine Wärmepumpeneinrichtung 9. Diese weist einen Verdichter 10, einen Verflüssiger 11, ein Expansionsorgan in Form einer Drossel 12, einen Verdampfer 13 sowie einen diese Baukomponenten strömungstechnisch miteinander verbindenden Strömungskreislauf 14 auf, in dem ein Arbeitsmedium, das heißt ein Kältemittel geführt ist. Zum Anschluss des Verdichters 10 an den Strömungskreislauf 14 verfügt der Verdichter 10 über einen Kältemitteleingang 17 und einen Kältemittelausgang 18.
-
Die in 18 beispielhaft dargestellte Wärmepumpeneinrichtung 9 ist eine sog. Wasser-Wasser-Wärmepumpeneinrichtung, dergemäß der Verdampfer 13 innerhalb eines Tanks 16 angeordnet ist, der mit Wasser als Wärmeträgermedium befüllt ist. Die im Weiteren erläuterte erfindungsgemäße Ausgestaltung ist auf die Ausbildung einer Wärmepumpeneinrichtung als Wasser-Wasser-Wärmepumpeneinrichtung nicht beschränkt. Auch mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpeneinrichtung ausgerüstete Geschirrspülmaschinen können in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet sein.
-
Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall der Wärmepumpeneinrichtung 9 findet mit Hilfe des Verflüssigers 11 ein Wärmeübertrag von dem im Strömungskreislauf 14 der Wärmepumpeneinrichtung 9 geführten Kältemittel auf die Spülflotte statt. Zu diesem Zweck ist ein an die Umwälzpumpe 8 angeschlossener Umwälzkreislauf 15 vorgesehen, der der Spülflottenumwälzung dient. Die im Betriebsfall im Verflüssiger 11 durch Verflüssigung des Kältemittels freiwerdende Wärmeenergie wird mithin auf die im Umwälzkreislauf 15 umgewälzte Spülflotte übertragen, zu welchem Zweck ein entsprechend ausgebildeter Wärmetauscher vorgesehen ist.
-
Dem Verflüssiger 11 ist strömungstechnisch der Verdichter 10 vorgeschaltet, in dem das in gasförmiger Form vorliegende Kältemittel komprimiert und so auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird. Infolge einer solchen Kältemittelkomprimierung erwärmt sich der Verdichter 10, bei dem es sich beispielsweise um einen Rollkolbenverdichter handelt. Die infolge der Erwärmung des Verdichters 10 entstehende Abwärme steht für einen von der Geschirrspülmaschine 1 durchzuführenden Spülprozess, das heißt insbesondere für eine Aufheizung der Spülflotte nicht mehr zur Verfügung. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, wie sie in verschiedenen Ausführungsformen in den 1 bis 15 gezeigt ist, wird die Abwärme des Verdichters 10 und anderen Verbrauchern, die insbesondere im Sockel der Geschirrspülmaschine angeordnet sind, zumindest teilweise genutzt und zur Unterstützung der Aufwärmung der Spülflotte rückgeführt. Damit ist der infolge der Abwärme des Verdichters 10 oder der anderen Verbraucher einhergehende Wärme- bzw. Energieverlust minimiert.
-
Erfindungsgemäß ist ein Überhitzer 19 vorgesehen, der dem Verdichter 10 kältemittelseitig vorgeschaltet ist, wie dies die Darstellung nach 15 erkennen lässt, die eine erfindungsgemäß ausgebildete Geschirrspülmaschine zeigt.
-
Der Überhitzer 19 weist eine vom Kältemittel durchströmte Rohrleitung 20 auf, die zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche zumindest abschnittsweise in Windungen verlegt ist. In Durchströmungsrichtung des Kältemittels durch den Strömungskreislauf 14 hindurch ist der Überhitzer 19 dem Verdichter 10 strömungstechnisch vorgeschaltet, d.h. der Überhitzer 19 ist dem Verdichter 10 kältemitteleingangsseitig zugeordnet, so dass mittels des Überhitzers 19 eine Erwärmung des Kältemittels stattfindet bevor dieses in den Verdichter 10 einströmt.
-
Der Überhitzer 19 weist neben der Rohrleitung 20 Wärmeleitkörper 21 auf, die außenseitig der Rohrleitung 20 an der Rohrleitung 20 wärmeleitend angeordnet sind. Durch diese Wärmeleitkörper 21 ist eine vergrößerte Wärmeübertragungsfläche bereitgestellt, mittels der in Entsprechung der Pfeile 22 Wärme aus der den Überhitzer 19 umgebenden Atmosphäre aufgenommen werden kann. Dabei entstammt der Umgebungsluft Wärme insbesondere aufgrund der vom Verdichter 10 im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall abgegebenen Abwärme.
-
Die von den Wärmeleitkörpern 21 aufgenommene Wärme wird in den Mantel der Rohrleitung 20 und von dort aus auf das durch die Rohrleitung 20 hindurchströmende Kältemittel übertragen.
-
Gemäß der schematischen Darstellung nach 15 verfügt der Überhitzer 19 im dargestellten Ausführungsbeispiel über insgesamt vier Wärmeleitkörper 21, die jeweils außenseitig an der Rohrleitung 20 wärmeleitend angeordnet sind. Es versteht sich von selbst, dass der Überhitzer 19 über mehr oder weniger Wärmeleitkörper 21 verfügen kann. Von erfindungswesentlicher Bedeutung ist allein, dass dem Verdichter 10 kältemitteleingangsseitig eine Überhitzerstrecke 19 vorgeschaltet ist, und zwar strömungstechnisch zwischen Verdampfer 13 und Verdichter 10, wobei für einen optimierten Eintrag von aus der Umgebungsatmosphäre stammenden Wärme auf das von der Rohrleitung 20 geführte Kältemittel Wärmeleitkörper 21 vorgesehen sind, die in wärmeleittechnischer Wirkverbindung mit der Rohrleitung 20 stehen.
-
Ein nach der Erfindung vorgesehener Wärmeleitkörper 21 kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein, wie dies die Ausführungsbeispiele nach den 1 bis 14 beispielhaft zeigen.
-
Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in den 1 und 2 gezeigt ist, verfügt ein Wärmeleitkörper 21 über einen Blech- oder Profilstreifen 23. Dabei erstreckt sich der Blech- oder Profilstreifen 23 mit seiner Längserstreckung 25 in Längsrichtung 24 der Rohrleitung 20. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Längsstreifen 23 stoffschlüssig mit der Rohrleitung 20 verbunden, und zwar mittels Löten. Zu diesem Zweck ist der Blech- oder Profilstreifen 23 mit seiner der Rohrleitung 20 zugewandten Längskante 26 auf die Rohrleitung 20 aufgesetzt und beidseitig der Längskante 26 mit einer Lötnaht 27 ausgerüstet, wie dies insbesondere die Darstellung nach 2 erkennen lässt.
-
Die 3 lässt eine Ausführungsform erkennen, wonach der Wärmeleitkörper 21 nicht nur über einen Blech- oder Profilstreifen 23, sondern über zwei Blech- oder Profilstreifen 23 gemäß der Darstellung nach 1 verfügt. Es versteht sich von selbst, dass auch mehr als nur zwei Blech- oder Profilstreifen 23 vorgesehen sein können, in welchem Fall es bevorzugt ist, dass die Blech- oder Profilstreifen 23 in radialer Richtung der Rohrleitung 20 über den Rohrleitungsquerschnitt gleichverteilt angeordnet sind.
-
4 lässt eine weitere Ausführungsform erkennen. Danach ist einer der Blech- oder Profilstreifen 23 mit einem Fortsatz 28 ausgerüstet, womit die wirksame Wärmeübertragungsfläche vergrößert ist. Der Blech- oder Profilstreifen 23 und der Fortsatz 28 sind bevorzugterweise einstückig ausgebildet. Sie bilden zusammen ein Wärmeübertragungsbauteil 29.
-
Anstelle einer stoffschlüssigen Verbindung kann auch eine Klemmverbindung zwischen einem Wärmeleitkörper 21 und der Rohrleitung 20 vorgesehen sein, wie dies die 5 bis 8 erkennen lassen, wobei unterschiedliche Ausführungsbeispiel dargestellt sind.
-
Gemäß der Darstellung nach 5 verfügt der Wärmeleitkörper 21 über einen einzigen Blech- oder Profilstreifen 23. Dieser ist rohrleitungsseitig mit einem Klemmverbinder 30 ausgerüstet, bei dem es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um einen Klemmring handelt, der über 180° des Rohrleitungsdurchmessers übergreift.
-
Ein alternativer Klemmverbinder ist in 6 dargestellt, wonach der Blech- oder Profilstreifen 23 rohrleitungsseitig Rastnasen 31 bereitstellt, die im endmontierten Zustand von einer Klammer 32 umschlossen sind. Gemäß der Ausführungsform nach 6 ist im Übrigen vorgesehen, dass je Blech- oder Profilstreifen 23 zwei Fortsätze 28 vorgesehen sind. Damit ergibt sich ein Wärmeleitkörper 21 mit einer im Querschnitt skelett-ähnlichen Ausgestaltung.
-
7 zeigt ein im Querschnitt T-förmiges Wärmeübertragungsbauteil 29.
-
Gemäß der Ausführungsform nach 8 ist ein Wärmeleitkörper 21 vorgesehen, der über einen Blech- oder Profilstreifen 23 verfügt, der zwischen zwei Rohrabschnitten des Strömungskreislaufes 14 angeordnet ist. Dabei ist der eine Rohrabschnitt durch die Rohrleitung 20 und der andere Rohrabschnitt durch eine Rohrleitung 33 gebildet, wobei die Rohrleitung 33 bevorzugterweise diejenige ist, die sich in Strömungsrichtung an den Verflüssiger 11 anschließt. Damit wird quasi ein innerer Wärmetauscher geschaffen, der Wärmeenergie nicht nur aus der Umgebungsluft auf das Kältemittel in der Rohrleitung 20 überträgt, sondern auch Wärme aus dem den Verflüssiger 11 verlassenen Kältemittel abzieht und in das durch die Rohrleitung 20 hindurchgeführte gasförmige Kältemittel überträgt.
-
9 zeigt eine Ausgestaltung, wonach der Wärmeleitkörper 21 über zwei Blech- oder Profilstreifen 23 verfügt, die jeweils rohrleitungsseitig einen Lagerabschnitt 34 aufweisen, mit dem sie an der Rohrleitung 20 anliegen. Die beiden Blech- oder Profilstreifen 23 sind miteinander verbunden, und zwar unter Zwischenordnung der Rohrleitung 20, womit diese zwischen den beiden Blech- oder Profilstreifen 23 eingeklemmt ist.
-
Die Ausführungsformen nach den 10 bis 12 betreffen jeweils eine Ausgestaltung, wonach ein Blech- oder Profilstreifen 23 nicht in Längsrichtung 24 der Rohrleitung 20, sondern quer hierzu ausgerichtet ist. Zur Anordnung eines Blech- oder Profilstreifens 23 an der Rohrleitung 20 ist der Blech- oder Profilstreifen 23 mit einer Ausnehmung 35 ausgerüstet, durch die hindurch die Rohrleitung 20 geführt ist. Zur Verbindung mit der Rohrleitung 20 kann entweder eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Blech- oder Profilstreifen 23 und Rohrleitung 20 vorgesehen sein, wie in 10 dargestellt, oder eine Klemmverbindung, wie dies die 11 und 12 jeweils anhand eines Klemmsitzes 36 zeigen.
-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 12 können mehrere Blech- oder Profilstreifen 23 vorgesehen sein, wobei das Ausführungsbeispiel zwei Blech- oder Profilstreifen 23 zeigt. Diese sind in Längsrichtung 24 der Rohrleitung 20 hintereinander angeordnet, und zwar unter Belassung eines Spalts.
-
Die Ausführungsform nach den 13 und 14 zeigt ein Trägerprofil 37. Dieses umschließt die Rohrleitung 20 zumindest teilweise, wobei zur Verbindung mit der Rohrleitung 20 ein Klemmsitz vorgesehen ist. Zu diesem Zweck verfügt das Trägerprofil 37 über einen ersten Abschnitt 38, der U-förmig ausgebildet ist, und zwei jeweils zweite Abschnitte 39, die im Vergleich zur U-förmigen Ausgestaltung des ersten Abschnitts 38 in Richtung der Rohrleitung 20 eingeformt sind. Durch diese Einformungen entsteht im endmontierten Zustand ein Hinterschnitt, der das Tragprofil 37 klemmend auf der Rohrleitung 20 hält.
-
Gemäß der Ausführungsform nach 14 ist das Trägerprofil 37 mit einem Blech- oder Profilstreifen 23 ausgerüstet, der einen Fortsatz 28 trägt. Das Tragprofil 37 ist mithin mit einem Wärmeübertragungsbauteil 29 in Entsprechung der Ausgestaltung nach 4 bzw. 7 ausgerüstet. Es versteht sich von selbst, dass das Tragprofil 37 über eine Mehrzahl von Wärmeübertragungsbauteilen 29 verfügen kann.
-
Gemäß der Ausführungsform nach 16 und 17 ist ein Wärmeleitkörper 21 vorgesehen, welcher als Rohr ausgebildet ist, das sich mit seiner Längserstreckung in Längsrichtung der vom Kältemittel durchflossenen Rohrleitung 20 erstreckt und wärmeleitend mit dieser verbunden ist bzw. an ihr, zum Teil über eine Lötnaht 27, anliegt, wobei das Rohr 21 an die Rohrleitung 20 gelötet ist. Innerhalb des Rohres 21 ist ein zylindrisches Heizelement 40 axial angeordnet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Geschirrspülmaschine
- 2
- Gehäuse
- 3
- Spülbehälter
- 4
- Spülraum
- 5
- Spülgut
- 6
- Spülkorb
- 7
- Sammeltopf
- 8
- Umwälzpumpe
- 9
- Wärmepumpeneinrichtung
- 10
- Verdichter
- 11
- Verflüssiger
- 12
- Drossel
- 13
- Verdampfer
- 14
- Strömungskreislauf
- 15
- Umwälzkreislauf
- 16
- Tank
- 17
- Kältemitteleingang
- 18
- Kältemittelausgang
- 19
- Überhitzer
- 20
- Rohrleitung
- 21
- Wärmeleitkörper
- 22
- Pfeil
- 23
- Blech- oder Profilstreifen
- 24
- Längsrichtung
- 25
- Längserstreckung
- 26
- Längskante
- 27
- Lötnaht
- 28
- Fortsatz
- 29
- Wärmeübertragungsbauteil
- 30
- Klemmverbinder
- 31
- Rastnase
- 32
- Klammer
- 33
- Rohrleitung
- 34
- Lagerabschnitt
- 35
- Ausnehmung
- 36
- Klemmsitz
- 37
- Tragprofil
- 38
- erster Abschnitt
- 39
- zweiter Abschnitt
- 40
- Heizelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2682038 A2 [0008]
- EP 2206824 A2 [0011]
