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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem ein Lagerfach begrenzenden Innenbehälter und einer an einer Wand des Innenbehälters anliegend angeordneten Flächenheizung und ein Verfahren zur Montage einer solchen Flächenheizung in einem Kältegerät.
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Eine Flächenheizung wird insbesondere bei Einkreis-Kombinationskältegeräten verwendet, um, wenn das Gerät in kalter Umgebung im Einsatz ist, das wärmere Lagerfach zu beheizen und so eine Verdichterlaufzeit zu erzwingen, die ausreicht, um das kältere Fach in seinem Solltemperaturbereich zu halten.
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Aus
DE 103 60 901 A1 ist ein Kältegerät der oben beschriebenen Art bekannt, bei dem eine solche Flächenheizung auf eine Innenbehälterwand schaumseitig aufgeklebt ist, um Wärme durch die Innenbehälterwand hindurch in das Lagerfach abzugeben. Um die nötige Heizleistung abgeben zu können, dabei aber die Haltbarkeit des Kühlguts im Lagerfach nicht durch eine lokal starke Temperaturerhöhung zu beeinträchtigen, muss die Heizung eine große Fläche belegen, die an der Seitenwand des Innenbehälters zur Verfügung steht. Je ausgedehnter die von der Heizung belegte Fläche ist, umso höher sind ihre Kosten, und umso mühsamer und fehlerträchtiger ist ihre Anbringung. Wenn aber die Klebung fehlerhaft ist, kann beim Ausschäumen des Kältegeräts Schaum zwischen die Heizung und den Innenbehälter gelangen, was zu lokaler Überhitzung und damit zu Schäden am Gerät führen kann.
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DE 103 60 901 A1 sieht daher einen Klemmkörper vor, der an in der Seitenwand geformten Näpfen befestigt ist, um die Flächenheizung zwischen den Näpfen an die Seitenwand geklemmt zu halten. Um die Näpfe zu formen, ist nach dem Tiefziehen des Innenbehälters ein weiterer Arbeitsgang erforderlich, der die Fertigungskosten erhöht.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät anzugeben, bei dem ein Lagerfach mit einer kompakten Flächenheizung beheizbar ist, gleichzeitig aber ein mit dem Betrieb der Heizung verbundener Temperaturgradient im Lagerfach klein gehalten werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät mit einem ein Lagerfach begrenzenden Innenbehälter, einer den Innenbehälter umgebenden Schaumstoffschicht und einer zwischen einer Wand des Innenbehälters und der Schaumstoffschicht angeordneten Flächenheizung ein plattenförmiger Verdampfer an der Wand anliegend befestigt ist und die Flächenheizung am Verdampfer anliegend montiert ist. Da der Verdampfer aus gut wärmeleitendem Material besteht, begünstigt er auch die Ausbreitung der von der Flächenheizung abgegebenen Wärme über die von ihm belegte Wandfläche; da folglich die Wärme über eine große Fläche verteilt in das Lagerfach eindringen kann, genügt eine relativ geringe Temperaturerhöhung an der von dem Verdampfer belegten Wand, um die nötige Heizleistung in das Lagerfach einzuspeisen.
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Die Ausdehnung der Flächenheizung selber kann deshalb sogar kleiner sein als der einer in herkömmlicher Weise in direktem Kontakt mit dem Innenbehälter montierten Heizung; eine von vorspringenden Leitungsabschnitten einer Kältemittelleitung begrenzte Planfläche des Verdampfers kann zur Anbringung der Flächenheizung genügen.
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Zur Befestigung der Flächenheizung kann eine eine an der Planfläche verklebte Folie dienen. Diese Folie kann insbesondere eine von zwei Folien sein, zwischen denen Heizfäden der Flächenheizung fixiert sind; im einfachsten Fall genügt eine Folie, die an von der Planfläche abgewandten Seiten der Heizfäden anliegt und beiderseits der Heizfäden an der Planfläche haftet.
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Der plattenförmige Verdampfer kann insbesondere ein Rollbond-, Tube-on-Sheet- oder Tube-on-Foil-Verdampfer sein, und die Planfläche ist jeweils eine von der Wand des Innenbehälters abgewandte Seite einer gut wärmeleitenden Grundplatte oder -folie des Verdampfers.
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Vorspringende Abschnitte einer Kältemittelleitung des Verdampfers können zur Anbringung eines Klemmkörpers dienen, der die Flächenheizung gegen die Planfläche angedrückt hält und so ein Eindringen von Schaum zwischen die Flächenheizung und die Wand auch dann verhindert, wenn die Flächenheizung nicht vollflächig verklebt ist.
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Ein solcher Klemmkörper ist besonders leicht und sicher fixierbar an auf der Grundplatte befestigten Rohrabschnitten eines Verdampfers vom Tube-on-Sheet- oder Tube-on-Foil-Typ mit Hilfe einer an den Querschnitt der Rohrabschnitte angepassten Klammer.
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Um eine schnelle und einfache Befestigung an dem Rohr zu ermöglichen, umfasst die Klammer einen flexiblen Bogen, der sich um das Rohr über mehr als der Hälfte seines Umfangs erstreckt. Ein solcher Bogen kann bei Aufstecken auf das Rohr flexibel aufgeweitet werden, indem er anschließend - soweit der Durchmesser des Rohrs dies zulässt - in seine ursprüngliche Konfiguration zurückkehrt, ist eine formschlüssige Verankerung am Verdampfer sichergestellt.
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Es können mehrere Klammern auf einen gleichen geradlinigen Rohrabschnitt aufgerastet sein, um die Flächenheizung auf ihrer ganzen Länge zu sichern. Vorzugsweise gehören diese mehreren Klammern zu mehreren, vorzugsweise untereinander identischen Klemmkörpern; diese können in der für eine ausreichende Sicherung der Flächenheizung ausreichender Zahl montiert werden.
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Zur Sicherung gegen Drehen um eine zur Wandoberfläche parallele Achse sollte der Klemmkörper wenigstens zwei Klammern aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie nicht auf ein einziges geradliniges Rohr aufrastbar sind.
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Rohrabschnitte, auf die die Klammern aufrastbar sind, können unter einem nichtverschwindenden, z.B. rechten, Winkel zueinander verlaufen; eine solche Halterung ist unempfindlich gegen Toleranzen im Verlauf des Rohrs des Tube-on Sheet-Verdampfers.
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Eine besonders sichere Befestigung der Flächenheizung am Verdampfer ist realisierbar, wenn der Klemmkörper wenigstens zwei Klammern aufweist, die auf zwei nebeneinander verlaufende geradlinige Rohrabschnitte aufgerastet sind, insbesondere wenn die Planfläche, auf der die Flächenheizung angebracht ist, sich zwischen den beiden Klammern bzw. Rohrabschnitten erstreckt.
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Um die Flächenheizung über ihre gesamte Breite hinweg gleichmäßig eng zur Wand benachbart zu halten, sind die wenigstens zwei Klammern vorzugsweise durch wenigstens eine Trägerleiste des Klemmkörpers verbunden, die die Flächenheizung gegen die Planfläche drückt.
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Um auf engem Raum eine weit auslenkbare elastische Verbindung zwischen der Trägerleiste und den Klammern zu schaffen, können beide über einen geschwungenen Arm verbunden sein.
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Um den Klemmkörper kompakt zu halten und dennoch eine für die elastische Auslenkung ausreichende Länge der Arme unterzubringen, kann die wenigstens eine Trägerleiste Abschnitte aufweisen, die sich von einem Anbindungspunkt des Arms in entgegengesetzte Richtungen erstrecken.
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Einer bevorzugten Ausgestaltung zufolge können zwei Trägerleisten beiderseits einer Mittelebene vorgesehen sein, die die mit den Trägerleisten verbundenen Klammern schneidet.
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Der Klemmkörper ist durch einteiliges Spritzformen preiswert realisierbar. Alternativ kann der Klemmkörper mehrere einteilig spritzgeformte Elemente umfassen, die miteinander über die Heizleiter der Flächenheizung starr verbunden sind.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Montieren einer Flächenheizung in einem Kältegerät mit den Schritten
- - Anbringen der Flächenheizung auf einem plattenförmigen Verdampfer,
- - Anbringen des Verdampfers an einer Wand eines Innenbehälters;
- - Einschäumen des Verdampfers und der daran angebrachten Flächenheizung.
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Die ersten beiden Schritte können in beliebiger Reihenfolge stattfinden. Vor dem Einschäumen kann wenigstens eine Klammer eines Klemmkörpers auf einen Rohrabschnitt des Verdampfers aufgerastet werden, um die Flächenheizung zwischen der Planfläche und dem Klemmkörper zu klemmen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
- 1 einen schematischen Schnitt durch ein Kältegerät,
- 2 und
- 3 jeweils einen Klemmkörper in perspektivischen Ansichten; und
- 4 einen Verdampfer mit einer daran durch zwei Klemmkörper fixierten Flächenheizung.
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1 zeigt einen Querschnitt durch den Korpus 1 eines Kombinationskältegeräts mit einem Normalkühlfach 2 und einem Gefrierfach 3. In an sich bekannter Weise umfasst ein Kältemittelkreislauf des Geräts einen Verdichter 4, einen nicht dargestellten Verflüssiger, eine Drosselstelle, ebenfalls nicht dargestellt, die den Verflüssiger mit einem Verdampfer 5 des Gefrierfachs 3 verbindet, und einen dem Verdampfer 5 in Reihe nachgeschalteten Verdampfer 6 des Normalkühlfachs 2. Wenigstens der Verdampfer 6 ist ein Tube-on-Sheet-Verdampfer oder ein Tube-on Foil-Verdampfer und ist an der Außenseite einer Wand 7, typischerweise der Rückwand, eines das Normalkühlfach 2 begrenzenden Innenbehälters 8 aufgeklebt und in eine den Innenbehälter 8 umgebende isolierende Schaumstoffschicht 23 eingebettet.
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Der Betrieb des Verdichters ist durch einen nicht gezeigten Temperaturfühler im Normalkühlfach gesteuert, und eine Flächenheizung 9 ist zuschaltbar, wenn eine niedrige relative Einschaltdauer des Verdichters, das Messsignal eines Umgebungstemperaturfühlers oder dergleichen auf eine niedrige Umgebungstemperatur schließen lässt, um so in an sich bekannter Weise Verdichterlaufzeiten zu erzwingen, die ausreichen, um das Gefrierfach 3 auf einer ausreichend tiefen Temperatur zu halten.
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Die Flächenheizung 9 ist auf einer von der Wand 7 abgewandten Planfläche 24 einer Grundplatte des Verdampfers 6 in engem thermischem Kontakt mit der Wand 7 montiert.
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Zur Sicherung der Flächenheizung 9 am Verdampfer 6 dient ein Klemmkörper 10, der in 2 und 3 in perspektivischen Ansichten gezeigt ist. 2 zeigt eine im montierten Zustand dem Verdampfer 6 zugewandte des Klemmkörpers 10, 3 eine vom Verdampfer 6 abgewandte Seite; 4 zeigt eine perspektivischen Ansicht des Verdampfers 6, von Klemmkörpern 10, 10' und einer von den Klemmkörpern 10, 10' am Verdampfer 6 fixierten Flächenheizung 9.
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Der Klemmkörper 10 ist aus Kunststoff einteilig spritzgeformt. Er umfasst an in Einbaulage oberen und unteren Enden jeweils eine Klammer 11, 11' von bogenförmigem Querschnitt. Der Querschnitt ist bemessen, um einen Rohrleitungsabschnitt 12, 12' (siehe 4) des Verdampfers 6 klemmend aufzunehmen und sich dabei über einen Winkel von mehr als 180° um den Rohrleitungsabschnitt 12 bzw. 12' herum zu erstrecken. Der Winkel ist jeweils so bemessen, dass ein Rohrleitungsabschnitt 12, 12' durch eine Öffnung 13 in die Klammer 11, 11' hineingedrückt werden kann, ohne dabei die Klammer 11, 11' über die Elastizitätsgrenze hinaus zu verformen. Im hier gezeigten Fall entspricht der Winkel der Klammern 11, 11' jeweils etwa einem Dreiviertelkreis.
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Von jeder Klammer 11, 11' gehen zwei geschwungene Arme 14 aus, die jeweils mit den Enden von zwei Trägerleisten 15 verbunden sind. Die Trägerleisten 15 haben jeweils einen T-förmigen Querschnitt, wobei der Querbalken 16 des T zur gleichen Seite des Klemmkörpers 10 gewandt ist wie die Öffnungen 13 der Klammern 11, 11'. Im in 2 und 3 gezeigten entspannten Zustand des Klemmkörpers 10 springen die Querbalken 16 zu dieser Seite etwas über die Klammern 11, 11' vor, so dass sie bei Aufrasten der Klammern 11, 11' auf die Rohrleitungsabschnitte 12, 12' ausgelenkt werden und die Flächenheizung 9 an den Verdampfer 6 angedrückt halten.
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Damit die Trägerleisten 15 den Abstand zwischen den Klammern 11, 11' möglichst vollständig ausfüllen können, gleichzeitig aber auch die für die elastische Auslenkung der Trägerleisten nötige Länge der Arme 14 untergebracht werden kann, greifen die Arme 14 nicht unmittelbar an den Enden der Trägerleisten 15 an, sondern Abschnitte 21, 22 der Trägerleisten 15, die jeweils einen Teil der Flächenheizung 9 andrücken, erstrecken sich von einem Anbindungspunkt 20 jedes Arms 14 in entgegengesetzte Richtungen.
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Eine von den Armen 14 geführte Auslenkung der Trägerleisten 15 ist, bedingt durch die Form der Arme 14, mit einer Drehung der Trägerleisten 15 um ihre Längsachse verbunden. Damit diese Drehung keinen Einfluss auf die Qualität eines Kontakts mit der von dem Klemmkörper angedrückten Flächenheizung 9 hat, sind die Querbalken 16 jeweils im Querschnitt leicht konvex gewölbt.
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Die Flächenheizung 9 umfasst einen Heizleiter, der hier mäanderförmig gebogen ist, um eine Mehrzahl von beabstandet nebeneinander her verlaufenden Heizfäden 17 zu bilden. Herkömmlicherweise ist der Heizleiter ist auf eine Aluminiumfolie aufgeklebt oder zwischen dieser und einer (nicht dargestellten) Deckfolie kaschiert, wobei die Aluminiumfolie vorgesehen ist, um die Wärme der Heizfäden 17 in der Fläche zu verteilen. 4 zeigt eine solche Aluminiumfolie, mit 18 bezeichnet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird sie jedoch nicht benötigt, da die Wärmeverteilungsfunktion von der Grundplatte 19 des Verdampfers wahrgenommen wird. Stattdessen kann der Heizleiter direkt auf der Grundplatte 19 platziert und mit Hilfe einer Deckfolie, die an den von der Grundplatte 19 abgewandten Seiten der Heizfäden 17 aufliegt und beiderseits von diesen an der Grundplatte 19 verklebt ist, und/oder mit Hilfe des Klemmkörpers 10 fixiert werden.
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Von den Klemmkörpern 10 können jeweils so viele entlang der Heizfäden 17 verteilt sein, wie nötig, um die Heizfäden 17 auf ihrer gesamten Länge eng benachbart zur Wand 7 zu halten, in der Ansicht der 6 sind zwei Klemmkörper 10 vorgesehen.
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Um das erfindungsgemäße Kältegerät zu montieren, werden zunächst in an sich bekannter Weise Tube-on-Sheet-Verdampfer 6, eine Flächenheizung 9 und eine Anzahl von Klemmkörpern 10 bereitgestellt. Um den Montagevorgang am Innenbehälter zu vereinfachen, wird vorzugsweise die Flächenheizung 9 in einem ersten Schritt am Verdampfer 6 angebracht. Dazu wird die Flächenheizung 9 auf eine Grundplatte 19 des Tube-on-Sheet-Verdampfers 6 zwischen zwei parallel nebeneinander verlaufenden Rohrleitungsabschnitten 12, 12' aufgeklebt. Da zu den Zeiten, in denen die Flächenheizung 9 betrieben wird, nicht mit der Anwesenheit von flüssigem Kältemittel im Verdampfer 6 zu rechnen ist, kann die Flächenheizung 9 in einem zentralen Bereich der Grundplatte 19 platziert werden, von wo sich ihre Wärme in der Grundplatte 19 über die benachbarten Rohrabschnitte 12, 12' hinaus gleichmäßig nach oben und unten verteilen kann, ohne vorher flüssiges Kältemittel in diesen Rohrabschnitten verdampfen zu müssen.
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Die durch das Aufkleben der Flächenheizung 9 auf den Verdampfer 6 erhaltene Baugruppe wird einem Montagearbeitsplatz zugeliefert, um an dem Innenbehälter 8 verbaut zu werden. Die Anbringung des Klemmkörpers 10 kann vor oder nach Einbau der Baugruppe erfolgen.
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Der Klemmkörper 10 wird so platziert, dass die Rohrleitungsabschnitte 12, 12' in die Öffnungen 13 der Klammern 11, 11' eingreifen. Dann werden die Klammern 11, 11' auf die Rohrleitungsabschnitte 12, 12' aufgedrückt. Bevor dabei die Klammern 11, 11' ihre stabile, die Rohrleitungsabschnitte 12, 12' umgreifende Stellung erreichen, berühren die Trägerleisten 15 die Flächenheizung 9 und werden von dieser elastisch ausgelenkt, so dass in der stabilen Stellung die Trägerleisten 15 die Flächenheizung 9 fest an die Grundplatte 19 gedrückt halten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Korpus
- 2
- Normalkühlfach
- 3
- Gefrierfach
- 4
- Verdichter
- 5
- Verdampfer
- 6
- Verdampfer
- 7
- Wand
- 8
- Innenbehälter
- 9
- Flächenheizung
- 10
- Klemmkörper
- 11
- Klammer
- 12
- Rohrleitungsabschnitt
- 13
- Öffnung
- 14
- Arm
- 15
- Trägerleiste
- 16
- Querbalken
- 17
- Heizfaden
- 18
- Aluminiumfolie
- 19
- Grundplatte
- 20
- Anbindungspunkt
- 21
- Abschnitt
- 22
- Abschnitt
- 23
- Schaumstoffschicht
- 24
- Planfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10360901 A1 [0003, 0004]
