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Die Erfindung betrifft einen Defroster für einen
Kühlschrank, genauer gesagt einen Defroster für den Verdampfer
eines Kühlschranks, um an diesem erzeugtes Eis zu entfernen.
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Kaltluft, die in einem Kühlschrank umgewälzt wird und für
Kühl- und Gefrierwirkung sorgt, wird durch Wärmeaustausch
mit einem Kühlmittel in einem Wärmeaustauschzyklus eines
Verdampfers des Kühlschranks erzeugt. Feuchtigkeit, die
während des Umwälzens der Kaltluft im Kühlschrank in dieser
absorbiert wurde, haftet an einer Oberfläche des Verdampfers,
die sich auf relativ niedriger Temperatur befindet, an, um
dort Eis zu bilden. Wenn das Eis wächst und eine bestimmte
Dicke überschreitet, stört es die Strömung der am Verdampfer
vorbeistreichenden Kaltluft. Dies führt zu schwerwiegender
Behinderung des Wärmeaustauschwirkungsgrads des Verdampfers.
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Um das Problem zu lösen, wird ein Enteisungsprozess mit
vorbestimmtem Zeitintervall ausgeführt. Im Allgemeinen wird ein
derartiger Enteisungsprozess dadurch ausgeführt, dass ein am
Verdampfer installierter Heizer betrieben wird.
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Wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, verfügt ein üblicher
Verdampfer 1 über ein Kühlmittelrohr 2, das
schlangenlinienförmig in vertikaler Richtung angeordnet ist und durch das
ein Kühlmittel auf niedriger Temperatur und niedrigem Druck
strömt. Ein Heizer 4 ist ebenfalls schlangenlinienförmig in
vertikaler Richtung auf dieselbe Weise wie das
Kühlmittelrohr 2 angeordnet. Das Kühlmittelrohr und der Heizer 4
werden durch Halteplatten 5 gehalten, die am rechten und linken
Ende des Verdampfers 1 vorhanden sind. Am Kühlmittelrohr 2
sind auch mehrere Wärmeabstrahlrippen 6 zwischen den
Halteplatten 5 angebracht, um den Wärmeaustausch im
Kühlmittelrohr zu erleichtern.
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Die Fig. 2 zeigt den inneren Aufbau des Heizers. Dabei legt
ein Heizerrohr 7 aus Aluminium das äußere Aussehen des
Heizers 4 fest. Im Heizerrohr 7 ist ein Heizdraht 8 mit
vorbestimmtem Intervall aufgewickelt. Der Heizdraht 8 strahlt
Wärme ab, wenn er mit elektrischer Energie versorgt wird,
und er ist auf den Außenumfang eines Kerns 9 aufgewickelt
und durch einen Isoliermantel 10 bedeckt. D. h., dass der
Heizer 4 auf solche Weise aufgebaut ist, dass der auf den
Kern 9 aufgewickelte und mit dem Isoliermantel 10 bedeckte
Heizdraht 8 innerhalb des Heizerrohrs 7 angeordnet ist.
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An beiden Enden des Heizerrohrs 7 des Heizers 4 sind
Klemmanschlüsse 11 vorhanden, und der Heizdraht 8 ist mit
Zuleitungen 12 an den Außenseiten der Klemmanschlüsse 11
verbunden, wodurch er mit externer elektrischer Energie versorgt
wird.
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Jedoch besteht bei diesem Stand der Technik das folgende
Problem.
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Beim herkömmlichen Heizer 4 ist der Heizdraht 8 insgesamt
mit gleichmäßigem Intervall aufgewickelt. Daher wird, wenn
er Wärme abstrahlt, von allen Bereichen des Heizerrohrs 7
beinahe dieselbe Wärmemenge abgestrahlt.
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Jedoch wird nicht immer Eis mit gleichmäßiger Dicke erzeugt,
und es wächst nicht gleichmäßig in allen Bereichen des
Verdampfers 1. Zum Beispiel ist es ersichtlich, dass eine große
Luftmenge mit einem solchen Teil des Verdampfers in Kontakt
gelangt, in dem die Luft, die durch den Kühlschrank
umgewälzt wurde, durch einen Rücklaufkanal eingeleitet wird, und
so wird in diesem Teil des Verdampfers eine große Eismenge
erzeugt. Dagegen wird in den äußeren Teilen der Halteplatte
5 eine kleine Eismenge erzeugt.
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Wenn mittels des Heizers 4 eine gleichmäßige Wärmemenge
abgestrahlt wird, obwohl sich verschiedene Eismengen in
verschiedenen Teilen des Verdampfers 1 bilden, führt dies zu
einem Problem. Dort, wo nämlich viel Eis erzeugt wurde, kann
dieses nicht effizient abgetaut werden, und gleichzeitig
wird Wärme von einem eisfreien Abschnitt in das Innere des
Kühlschranks geleitet, so dass es wahrscheinlich ist, dass
die Temperatur im Inneren desselben ansteigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Entfroster
für den Verdampfer eines Kühlschranks zu schaffen, der auf
effiziente Weise einen Enteisungsprozess unter optimaler
Nutzung zugeführter elektrischer Energie ausführt.
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Diese Aufgabe ist durch den Defroster gemäß dem beigefügten
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Durch den erfindungsgemäßen Defroster wird nicht nur die
zugeführte elektrische Leistung optimal dazu genutzt, einen
Abtauvorgang auszuführen, sondern es wird auch verhindert,
dass Wärme in das Innere eines Kühlschranks geführt wird.
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Die obigen sowie andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
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Fig. 1 ist eine teilgeschnittene Vorderansicht, die den
wesentlichen Aufbau eines herkömmlichen Verdampfers zeigt;
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Fig. 2 ist eine teilgeschnittene Ansicht, die den Aufbau
eines herkömmlichen Defrosterheizers zeigt;
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Fig. 3 ist eine teilgeschnittene Vorderansicht, die eine
bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Defrosters
für den Verdampfer eines Kühlschranks zeigt; und
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Fig. 4 ist eine teilgeschnittene Ansicht, die den Aufbau
eines Defrosterheizers gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in den Fig. 3
und 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform im Einzelnen
beschrieben.
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Wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, verfügt ein
Verdampfer 30 über ein Kühlmittelrohr 32, das
schlangenlinienförmig so gebogen ist, dass es sich in der Querrichtung
erstreckt und ein vorbestimmtes vertikales Intervall einhält.
Im Kühlmittelrohr 32 strömt ein flüssiges Kühlmittel, das
mit Luft, die im Kühlschrank umgewälzt wurde, einen
Wärmeaustausch ausführt und dabei verdampft. Dabei verläuft die
Strömungsrichtung der Luft rechtwinklig zur
Erstreckungsrichtung des Kühlmittelrohrs 32.
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Entlang dem Kühlmittelrohr 32 ist ein Defrosterheizer 34
vorhanden. Der Defrosterheizer 34 ist entlang dem
Kühlmittelrohr 32 nahe bei diesem installiert, und er liefert Wärme
zum Abtauen von Eis, das sich an der Außenseite des
Kühlmittelrohrs 32 gebildet hat. An den beiden Enden des
Verdampfers 30 sind Halteplatten 36 zum Halten des Kühlmittelrohrs
32 und des Defrosterheizers 34 vorhanden. Der Wärmeaustausch
erfolgt im Wesentlichen in denjenigen Teilen des
Kühlmittelrohrs 32, die zwischen den Halteplatten 36 an den beiden
Enden des Verdampfers vorhanden sind.
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An der Außenfläche des Kühlmittelrohrs 32 sind
Wärmeabstrahlrippen 38 ausgebildet. Dabei ist eine Anzahl von
Wärmeabstrahlrippen 38 mit vorbestimmtem Intervall in der
Strömungsrichtung der am Verdampfer 30 vorbei streichenden Luft
angeordnet. So strömt die am Verdampfer 30 vorbei
streichende Luft zwischen den Wärmeabstrahlrippen 38 hindurch, wobei
sie einem Wärmeaustausch unterzogen wird.
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Als Nächstes wird der Aufbau des Defrosterheizers 34
erläutert. Ein Heizerrohr 40 bildet das äußere Aussehen des
Defrosterheizers 34. Das Heizerrohr 40 besteht aus Metall mit
hoher Wärmeleitfähigkeit, wie aus Aluminium. Das Heizerrohr
40 ist an einer Position nahe am Kühlmittelrohr 32
installiert, und es ist auf dieselbe Weise wie dieses mehrmals
schlangenlinienförmig gebogen. Das Heizerrohr 40 wird
ebenfalls durch die Halteplatten 36 gehalten.
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Innerhalb des Heizerrohrs 40 ist ein Kern 42 vorhanden, auf
dessen Außenumfang ein Heizdraht 44 aufgewickelt ist. Die
Ganghöhe des aufgewickelten Heizdrahts 44 differiert
abhängig von verschiedenen Positionen im Verdampfer 30.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Bereich mit
relativ kleiner Ganghöhe des Heizdrahts 44 als erster
Wärmeabstrahlbereich a bezeichnet, Bereiche mit relativ weniger
kleiner Ganghöhe werden als zweite Wärmeabstrahlbereiche b
bezeichnet, und Bereiche, von denen keine Wärme abgestrahlt
wird, werden als Nicht-Heizbereiche c bezeichnet.
Selbstverständlich kann ein Bereich vorhanden sein, in dem der
Heizdraht 44 mit anderer Ganghöhe als derjenigen im ersten und
zweiten Wärmeabstrahlbereich a und b aufgewickelt ist.
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Auf diese Weise können die Heizkalorien in den jeweiligen
Bereichen dadurch voneinander verschieden eingestellt
werden, dass die Ganghöhen des Heizdrahts 44 in den jeweiligen
Bereichen voneinander verschieden gemacht werden. Dieser
Aufbau soll für ausreichende Wärmestrahlung in solchen
Abschnitten des Verdampfers 30 sorgen, in denen sich viel Eis
bildet, und es soll dort eine relativ kleine Wärmemenge
erzeugt werden, wo sich wenig Eis am Verdampfer bildet.
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Indessen ist ein Isoliermantel 46 vorhanden, um den auf den
Kern 42 aufgewickelten Heizdraht 44 abzudecken. Der
Isoliermantel 46 dient zum Isolieren des Heizdrahts 44 und des
Heizerrohrs 40 gegeneinander. In Abschnitten, die den beiden
Enden des Defrosterheizers 34 entsprechen, sind
Klemmanschlüsse 48 mit dem Heizdraht 44 verbunden, die innerhalb
des Heizerrohrs 40 angeordnet sind, und mit diesen sind
Zuleitungen 49 verbunden, die aus dem Heizerrohr 40 heraus
reichen. Die Zuleitungen 49 dienen dazu, dem Heizdraht 44
elektrische Energie zuzuführen.
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Jeder der Nicht-Heizbereiche c besteht aus einem Leiter 50
aus einem Metall mit hervorragender Leitfähigkeit, der
parallel zum Außenabschnitt des Heizdrahts 44 mit konstantem
Widerstand angeschlossen und auf den Kern 42 gewickelt ist.
Falls erforderlich, können Nicht-Heizbereiche z. B. an
beiden Enden des Defrosterheizers 34 und in Abschnitten
ausgebildet sein, die den Außenseiten der Halteplatten 36
entsprechen.
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Nachfolgend werden die Ganghöhen des den jeweiligen
Bereichen des Verdampfers 30 aufgewickelten Heizdrahts 44 unter
Bezugnahme auf die Fig. 3 erörtert. Bei der vorliegenden
Ausführungsform streicht Luft nach oben am Verdampfer 30
vorbei, wie es durch Pfeile in der Fig. 3 gekennzeichnet
ist. Hierbei wird Luft, die in einer Gefrierkammer des
Kühlschranks umgewälzt wurde, zu den beiden unteren Seitenenden
des Verdampfers geleitet, wohingegen Luft, die in einer
Kühlkammer des Kühlschranks umgewälzt wurde, zum unteren
mittleren Teil des Verdampfers 30 geleitet wird. Auf diese
Weise verlässt die vom unteren Teil des Verdampfers
eingeleitete Luft den oberen Teil desselben. Dabei wird die Luft
durch den Wärmeaustausch gekühlt, während sie durch den
Verdampfer 30 läuft.
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Wenn ein derartiger Luftstrom durch den Verdampfer 30
erzeugt wird, werden die Ganghöhen des Heizdrahts 44 so
eingestellt, dass die Ganghöhe im unteren Teil des Verdampfers 30
kleiner als im oberen Teil ist. Dies, weil der
Wärmeaustausch mit der Luft, die im Kühlschrank umgewälzt wurde, als
Erstes im unteren Teil des Verdampfers 30 erfolgt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird im zentralen Teil
des Verdampfers 30 eher als an seinen beiden Enden eine
große Eismenge erzeugt, da die Luft, die in der Kühlkammer
umgewälzt wurde und in das Innere des Verdampfers 30 geleitet
wird (massive Pfeile in der Fig. 3) eine ziemlich große
Feuchtigkeitsmenge gegenüber derjenigen Luft transportiert,
die in der Gefrierkammer umgewälzt wurde und zum Verdampfer
30 geleitet wird (gestrichelte Pfeile in der Fig. 3). Daher
ist die Ganghöhe des Heizdrahts 44 im zentralen Teil des
Verdampfers relativ kleiner als die Ganghöhen an den beiden
Seitenenden desselben, d. h. an den beiden Seitenenden des
durch den Verdampfer 30 fließenden Luftflusses.
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Es ist ersichtlich, dass dann, wenn die
Einleitungsrichtungen der Luftströme, die in der Gefrier- und der Kühlkammer
umgewälzt wurden, zum Verdampfer 30 hin anders als bei der
vorliegenden Ausführungsform sind, die Ganghöhen des
Heizdrahts 44 entsprechend den in jeweiligen Teilen des
Verdampfers 30 erzeugten Eismengen zu wählen sind. Dort wo sich
mehr Eis bildet, ist eine kleinere Ganghöhe zu wählen.
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Alternativ kann als Defrosterheizer 32 ein solcher verwendet
werden, bei dem das Heizerrohr aus Glas besteht, oder es
kann auch ein Mantelheizer verwendet werden. In diesem Fall
müssen die Heizkalorien in den jeweiligen Bereichen des
Defrosterheizers 32 entsprechend dem am Verdampfer vorbei
streichenden Luftfluss verschieden eingestellt werden.
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Nachfolgend wird ein gemäß der Erfindung ausgeführter
Abtauprozess beschrieben.
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Der Kühlschrank führt einen Abtauvorgang zum Beseitigen von
Eis aus, nachdem Wärmeaustauschzyklen für eine vorbestimmte
Zeitperiode ausgeführt wurden. Das Eis, das sich am
Verdampfer 30 ausgebildet hat, wird durch den Abtauvorgang
beseitigt, um den Wärmeaustausch im Verdampfer 30 wieder zu
erleichtern. Zu diesem Zweck wird der Defrosterheizer 32
betrieben, so dass er Wärme zum Schmelzen des Eises und zum
Beseitigen desselben erzeugt.
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Nun werden die in der Fig. 3 dargestellten Ganghöhen des
Heizdrahts 44 im Defrosterheizer 34 erörtert. Es ist
erkennbar, dass die Ganghöhen vom oberen zum unteren Teil des
Verdampfers 30 und von den beiden Seitenenden zum zentralen
Teil desselben hin kleiner werden. Die Ganghöhe des
Heizdrahts 44 ist also dort klein, wo sich wegen der durch den
Verdampfer 30 strömenden Luft viel Eis bildet.
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Genauer gesagt, wird die Luft, die im Kühlschrank umgewälzt
wurde, dem unteren Teil des Verdampfers 30 zugeführt, und
sie gelangt zunächst mit den Wärmeabstrahlrippen 38 oder dem
Kühlmittelrohr 32 am unteren Ende des Verdampfers 30 in
Kontakt, um dort Wärme auszutauschen. So ist die Eismenge immer
am unteren Ende A des Verdampfers 30 maximal. Ferner wird
das Eis am unteren Ende A des Verdampfers als Erstes im
zentralen Abschnitt erzeugt. Wenn das Eis mit solchem Ausmaß
gewachsen ist, dass der zentrale Teil blockiert wird, dehnt
es sich allmählich nach außen aus, und schließlich wächst es
zu den beiden Seitenenden des Verdampfers 30 hin.
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Jedoch ist im Bereich des Defrosterheizers 32, der dem
unteren Ende A des Verdampfers entspricht, die Ganghöhe des
Heizdrahts 44 relativ klein eingestellt, wie im in der Fig.
4 dargestellten ersten Wärmeabstrahlbereich a, so dass
während des Abtauprozesses ausreichend viel Wärme abgestrahlt
werden kann.
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Das obere Ende B des Verdampfers 30 ist ein Bereich, in dem
sich relativ wenig Eis bildet. Daher ist in einem Bereich
des Defrosterheizers 34, der dem oberen Ende entspricht, die
Ganghöhe des Heizdrahts 44 relativ groß eingestellt, wie es
in den zweiten Wärmeabstrahlbereichen b der Fig. 4
dargestellt ist. Demgemäß kann eine Wärmestrahlung erzielt
werden, die für die Menge des erzeugten Eises geeignet ist.
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Die Luft, die in der Kühlkammer umgewälzt wurde,
transportiert eine relativ große Feuchtigkeitsmenge gegenüber
derjenigen, die in der Gefrierkammer umgewälzt wurde. Ferner
streicht die Kaltluft, die in der Gefrierkammer umgewälzt
wurde, an den unteren Seitenenden des Verdampfers 30 vorbei,
wie es durch die gestrichelten Pfeile in der Fig. 3
dargestellt ist, wohingegen die Kaltluft, die in der Kühlkammer
umgewälzt wurde, durch den unteren zentralen Teil des
Verdampfers 30 streicht, wie es durch die durchgezogenen Pfeile
in der Fig. 3 dargestellt ist.
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Daher ist die Ganghöhe des Heizdrahts 44 in demjenigen Teil
des Defrosterheizers 34, der den Seitenenden des Verdampfers
30 entspricht, relativ groß eingestellt, und sie ist in
demjenigen Teil des Defrosterheizers, der dem zentralen Teil
des Verdampfers 30 entspricht, relativ klein eingestellt, so
dass der Abtauprozess geeignet ausgeführt werden kann.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist es ersichtlich, dass
Eis, das sich am Verdampfer gebildet hat, durch die
Erfindung sehr effektiv abgetaut werden kann. Genauer gesagt,
werden die Wärmekalorien in demjenigen Teil des Verdampfers,
in dem sich viel Eis bildet, relativ groß gemacht, während
sie dort klein gemacht werden, wo sich wenig Eis bildet.
Demgemäß kann das Eis unter effizienter Wärmeausnutzung
beseitigt werden, so dass Energie eingespart werden kann und
verhindert werden kann, dass Wärme in den Kühlschrank
gelangt.