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Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher in Form eines Verflüssigers oder Verdampfers für den Einsatz in einer Wärmepumpenanordnung einer Haushaltsgeschirrspülmaschine, wobei der Wärmetauscher einen ersten Hohlraum für den Durchtritt eines Wärmeträgers sowie einen zweiten Hohlraum für den Durchtritt einer Spülflüssigkeit aufweist, wobei der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum durch Begrenzungswände begrenzt sind.
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Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers in Form eines Verflüssigers oder Verdampfers für den Einsatz in einer Wärmepumpenanordnung einer Haushaltsgeschirrspülmaschine vorgeschlagen, wobei der Wärmetauscher einen ersten Hohlraum für den Durchtritt eines Wärmeträgers sowie einen zweiten Hohlraum für den Durchtritt einer Spülflüssigkeit aufweist, wobei der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum durch Begrenzungswände begrenzt werden, indem die Begrenzungswände während der Herstellung des Wärmetauschers miteinander verbunden werden.
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Schließlich betrifft die Erfindung eine Haushaltsgeschirrspülmaschine mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme von Spülgut und mit einer Wärmepumpenanordnung, die bei ihrem Betrieb von einem Wärmeträger durchströmt wird, wobei die Wärmepumpenanordnung zumindest einen Verdampfer zum Verdampfen des Wärmeträgers, einen Verdichter zum Verdichten des vom Verdampfer kommenden Wärmeträgers, einen Verflüssiger zum Kondensieren des vom Verdichter kommenden Wärmeträgers und eine Expansionsanordnung zum Entspannen des vom Verflüssiger kommenden Wärmeträgers umfasst.
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Haushaltsgeschirrspülmaschinen mit entsprechenden Wärmetauschern sind im Stand der Technik bekannt und dienen prinzipiell dem Reinigen und anschließenden Trocknen von verunreinigtem Spülgut, beispielsweise Geschirr oder Besteck. Während eines oder mehrerer Reinigungsschritte eines Spülprogramms wird das Spülgut mit Spülflüssigkeit (= Frischwasser aus einer Frischwasserleitung, Wasser, das in einem Tank der Haushaltsgeschirrspülmaschine zwischengespeichert wurde oder Wasser mit Reinigungs- und/oder Klarspülmittel) beaufschlagt, um Verunreinigungen vom Spülgut zu lösen. Zum Trocknen des Spülguts weisen entsprechende Haushaltsgeschirrspülmaschinen ein Trocknungssystem für das gereinigte Spülgut auf, welches ausgebildet ist, Wasser, das an dem gereinigten Spülgut haftet, aufzunehmen und das Spülgut hierdurch zu trocknen.
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Um die Spülflüssigkeit während eines Spülprogramms zu erwärmen, ist auch bei der erfindungsgemäßen Haushaltsgeschirrspülmaschine eine Wärmepumpenanordnung vorgesehen, wobei beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung Wärme vom Verflüssiger auf die Spülflüssigkeit übertragen wird. Die Wärmepumpenanordnung umfasst ferner den oben genannten Verdampfer, wobei sowohl der Verflüssiger als auch der Verdampfer als Wärmetauscher ausgebildet sind. Mit Hilfe des als Verflüssiger wirkenden Wärmetauschers wird beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung Wärme vom Wärmeträger (z.B. Propan) auf die Spülflüssigkeit übertragen, um diese zu erwärmen. Gleichzeitig wird Wärme aus der Umgebung oder aus einem Flüssigkeitstank der Haushaltsgeschirrspülmaschine mit Hilfe des als Verdampfer wirkenden Wärmetauschers auf den Wärmeträger übertragen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gegenüber dem Stand der Technik weitergebildeten Wärmetauscher, eine entsprechende Haushaltsgeschirrspülmaschine sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmetauscher, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie eine Haushaltsgeschirrspülmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
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Wie bereits erwähnt, kommt der erfindungsgemäße Wärmetauscher als Verflüssiger und/oder als Verdampfer einer Wärmepumpenanordnung einer Haushaltsgeschirrspülmaschine zum Einsatz. Die Wärmepumpenanordnung umfasst also unter anderem einen als Verdampfer wirkenden Wärmetauscher zum Verdampfen eines den Wärmetauscher durchströmenden Wärmeträgers. Die für das Verdampfen notwendige Wärme stammt aus der Umgebung der Haushaltsgeschirrspülmaschine und/oder einem Tank der Haushaltsgeschirrspülmaschine, welcher der temporären Aufnahme von Spülflüssigkeit dient. Generell kann der Verdampfer insbesondere dazu dienen, eine oder mehrere Wandungen einer Haushaltsgeschirrspülmaschine während eines Trocknungsschritts des Spülprogramms zu kühlen, um innerhalb des Aufnahmeraums ein Kondensieren von Wasserdampf zu bewirken.
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Der den Verdampfer verlassende Wärmeträger strömt weiter zum Verdichter. Mit Hilfe des Verdichters wird der in den Verdichter beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung eintretende gasförmige Wärmeträger komprimiert, wobei er sich erwärmt.
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Ferner umfasst die Wärmepumpenanordnung einen als Verflüssiger (andere Bezeichnung: Kondensor) wirkenden Wärmetauscher, in dem der erwärmte gasförmige Wärmeträger, der den Wärmetauscher vom Verdichter kommend passiert, wieder kondensiert und hierbei Wärme abgibt, die beispielsweise für die Erwärmung von in der Haushaltsgeschirrspülmaschine vorhandener Spülflüssigkeit genutzt werden kann.
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Anschließend wird der verflüssigte Wärmeträger mit Hilfe einer Expansionsanordnung (z.B. einem oder mehreren Kapillarröhrchen oder einem regelbaren Expansionsventil) entspannt und gelangt schließlich wieder zurück zum Verdampfer, in dem er unter erneuter Wärmeaufnahme wieder in den gasförmigen Zustand übergeht, um dann wieder dem Verdichter zugeführt zu werden, so dass sich der Wärmeträgerkreislauf schließt.
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Die genannten Wärmetauscher können unterschiedliche Geometrien aufweisen. In jedem Fall sind jeweils wenigstens ein Einlass und ein Auslass für den Wärmeträger sowie ein Einlass und ein Auslass für Spülflüssigkeit vorhanden. Ferner umfasst der Wärmetauscher einen ersten Hohlraum für den Durchtritt des Wärmeträgers sowie einen zweiten Hohlraum für den Durchtritt der Spülflüssigkeit, wobei der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum durch Begrenzungswände begrenzt und voneinander strömungstechnisch separiert sind. Über die Begrenzungswände erfolgt beim Betrieb der mit dem bzw. den Wärmetauschern ausgerüsteten Wärmepumpenanordnung ein Wärmeaustausch zwischen dem Wärmeträger (z.B. Propan) und der Spülflüssigkeit, ohne dass es hier zu einem direkten Kontakt zwischen den beiden Medien kommt.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass eine oder mehrere Begrenzungswände jeweils einen Teil des ersten Hohlraums von einem Teil des zweiten Hohlraums abgrenzen.
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Es sind also Begrenzungswände vorhanden, deren eine Seite dem ersten Hohlraum zugewandt und deren zweite Seite dem zweiten Hohlraum zugewandt ist. Insbesondere kann der jeweilige Hohlraum mehrere miteinander in Verbindung stehende Abschnitte aufweisen, die strömungstechnisch in Verbindung stehen und den entsprechenden Hohlraum bilden.
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In jedem Fall sind die beiden Hohlräume durch die Begrenzungswände strömungstechnisch vollständig voneinander abgegrenzt, so dass der Wärmeträger und die Spülflüssigkeit durch den Wärmetauscher strömen können, ohne dass es zu einem direkten Kontakt zwischen Wärmeträger und Spülflüssigkeit kommt. Der Wärmeübergang erfolgt also durch Wärmeleitung durch die jeweiligen Begrenzungswände.
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Benachbarte Begrenzungswände sind nun jeweils abschnittsweise mit Hilfe eines Lötmaterials miteinander verbunden, wobei das Lötmaterial auch immer von einem der genannten Hohlräume aus sichtbar ist und damit mit dem durch den jeweiligen Hohlraum strömenden Medium (Spülflüssigkeit oder Wärmeträger) in direkten Kontakt gelangen kann. Ein Teil des Lötmaterials kommt also mit dem Wärmeträger in Kontakt, wenn dieser durch den ersten Hohlraum strömt. Ebenso kommt ein Teil des Lötmaterials mit der Spülflüssigkeit in Kontakt, wenn diese durch den zweiten Hohlraum strömt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass es von Vorteil ist, wenn benachbarte Begrenzungswände jeweils durch mehrere Lötstellen, d.h. an mehreren Stellen, an denen Lötmaterial vorhanden ist, verbunden sind.
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Im Stand der Technik ist es üblich, die einzelnen Begrenzungswände jeweils mit der gleichen Art Lötmaterial zu verbinden. Um eine möglichst stabile Verbindung zwischen den Begrenzungswänden herzustellen, ist es insbesondere bekannt, die Begrenzungswände mit Kupfer als Lötmaterial zu verbinden. Zwar garantiert die Verwendung von Kupfer als Lötmaterial eine feste Verbindung zwischen den Begrenzungswänden. Da das Lötmaterial in diesem Fall jedoch auch direkt mit der Spülflüssigkeit in Kontakt kommt, besteht hier eine gewisse Gefahr, dass Kupfer von der Spülflüssigkeit aus der jeweiligen Lötstelle gelöst und später auf dem Spülgut abgelagert wird. Ebenso kann sich Kupfer an Oberflächen der Haushaltsgeschirrspülmaschine, insbesondere auch außerhalb der Wärmetauscher, ablagern, so dass die Gefahr einer unerwünschten Korrosion an den entsprechenden Oberflächen besteht.
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Zwar wurde bereits vorgeschlagen, anstelle von Kupfer Edelstahl als Lötmaterial zu verwenden. Verbindungen mit Edelstahl als Lötmaterial haben jedoch eine geringere Stabilität als Verbindungen, die mit Kupfer als Lötmaterial hergestellt wurden. Dies zeigt, dass die bisher bekannten Lötmaterialien jeweils Vorteile, gleichzeitig aber immer auch Nachteile aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass benachbarte Begrenzungswände auf ihrer dem ersten Hohlraum zugewandten Seite mit Hilfe eines ersten Lötmaterials und auf ihrer dem zweiten Hohlraum zugewandten Seite mit Hilfe eines zweiten Lötmaterials verbunden sind, wobei sich die chemische Zusammensetzung des ersten Lötmaterials von der des zweiten Lötmaterials unterscheidet. Hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit, die Art des Lötmaterials perfekt auf die Ansprüche anzupassen, die an einen Wärmetauscher gestellt werden, der als Verflüssiger oder als Verdampfer einer Wärmepumpenanordnung einer Haushaltsgeschirrspülmaschine zum Einsatz kommen soll.
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So ist es nun möglich, dass auf der dem ersten Hohlraum zugewandten Seite ein Lötmaterial zum Einsatz kommt, welches eine hohe Haftkraft zwischen den mit Hilfe dieses Lötmaterials verbundenen Begrenzungswänden sicherstellt. Eine mit diesem Lötmaterial hergestellte Verbindung zwischen zwei Begrenzungswänden kann hohen Drücken widerstehen und garantiert eine hohe Lebensdauer der entsprechenden Lötverbindung. Dies ist insbesondere bei Wärmetauschern von Vorteil, welche als Verflüssiger zum Einsatz kommen, da in diesem Fall innerhalb des ersten Hohlraums beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung ein relativ hoher Druck vorherrschen kann.
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Aber auch dann, wenn der Wärmetauscher als Verdampfer zum Einsatz kommt, ist eine hohe Haftkraft zwischen den dem ersten Hohlraum zugewandten Seiten der Begrenzungswände und dem Lötmaterial von Vorteil, um eine langzeitstabile Verbindung zu garantieren.
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Ebenso kann auf der dem ersten Hohlraum zugewandten Seite ein Lötmaterial zum Einsatz kommen, welches sich durch eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber dem zum Einsatz kommenden Wärmeträger auszeichnet, wobei dieser Vorteil sowohl bei der Verwendung des Wärmetauschers als Verflüssiger als auch bei der Verwendung als Verdampfer zum Tragen kommt.
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Im Gegensatz hierzu ist es von Vorteil, wenn auf der dem zweiten Hohlraum zugewandten Seite ein Lötmaterial zum Einsatz kommt, welches aus gesundheitlicher Sicht für den Menschen unbedenklich ist. Somit stellt es auch keine gesundheitliche Gefahr dar, wenn sich beim Betrieb der Haushaltsgeschirrspülmaschine mit der Zeit etwas von dem zuletzt genannten Lötmaterial löst und über die Spülflüssigkeit aus dem Wärmetauscher ausgetragen und letztendlich auf dem Spülgut abgelagert wird.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kupfergehalt des ersten Lötmaterials höher ist als der des zweiten Lötmaterials. Ein hoher Kupferanteil hat den Vorteil, dass die mit Hilfe des ersten Lötmaterials hergestellten Verbindungen zwischen benachbarten Begrenzungswänden eine hohe Stabilität gegenüber dem im ersten Hohlraum vorherrschenden Druck, der beim Betrieb der den Wärmetauscher aufweisenden Wärmepumpenanordnung vorherrscht, aufweisen. Die Verwendung eines entsprechenden Lötmaterials stellt damit eine hohe Lebensdauer, insbesondere eine hohe Druckstabilität, des Wärmetauschers sicher.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Lötmaterial Kupfer ist. Hierdurch wird eine besonders stabile Verbindung zwischen den mit Hilfe des ersten Lötmaterials verbundenen Begrenzungswänden garantiert. Alternativ ist es ebenso möglich, dass eine Kupfer-Legierung mit einem Kupfer-Masseanteil von über 60 %, vorzugsweise von über 80 %, als erstes Lötmaterial zum Einsatz kommt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Lötmaterial Nickel oder ein Edelstahl, vorzugsweise in Form einer Nickel-Legierung, ist. Insbesondere sollte das zweite Lötmaterial kein Kupfer oder lediglich einen Kupfer- Masseanteil von weniger als 10 %, vorzugsweise von weniger als 5 %, aufweisen, um sicherzustellen, dass das zweite Lötmaterial keine Gesundheitsgefährdung für den Menschen darstellt. Zwar weist ein Lötmaterial aus Nickel oder einem den obigen Angaben entsprechender Edelstahl keine so hohe Haftkraft auf wie Kupfer. Im Gegenzug ist es jedoch für den Menschen unbedenklich, wenn sich ein Teil dieses Lötmaterials während des Betriebs der Haushaltsgeschirrspülmaschine löst und von der Spülflüssigkeit auf das Spülgut übertragen wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Begrenzungswände aus Edelstahl gefertigt sind, wobei das erste Lötmaterial und das zweite Lötmaterial eine Schmelztemperatur aufweisen, die geringer ist als die Schmelztemperatur der Begrenzungswände. Hierdurch wird sichergestellt, dass während des Lötvorgangs, bei dem das jeweilige Lötmaterial geschmolzen werden muss, keine Verformung der jeweiligen Begrenzungswand zu befürchten ist.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist. Ein derartiger Wärmetauscher umfasst mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Begrenzungswände. Benachbart zueinander angeordnete Begrenzungswände sind jeweils mit einem Lötmaterial stellenweise miteinander verbunden, wobei zwischen zwei benachbarten Begrenzungswänden jeweils entweder ein Abschnitt des ersten Hohlraums oder ein Abschnitt des zweiten Hohlraums ausgebildet ist. Vorzugsweise besitzen die Begrenzungswände zumindest abschnittsweise einen gewellten Querschnitt, wobei jeweils mehrere Wellentäler einer Begrenzungswand mit mehreren Wellenbergen einer benachbarten Begrenzungswand durch ein entsprechendes Lötmaterial verbunden sein können.
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Ebenso ist es denkbar, dass der Wärmetauscher als Spiralwärmetauscher oder Röhrenwärmetauscher ausgebildet ist. Auch bei derartigen Wärmetauschern sind benachbart zueinander angeordnete Begrenzungswände vorgesehen, die stellenweise miteinander verlötet sind. Ein Teil des Lötmaterials ist wiederum von einem ersten Hohlraum zugänglich, durch den beim Betrieb des jeweiligen Wärmetauschers ein Wärmeträger strömt. Ferner ist ein zweiter Teil des Lötmaterials von einem zweiten Hohlraum zugänglich, der beim Betrieb des Wärmetauschers von einer Spülflüssigkeit durchströmt wird. Die oben genannten Vorteile zweier unterschiedlicher Lötmaterialien kommen also auch bei Spiral- oder Röhrenwärmetauschern zum Tragen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers, der nach dem Herstellen als Verflüssiger oder Verdampfer einer Wärmepumpenanordnung einer Haushaltsgeschirrspülmaschine zum Einsatz kommen soll, zeichnet sich dadurch aus, dass benachbarte Begrenzungswände auf ihrer dem am Ende des Herstellungsvorgangs vorhandenen ersten Hohlraum zugewandten Seite mit Hilfe eines ersten Lötmaterials und auf ihrer dem am Ende des Herstellungsvorgangs vorhandenen zweiten Hohlraum zugewandten Seite mit Hilfe eines zweiten Lötmaterials verbunden werden, wobei sich die Zusammensetzung des ersten Lötmaterials von der des zweiten Lötmaterials unterscheidet. Wie bereits oben diskutiert, ist es hierdurch möglich, unterschiedliche Lötmaterialien einzusetzen.
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Insbesondere kann auf der dem ersten Hohlraum zugewandten Seite ein Lötmaterial zum Einsatz kommen, welches eine stabile Verbindung zwischen den entsprechenden Begrenzungswänden sicherstellt und/oder eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem verwendeten Wärmeträger besitzt. Gleichzeitig kann auf der dem zweiten Hohlraum zugewandten Seite ein Lötmaterial zum Einsatz kommen, welches für den Menschen aus gesundheitlicher Sicht unbedenklich ist. Hinsichtlich der Art der möglichen Lötmaterialien sowie möglicher körperlicher Merkmale des Wärmetauschers wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Generell ist vorgesehen, dass während der Herstellung des Wärmetauschers das jeweilige Lötmaterial zwischen die einzelnen Begrenzungswände eingebracht bzw. dort platziert wird und dort durch Hitzezufuhr geschmolzen wird. Das Lötmaterial kommt hierdurch in innigen Kontakt mit jeweils zwei benachbarten Begrenzungswänden. Werden das Lötmaterial sowie die Begrenzungswände anschließend wieder abgekühlt, so entsteht zwischen den Begrenzungswänden eine stoffschlüssige Lötverbindung.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Lötmaterial und/oder das zweite Lötmaterial vor der Verbindung als flächige Folie vorliegt, die zwischen benachbarten Begrenzungswänden durch Hitzezufuhr geschmolzen wird. Die Folie hat vorzugsweise eine Materialstärke von weniger als 1 mm. Während des Herstellervorgangs werden nun jeweils zwei Begrenzungswände derart räumlich angeordnet, dass beide Begrenzungswände stellenweise mit der Folie in Kontakt stehen. Nach bzw. während des Schmelzvorgang der Folie bewegt sich das geschmolzene Lötmaterial durch Kapillarwirkung in Richtung der Kontaktbereiche zwischen den benachbarten Begrenzungswänden und der ursprünglichen Folie und härtet dort durch Abkühlung aus.
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Nach einer alternativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Lötmaterial und/oder das zweite Lötmaterial vor der Verbindung als Paste vorliegt, die zwischen benachbarten Begrenzungswänden durch Hitzezufuhr geschmolzen wird. Die Paste kann hierbei vor dem Schmelzvorgang auf einzelne Bereiche der Begrenzungswände aufgebracht werden, in denen die Begrenzungswände verbunden werden sollen. Nach dem Aufbringen der Paste werden die einzelnen Begrenzungswände im Bereich der Paste in Kontakt gebracht. Anschließend wird die Paste geschmolzen. Beim Abkühlen der Paste erstarrt diese und bildet damit eine stabile Lötverbindung zwischen den angrenzenden Begrenzungswänden.
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In beiden zuvor beschriebenen Alternativen ist es von Vorteil, wenn das Schmelzen des Lötmaterials in einem Ofen erfolgt, in dem neben dem Lötmaterial auch die Begrenzungswände erwärmt werden. Die Lötverbindung wird hierdurch besonders stabil.
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Schließlich betrifft die Erfindung eine Haushaltsgeschirrspülmaschine mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme von Spülgut und mit einer Wärmepumpenanordnung, die bei ihrem Betrieb von einem Wärmeträger durchströmt wird, wobei die Wärmepumpenanordnung zumindest einen Verdampfer zum Verdampfen des Wärmeträgers, einen Verdichter zum Verdichten des vom Verdampfer kommenden Wärmeträgers, einen Verflüssiger zum Kondensieren des vom Verdichter kommenden Wärmeträgers, und eine Expansionsanordnung zum Entspannen des vom Verflüssiger kommenden Wärmeträgers. Die Haushaltsgeschirrspülmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass der Verdampfer und/oder der Verflüssiger durch einen Wärmetauscher gemäß bisheriger und/oder nachfolgender Beschreibung mit den dort genannten Vorteilen gebildet ist.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 ausgewählte Abschnitte einer Haushaltsgeschirrspülmaschine in einer Frontansicht,
- 2a zwei geschnittene Begrenzungswände für einen Wärmetauscher sowie ein Lötmaterial in Form einer Folie zur Verbindung der Begrenzungswände,
- 2b drei miteinander verlötete Begrenzungswände in einer Schnittdarstellung, und
- 3 zwei geschnittene Begrenzungswände für einen Wärmetauscher sowie ein Lötmaterial in Form einer Paste zur Verbindung der Begrenzungswände.
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In den folgenden Figuren sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Dabei sind nur diejenigen Bestandteile einer Haushaltsgeschirrspülmaschine bzw. eines Wärmetauschers mit Bezugszeichen versehen und erläutert, welche für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Haushaltsgeschirrspülmaschine bzw. der jeweils gezeigte Wärmetauscher weitere Teile und Baugruppen umfassen kann.
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1 zeigt eine Haushaltsgeschirrspülmaschine im Sinne der vorliegenden Erfindung. Die Haushaltsgeschirrspülmaschine umfasst mehrere Wandungen (Seitenwandungen, Rückwandung, Deckenwandung und Bodenwandung), die einen innenliegenden Aufnahmeraum 27 begrenzen, der der Aufnahme von Spülgut 14 dient. Hierfür sind im Aufnahmeraum 27 Geschirrkörbe 26 vorhanden. Ferner sind ein oder mehrere Sprüharme 25 vorgesehen, mit deren Hilfe das Spülgut 14 z.B. während eines Reinigungs- und/oder Klarspülschritts eines Spülprogramms mit Spülflüssigkeit 6, d. h. Wasser, insbesondere Frischwasser, oder Wasser mit Reinigungs- und/oder Klarspülmittel versetzt, beaufschlagt werden kann.
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Zur Versorgung mit Frischwasser ist die Haushaltsgeschirrspülmaschine über einen nicht gezeigten Frischwasseranschluss mit einem ebenfalls nicht gezeigten Frischwassernetz verbunden. Ebenso ist ein mit einem Pumpensumpf 23 verbundener (ebenfalls nicht gezeigter) Ablauf vorhanden, über den die Haushaltsgeschirrspülmaschine mit einem nicht gezeigten Abwassernetz in Verbindung steht und über den verschmutzte Spülflüssigkeit 6 aus der Haushaltsgeschirrspülmaschine abgeführt werden kann. Bevor die Spülflüssigkeit 6 jedoch über den Ablauf entsorgt wird, wird sie in der Regel zunächst über eine Spülflüssigkeitsleitung 28 mehrfach im Kreislauf geführt, wobei hierfür eine Umwälzpumpe 22 vorhanden ist, die wiederum mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 24 in Verbindung steht.
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Um die Spülflüssigkeit 6 zu erwärmen, umfasst die Haushaltsgeschirrspülmaschine eine Wärmepumpenanordnung mit einem Verdampfer 3, einem Verdichter 15, einer Expansionsanordnung 16 und einem Verflüssiger 2, jeweils verbunden über eine Wärmeträgerleitung 19.
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Hinsichtlich der generellen Betriebsweise der Wärmepumpenanordnung bzw. deren einzelner Komponenten wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Schließlich ist im Beispiel von 1 eine Flüssigkeitspumpe 21 vorgesehen, mit deren Hilfe Spülflüssigkeit 6 aus dem Pumpensumpf 23 in den Bereich des Verflüssigers 2 und von dort zurück in den Pumpensumpf 23 förderbar ist. Alternativ kann die Spülflüssigkeit 6 nach Passieren des Verflüssigers 2 selbstverständlich auch an anderer Stelle zurück in den Aufnahmeraum 27 gefördert werden.
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Der Verflüssiger 2 und der Verdampfer 3 sind jeweils als Wärmetauscher 1 ausgebildet, wobei im Bereich des Verflüssigers 2 beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung Wärme von einem Wärmeträger 7 auf die Spülflüssigkeit 6 übertragen wird. Hingegen wird im Bereich des Verdampfers 3 Wärme von Speicherwasser, insbesondere enthärtetes Frischwasser, das vorzugsweise in einem Tank bevorratet ist, in dem der Verdampfer 3 zumindest teilweise untergebracht ist, und/ oder Wärme von der Luft der Umgebung auf den Wärmeträger 7 übertragen, der hierdurch verdampft.
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Um den jeweiligen Wärmeübergang zu ermöglichen, umfasst der jeweilige Wärmetauscher 1 nun zumindest einen ersten Hohlraum 4, der beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung vom Wärmeträger 7 durchströmt wird. Ferner ist ein zweiter Hohlraum 5 vorhanden, der beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung von der Spülflüssigkeit 6 durchströmt wird. Der erste Hohlraum 4 und der zweite Hohlraum 5 sind jeweils durch wenigstens zwei miteinander verbundene Begrenzungswände 8 begrenzt, wobei die Begrenzungswände 8 sicherstellen, dass der erste Hohlraum 4 strömungstechnisch vom zweiten Hohlraum 5 abgetrennt ist. Eine Vermischung von Wärmeträger 7 und Spülflüssigkeit 6 ist hierdurch ausgeschlossen.
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Einen Querschnitt eines entsprechenden Wärmetauschers 1 mit drei Begrenzungswänden 8 zeigt 2b, wobei selbstverständlich mehr als drei Begrenzungswände 8 vorhanden sein können. 2a zeigt in Ergänzung zwei beabstandete Begrenzungswände 8 während der Herstellung eines Wärmetauschers 1.
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Die Herstellung des Wärmetauschers 1 erfolgt beispielsweise wie folgt:
- Zwischen zwei benachbarten Begrenzungswänden 8 wird eine Folie 17 aus einem Lötmaterial 10, 11 platziert (2a). Ebenso ist es denkbar, dass die Folie 17 auf eine Begrenzungswand 8 aufgelegt wird. In beiden Fällen werden die benachbarten Begrenzungswände 8 anschließend derart platziert, dass sie von beiden Seiten abschnittsweise oder vollflächig an der Folie 17 anliegen.
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Im nächsten Schritt erfolgt eine Erwärmung der Begrenzungswände 8 sowie der dazwischenliegenden Folie 17, wodurch es zu einem Schmelzen des Lötmaterials 10, 11 kommt. Das geschmolzene Lötmaterial 10, 11 bewegt sich schließlich aufgrund von Kapillarkräften in den Bereich, in dem gegenüberliegende Begrenzungswände 8 den kleinsten gegenseitigen Abstand aufweisen. Werden die Begrenzungswände 8 sowie das zuvor geschmolzene Lötmaterial 10, 11 anschließend abgekühlt, so entsteht eine stabile Lötverbindung zwischen den jeweils benachbarten Begrenzungswänden 8, wie dies in 2b gezeigt ist.
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Gleichzeitig entstehen der oben bereits erwähnte erste Hohlraum 4 sowie der zweite Hohlraum 5. Die gezeigten einzelnen Abschnitte des ersten Hohlraums 4 sind strömungstechnisch miteinander verbunden, wobei diese Verbindung nicht gezeigt ist. Gleiches gilt für die einzelnen Abschnitte des zweiten Hohlraums 5. Beispielsweise kann die Verbindung im bezogen auf die Blattebene vorderen, weggeschnittenen Bereich der einzelnen Begrenzungswände 8 ausgebildet sein.
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In jedem Fall weisen die einzelnen Begrenzungswände 8 nun eine dem ersten Hohlraum 4 zugewandte Seite 9 und/oder eine dem zweiten Hohlraum 5 zugewandte Seite 11 auf. Ebenso ist ein erstes Lötmaterial 10, welches von dem ersten Hohlraum 4 aus sichtbar ist, und ein zweites Lötmaterial 12, welches von dem zweiten Hohlraum 5 aus sichtbar ist, vorhanden. Während das erste Lötmaterial 10 ausschließlich mit dem durch den ersten Hohlraum 4 strömenden Wärmeträger 7 in Kontakt gelangt, kommt das zweite Lötmaterial 12 ausschließlich mit der durch den zweiten Hohlraum 5 strömenden Spülflüssigkeit 6 in Kontakt.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass sich das erste Lötmaterial 10 in seiner chemischen Zusammensetzung von dem zweiten Lötmaterial 12 unterscheidet. Bei der Herstellung des Wärmetauschers 1 kommen also zwei unterschiedliche Lötmaterialien 10, 11 zum Einsatz.
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Hierdurch ist es möglich, den unterschiedlichen Anforderungen an die beiden Lötmaterialien 10, 11 Rechnung zu tragen. Bei dem ersten Lötmaterial 10 ist es von Vorteil, wenn dieses eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber dem zum Einsatz kommenden Wärmeträger 7 aufweist. Kommt der Wärmetauscher 1 als Verflüssiger 2 zum Einsatz, ist es ferner von Vorteil, wenn das erste Lötmaterial 10 eine besonders stabile Lötverbindung zwischen den anliegenden Begrenzungswänden 8 erzeugt, da der Wärmeträger 7 im Verflüssiger 2 beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung zumindest zeitweise unter einem relativ hohen Druck steht.
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Hingegen herrscht beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung innerhalb des zweiten Hohlraums 5, durch den die Spülflüssigkeit 6 strömt, ein relativ geringer Druck, und zwar unabhängig davon, ob der Wärmetauscher 1 als Verflüssiger 2 oder als Verdampfer 3 der Wärmepumpenanordnung eingesetzt wird. Auch spielt es keine Rolle, ob das vom zweiten Hohlraum 5 sichtbare zweite Lötmaterial 12 gegenüber dem Wärmeträger 7 chemisch beständig ist, da das zweite Lötmaterial 12 nicht mit dem Wärmeträger 7 in direkten Kontakt gelangt.
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Hingegen ist es von Vorteil, wenn als zweites Lötmaterial 12 ein Lötmaterial zum Einsatz kommt, welches für einen Menschen gesundheitlich unbedenklich ist. Grund hierfür ist die Tatsache, dass beim Betrieb der Wärmepumpenanordnung Spülflüssigkeit 6, die unter anderem Reinigungsmittel oder Klarspülmittel enthalten kann, mit dem zweiten Lötmaterial 12 in direkten Kontakt gelangt. Hierbei ist nicht auszuschließen, dass eine geringe Menge des zweiten Lötmaterials 12 in der Spülflüssigkeit 6 gelöst wird und letztendlich auf das Spülgut 14 gelangt.
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Hinsichtlich möglicher Lötmaterialien 10, 11 wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Schließlich zeigt 3 eine alternative Möglichkeit, das jeweilige Lötmaterial 10, 11 während der Herstellung des Wärmetauschers 1 an der gewünschten Stelle zu platzieren.
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Anstelle der Verwendung von als Folie 17 vorliegendem Lötmaterial 10, 11 kann das Lötmaterial 10, 11 auch als Paste 18, d.h. in einer zähflüssigen Form, vorliegen. Die Paste 18 wird vor dem Erhitzen der Begrenzungswände 8 im Bereich der gewünschten Verbindungsstellen benachbarter Begrenzungswände 8 platziert. Anschließend werden die entsprechenden Begrenzungswände 8 derart benachbart zueinander platziert, dass sie mit der Paste 18 in Berührung kommen.
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Im nächsten Schritt erfolgt die Erhitzung der Begrenzungswände 8 und der Paste 18, so dass diese schmilzt. Nach dem Abkühlen stellt das Lötmaterial 10, 11 schließlich eine Verbindung der Begrenzungswände 8 vergleichbar zu 2b dar.
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Im Übrigen ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind sämtliche Kombinationen der beschriebenen Einzelmerkmale, wie sie in den Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren gezeigt oder beschrieben sind und soweit eine entsprechende Kombination technisch möglich bzw. sinnvoll erscheint, Gegenstand der Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wärmetauscher
- 2
- Verflüssiger
- 3
- Verdampfer
- 4
- erster Hohlraum
- 5
- zweiter Hohlraum
- 6
- Spülflüssigkeit
- 7
- Wärmeträger
- 8
- Begrenzungswand
- 9
- dem ersten Hohlraum zugewandte Seite
- 10
- erstes Lötmaterial
- 11
- dem zweiten Hohlraum zugewandte Seite
- 12
- zweites Lötmaterial
- 13
- Aufnahmeraum
- 14
- Spülgut
- 15
- Verdichter
- 16
- Expansionsanordnung
- 17
- Folie
- 18
- Paste
- 19
- Wärmeträgerleitung
- 20
- Flüssigkeitsleitung
- 21
- Flüssigkeitspumpe
- 22
- Umwälzpumpe
- 23
- Pumpensumpf
- 24
- Steuer- und Regeleinrichtung
- 25
- Sprüharm
- 26
- Geschirrkorb
- 27
- Aufnahmeraum
- 28
- Spülflüssigkeitsleitung
