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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät wie einen Kühlschrank, eine Gefriertruhe bzw. einen Gefrierschrank oder eine Kühl-Gefrier-Kombination.
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STAND DER TECHNIK
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Haushaltskältegeräte weisen üblicherweise einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdampfer, einem Verdichter und einem Verflüssiger auf. Der Verflüssiger ist häufig über eine Kapillare mit dem Verdampfer verbunden, wobei die Kapillare zumindest abschnittsweise in thermisch leitendem Kontakt mit einer Saugleitung steht, welche einen Ausgang des Verdampfers mit einem Saugeingang des Verdichters verbindet, um eine Wärmeübertragung von dem in der Kapillare strömenden Kältemittel an das in der Saugleitung strömende Kältemittel zu erzielen. Der Verbund aus Saugleitung und Kapillare, welcher in thermisch leitendem Kontakt steht, wird auch als Saugrohr- oder Saugdrosselrohrwärmeübertrager bezeichnet. Die Kapillare weist in der Regel eine Überlänge im Vergleich zu der Saugleitung auf, welche typischerweise in einer oder mehreren Schleifen aufgewickelt wird.
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Die
DE 10 2015 210 112 A1 beschreibt ein Kältegerät, bei welchem die Überlänge der Kapillare stromabwärts des Saugrohrwärmeübertragers bzw. vor einem Eingang des Verflüssigers aufgewickelt und in einem Isolationsmaterial des Kältegeräts eingebettet ist.
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Um eine hohe thermische Effizienz des Kältegeräts sicherzustellen, ist es wünschenswert, dass das in der Kapillare strömende Kältemittel zwischen dem Verflüssiger und dem Eingang des Verdampfers möglichst viel Wärme abgibt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, verbesserte Lösungen für eine Kapillare in einem Kältemittelkreislauf eines Kältegeräts bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kältegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, wie einen Kühlschrank, eine Gefriertruhe bzw. einen Gefrierschrank oder eine Kühl-Gefrier-Kombination vorgesehen. Das Kältegerät umfasst einen Maschinenraum und einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdampfer, einem durch eine Saug-leitung mit einem Ausgang des Verdampfers verbundenen Verdichter, welcher in dem Maschinenraum angeordnet ist, und einem Verflüssiger, welcher einen mit dem Verdichter verbundenen Eingang und einen durch eine Vorlaufleitung mit einem Eingang des Verdampfers verbundenen Ausgang aufweist, wobei die Vorlaufleitung eine Kapillare aufweist, welche einen thermisch an die Saugleitung gekoppelten ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist. Erfindungsgemäß ist der zweite Abschnitt der Kapillare in dem Maschinenraum verläuft und in Kontakt mit einer von der Saugleitung verschiedenen Wärmeleitstruktur zur Wärmeabgabe an die Umgebung steht.
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Eine der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, zumindest einen Teil einer Überlänge, die eine Kapillare eines Kältemittelkreislaufs gegenüber einem Saugrohr aufweist, in einem Maschinenraum stromaufwärts eines Saugrohrwärmeübertragers unterzubringen und im Maschinenraum mit einer Wärmeleitstruktur thermisch leitend zu verbinden, um einen Wärmeaustausch mit der Umgebung zu fördern. Der Saugrohrwärmeübertrager ist durch einen Verbund aus einem ersten Abschnitt der Kapillare und einem Saugrohr gebildet, wobei der erste Abschnitt der Kapillare und das Saugrohr in wärmeleitendem Kontakt miteinander stehen. Ein im Maschinenraum verlaufender zweiter Abschnitt der Kapillare, welcher zumindest einen Teil der Überlänge bildet, ist in wärmeleitendem Kontakt mit bzw. liegt an einer mit der Umgebung in Wärmeaustausch stehenden, vorzugweise flächigen Wärmeleistruktur an. Die Wärmeleitstruktur ist vorzugsweise durch eine Metalloberfläche gebildet.
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Ein Vorteil der wärmeleitenden Kontaktierung des zweiten Abschnitts der Kapillare mit der Wärmeleitstruktur im Maschinenraum ist, dass dadurch ein Wärmeaustausch des in der Kapillare strömenden Kältemittels mit der Umgebung gefördert wird. Dadurch kann die Energieeffizienz des Kältemittelkreislaufs auf einfache Weise verbessert werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Maschinenraum einfach zugänglich ist, so dass der zweite Abschnitt einfach im Maschinenraum verlegt und der Kontakt zu der Wärmeleitstruktur montagetechnisch einfach herstellbar ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der zweite Abschnitt der Kapillare in einer oder mehreren Schleifen oder mäandernd in dem Maschinenraum verlegt ist. Dadurch wird eine platzsparende Unterbringung des zweiten Abschnitts der Kapillare im Maschinenraum erleichtert. Beispielsweise können alle Schleifen, jeweils nur Abschnitte aller Schleifen oder nur manche Schleifen in wärmleitendem Kontakt mit der Wärmeleitstruktur stehen.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Wärmeleitstruktur eine Wärmeleitoberfläche aufweist, mit welcher die Kapillare in flächigem Kontakt steht. Die Wärmeleitoberfläche kann beispielsweise als eine ebene Fläche ausgebildet sein.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Wärmeleitstruktur durch eine den Verdichter tragende Halterung ausgebildet ist. Die Halterung kann beispielsweise eine oder mehrere Tragschienen aufweisen, wobei eine jeweilige Tragschiene die Wärmeleitstruktur bildet bzw. die Wärmeleitoberfläche aufweist. Die Anbringung des zweiten Abschnitts der Kapillare an einer Halterung des Verdichters bietet den Vorteil, dass eine sehr platzsparende Gestaltung realisiert wird, da die Halterung sowohl zur Befestigung des Verdichters als auch zum Wärmeaustausch mit der Umgebung und der Kapillare genutzt wird.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Wärmeleitstruktur durch ein Wärmeleitblech ausgebildet ist. Dies bietet den Vorteil, dass sie Kapillare bereits an dem Wärmeleitblech vormontiert werden kann, was die Montage des Kältegeräts weiter erleichtert. Das Wärmeleitblech kann z.B. ein Profilblech sein, beispielsweise mit einem L-förmigen, U-förmigen, T-förmigen oder ähnlichen Querschnitt. Das Wärmeleitblech kann aber auch als ebenes Blechstück realisiert sein.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Wärmeleitblech mit an einer den Verdichter tragenden Halterung verbunden ist. Die Halterung kann beispielsweise eine oder mehrere Tragschienen aufweisen, wobei eine jeweilige Tragschiene die Wärmeleitstruktur bildet bzw. die Wärmeleitoberfläche aufweist. Dadurch kann die zum Wärmeaustausch mit der Umgebung bereitstehenden Fläche vorteilhaft weiter vergrößert werden.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der zweite Abschnitt der Kapillare mechanisch mit der Wärmeleitstruktur verbunden ist. Insbesondere kann der zweite Abschnitt der Kapillare durch eine Befestigungseinrichtung an der Wärmeleitstruktur befestigt ist. Dies bietet den Vorteil, dass eine mechanisch stabile Verbindung erzielt wird, die zudem einfach montierbar und optional wieder lösbar ist. Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der zweite Abschnitt der Kapillare durch ein Klebeband als Befestigungseinrichtung an der Wärmeleitstruktur befestigt ist. Dies bietet eine äußerst einfache und kostengünstige Lösung. Ferner kann, wenn das Klebeband z.B. ein Gewebe aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. ein Metallgewebe, aufweist, der Wärmeaustausch mit der Umgebung weiter verbessert werden.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Kältemittelkreislauf einen Trockner aufweist, welcher mit dem Ausgang des Verflüssigers verbunden ist, wobei der zweite Abschnitt der Kapillare mit dem Trockner verbunden ist.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
- 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Kältegeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Teilansicht eines Kältegeräts im Bereich eines Maschinenraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 3 eine schematische Teilansicht eines Kältegeräts im Bereich eines Maschinenraums gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt beispielhaft und in schematischer Weise ein Blockschaltbild eines Kältegeräts 100. Das Kältegerät 100 kann insbesondere ein Haushaltskältegerät, wie z.B. ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank oder eine Kühl-Gefrier-Kombination sein. 1 zeigt rein beispielhaft ein Haushaltskältegerät in Form eines Kühlschranks mit zumindest einem Kältefach 1 zur Aufnahme von Kühlgut.
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Wie in 1 beispielhaft dargestellt, weist das Kältegerät 100 einen Maschinenraum 2 und einen Kältemittelkreislauf 3 auf.
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In den 2 und 3 ist rein schematisch eine Ansicht des Maschinenraums 2 dargestellt. Der Maschinenraum 2 kann insbesondere ein durch mehrere Wandungen, welche in den 2 und 3 transparent dargestellt sind, umgrenzter Hohlraum sein. Die Wandungen können beispielsweise durch eine Verkleidung des Kältegeräts ausgebildet sein. Weiterhin kann der Maschinenraum 2 durch einen Boden 20 und eine dieser gegenüberliegende Decke 21 begrenzt sein.
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Wie in 1 beispielhaft dargestellt, weist der Kältemittelkreislauf 3 einen thermisch an das Kältefach 1 gekoppelten Verdampfer 31 zur Abfuhr von Wärme aus dem Kältefach 1, einen Verdichter 33 zum Zirkulieren von Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf 3, einen Verflüssiger 35 zur Wärmeabfuhr an die Umgebung, einen optionalen Trockner 37 auf. Ein Ausgang 31B des Verdampfers 31 ist mit einem Sauganschluss 33A des Verdichters 33 durch eine Saugleitung 32 verbunden. Ein Druckanschluss 33B des Verdichters 33 ist mit einem Eingang 35A des Verflüssigers 35 verbunden. Der Verdichter 33 ist in dem Maschinenraum 2 aufgenommen und kann z.B. an einer Halterung 51 gehalten oder befestigt sein, wie dies in den 2 und 3 rein schematisch dargestellt ist. Ein Ausgang 35B des Verflüssigers 35 ist durch eine Vorlaufleitung 36 mit einem Eingang 31A des Verdampfers 31 verbunden. Wie in 1 beispielhaft gezeigt, kann die Vorlaufleitung 36 einen ersten Leitungsabschnitt 38 aufweisen, welcher den Ausgang 35B des Verflüssigers 35 mit einem Eingang 37A des Trockners 37 verbindet, und eine Kapillare 4, welche den Ausgang 37B des Trockners 37 mit dem Eingang 31A des Verdampfers 31 verbindet. Wenn kein Trockner 37 vorgesehen ist, kann die Kapillare 4 direkt mit dem ersten Leitungsabschnitt 38 verbunden sein, z.B. über ein Ventil (nicht gezeigt). Auch ist denkbar, dass die Vorlaufleitung 36 einen zweiten Leitungsabschnitt (nicht gezeigt) aufweist, welcher mit dem Ausgang 37B des Trockners 37 verbunden ist, wobei die Kapillare 4 mit dem zweiten Leitungsabschnitt verbunden ist, z.B. über ein Ventil. Allgemein verbindet die Vorlaufleitung 36 somit einen Ausgang 35B des Verflüssigers 35 und einen Eingang 31A des Verdampfers 31 und weist eine Kapillare 4 auf.
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Wie in 1 symbolisch dargestellt, weist die Kapillare 4 einen thermisch an die Saugleitung 32 gekoppelten ersten Abschnitt 41 und einen in dem Maschinenraum 2 verlaufenden zweiten Abschnitt 42 auf. Der erste Abschnitt 41 kann z.B. in direktem Kontakt mit der Saugleitung 32 angeordnet sein, so dass Wärme zwischen dem im ersten Abschnitt 41 der Kapillare 4 strömenden Kältemittel und dem in der Saugleitung 32 strömenden Kältemittel übertragen werden kann. Der erste Abschnitt 41 der Kapillare 4 und der Bereich der Saugleitung 32, mit dem dieser in Kontakt steht, bilden somit einen Saugrohrwärmeübertrager 6. Der zweite Abschnitt 42 der Kapillare 4 bildet eine Überlänge des Kapillarrohrs 4 im Vergleich zu der Saugleitung 32 aus, welche in Bezug auf die Kältemittelströmung in der Kapillare 4 stromaufwärts des Saugrohrwärmeübertragers 6 angeordnet ist. Optional kann weiterhin ein dritter Abschnitt 43 vorgesehen sein, welcher einen weiteren Teil der Überlänge bildet und in Bezug auf die Kältemittelströmung in der Kapillare 4 stromabwärts des Saugrohrwärmeübertragers 6 angeordnet ist, wie dies in 1 rein beispielhaft gezeigt ist. Der zweite Abschnitt 42 der Kapillare 4 kann z.B. in einer oder mehreren Schleifen oder mäandernd in dem Maschinenraum 2 verlegt sein, wie dies in 1 symbolisch dargestellt und in den 2 und 3 schematisch gezeigt ist. Gegebenenfalls kann auch der optionale dritte Abschnitt 43 der Kapillare 4 in einer oder mehreren Schleifen oder mäandernd angeordnet sein.
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Wie in 1 symbolisch durch ein Rechteck angedeutet, ist in dem Maschinenraum 2 eine von der Saugleitung 32 verschiedene oder separate Wärmeleitstruktur 5 mit einer Wärmeleitoberfläche 5a vorgesehen, mit welcher in Kontakt der zweite Abschnitt 42 der Kapillare 4 in dem Maschinenraum 2 verläuft. Das heißt, der zweite Abschnitt 42 der Kapillare 4 ist in wärmeleitenden Kontakt mit der Wärmeleitstruktur 5, welche ihrerseits im Wärmeaustausch mit der Umgebung steht. Dadurch wird der Wärmeaustausch im zweiten Abschnitt 42 der Kapillare 4 mit der Umgebung gefördert, was sich günstig auf die Energieeffizienz des Kältemittelkreislaufs 3 auswirkt. Die Wärmeleitstruktur 5 kann ganz allgemein aus einem Metallmaterial gebildet sein, z.B. aus einem Baustahl, Aluminium, Kupfer oder dergleichen.
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In 2 ist rein beispielhaft und lediglich schematisch dargestellt, dass die Wärmeleitstruktur 5 durch die den Verdichter 33 tragende Halterung 51 ausgebildet ist. Die Halterung 51 kann z.B. eine oder mehrere Tragschienen aufweisen, wobei der zweite Abschnitt 42 der Kapillare 4 in Kontakt mit einer oder mehreren Tragschienen steht. Beispielsweise kann, wie in 2 durch gestrichelte Linien dargestellt, der zweite Abschnitt 42 der Kapillare 4 in Schleifen gewickelt sein, wobei die Schleifen zumindest abschnittsweise an der Halterung 51 anliegen. Vorzugsweise weist die Wärmeleitstruktur 5 somit eine flächige Ausdehnung mit einer Wärmeleitoberfläche 5a auf, mit welcher die Kapillare 4 in flächigem Kontakt steht.
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In 3 ist beispielhaft und schematisch dargestellt, dass die Wärmeleitstruktur 5 ein Wärmeleitblech 52 aufweist. Das Wärmeleitblech 52 kann z.B. einen L-förmigen Querschnitt aufweisen, wie dies in 3 rein beispielhaft gezeigt ist. Der zweite Abschnitt 42 der Kapillare 4, welcher z.B. in Schleifen gewickelt sein kann, wie in 3 durch die gestrichelten Linien symbolisch gezeigt, kann beispielsweise an einem Schenkel des Wärmeleitblechs 52 anliegen. Vorzugsweise weist die Wärmeleitstruktur 5 somit eine flächige Ausdehnung mit einer Wärmeleitoberfläche 5a auf, mit welcher die Kapillare 4 in flächigem Kontakt steht.
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Wie in 3 weiterhin gezeigt ist, kann das Wärmeleitblech 52 der den Verdichter 33 tragenden Halterung 51 verbunden, z.B. mit dieser verschraubt sein. Es sind selbstverständlich auch andere Befestigungslösungen denkbar. Allgemein können Wärmeleitblech 52 und Halterung 51 in thermisch leitendem Kontakt stehen, wodurch die Oberfläche der Wärmeleitstruktur 5 weiter vergrößert wird.
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Der zweite Abschnitt 42 der Kapillare 4 kann beispielsweise mechanisch, insbesondere durch eine Befestigungseinrichtung 7 mit der Wärmeleitstruktur 5 verbunden sein. In den 3 und 4 ist rein beispielhaft gezeigt, dass der zweite Abschnitt 42 der Kapillare 4 durch ein Klebeband 70 als Befestigungseinrichtung 7 an der Wärmeleitstruktur 5 befestigt ist. Beispielswiese kann der zu Schleifen aufgewickelte oder mäandernd verlegte zweite Abschnitt 42 vollständig durch einen Klebebandstreifen 70 abgedeckt sein, wie dies in den 2 und 3 rein beispielhaft dargestellt ist.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kältefach
- 2
- Maschinenraum
- 3
- Kältemittelkreislauf
- 4
- Kapillare
- 5
- Wärmeleitstruktur
- 5a
- Wärmeleitoberfläche / Kontaktoberfläche
- 6
- Saugrohrwärmeübertrager
- 31
- Verdampfer
- 31A
- Eingang des Verdampfers
- 31B
- Ausgang des Verdampfers
- 32
- Saugleitung
- 33
- Verdichter
- 33A
- Sauganschluss / Eingang des Verdichters
- 33B
- Druckanschluss / Ausgang des Verdichters
- 35
- Verflüssiger
- 35A
- Eingang des Verflüssigers
- 35B
- Ausgang des Verflüssigers
- 36
- Vorlaufleitung
- 37
- Trockner
- 37A
- Eingang des Trockners
- 37B
- Ausgang des Trockners
- 41
- erster Abschnitt der Kapillare
- 42
- zweiter Abschnitt der Kapillare
- 43
- dritter Abschnitt der Kapillare
- 51
- Halterung
- 52
- Wärmeleitblech
- 100
- Kältegerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015210112 A1 [0003]
