DE19509571A1 - Verdampfer, insbesondere für kompressorbetriebene Haushalt-Kältegeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer, insbesondere für verdichterbetriebene Haushalts-Kältegeräte mit wenigstens zwei als Wärmetauschflächen dienenden Verdampferabschnitten, welchen das vom Kompressor geförderte Kältemittel über Ein­ spritzstellen zugeführt ist, und welche zu einer zusammen­ hängenden Blechplatine verbunden sind.

In der DE-OS 38 04 863 ist eine Verdampferplatine gezeigt und beschrieben, welche sich zum Einsatz in einem Kühlgerät mit drei thermisch voneinander getrennten Kühlfächern eig­ net, von denen jedes durch eine Verdampferabschnitt des pla­ tinenartigen Verdampfers gekühlt ist. Jedem der Verdampfer­ abschnitte ist dabei ein zur Druckminderung des von einem Verdichter geförderten Kältemittels dienendes Einspritzrohr zugeordnet, welche in einer Zunge der Verdampferplatine an­ geordnet sind. Die an die Einspritzrohre anschließenden Zu­ führkanäle für das Kältemittel zu den Kältemittel-Kanalan­ ordnungen der einzelnen Verdampferabschnitte sind entlang eines allen drei Verdampferabschnitten gemeinsamen Platinen­ bereichs an die jeweilige Kanalanordnung des Verdampferab­ schnitts herangeführt, wodurch es zu Überlappungen der Käl­ temittel-Zuführkanalabschnitte kommt. Bedingt durch diese Übelappungen der Kältemittel-Zuführkanäle findet trotz der für jeden Verdampferabschnitt vorgesehenen Einspritzstelle eine unerwünschte und nicht unerhebliche Temperaturbeein­ flussung des von dem jeweiligen Verdampferabschnitt gekühl­ ten Kühlfaches statt.

Aufgabe der Erfindung ist es, aufbauend auf diesem Stand der Technik, Maßnahmen vorzuschlagen, aufgrund welcher eine Tem­ peraturbeeinflussung des jeweilig anderen Verdampferab­ schnitts vermieden ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder der Verdampferabschnitte an seiner Wärmetauschfläche mit einer Einspritzstelle für das Kältemittel ausgestattet ist, und daß die Verdampferabschnitte innerhalb der Blech­ platine thermisch voneinander weitestgehend entkoppelt sind.

Durch die dezentrale, jedem Verdampferabschnitt separat zu­ geordnete Einspritzstelle ist eine gezielte Beaufschlagung des mit Kältemittel zu versorgenden Verdampferabschnitts ge­ währleistet, ohne daß über einen der Verdampferabschnitte hinweg führende Kältemittel-Zuführkanäle zum anderen Verdamp­ ferabschnitt die Temperatur dieses Verdampferabschnitts unge­ wollt beeinflussen. Durch eine derartige Ansteuerung der einzelnen Verdampferabschnitte ist demzufolge eine exakt steuerbare Abkühlung eines jeden durch einen solchen Ver­ dampferabschnitt gekühlten Kühlfaches möglich.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegen­ standes der Erfindung ist vorgesehen, daß drei Verdampferab­ schnitte vorgesehen sind, von denen einer eine höhere Kälte­ leistung als die beiden anderen aufweist und jedem der ande­ ren Verdampferabschnitte in Reihenschaltung hochgeschaltet ist.

Durch eine derartige Verdampferanordnung wird der Verdamp­ ferabschnitt höherer Kälteleistung bei Beaufschlagung des Verdampferabschnitts geringerer Kälteleistung stets zusätz­ lich mit flüssigem Kältemittel beaufschlagt und somit mitge­ kühlt, so daß die Kältebedarfszyklen für den Verdampfer hö­ herer Kälteleistung entsprechend vergrößert werden können.

Besonders einfach herzustellen, aber einen hohen Wirkungs­ grad weist eine thermische Entkopplung auf, wenn nach einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die Verdampferabschnitte ther­ misch durch Aussparungen in der Blechplatine zwischen den einzelnen Verdampferabschnitten entkoppelt sind.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegen­ standes der Erfindung ist vorgesehen, daß jeder der Verdamp­ ferabschnitte geringerer Kälteleistung seine Einspritzstelle an der Wärmetauschfläche im Nahbereich seiner vom Verdamp­ ferabschnitt höherer Kälteleistung abgewandten Verdampferab­ schnittsseite aufweist.

Durch eine derartige Lösung ist einerseits der Strömungsweg für das Kältemittel verkürzt und andererseits sind siphonar­ tige Kältemittel-Kanalanordnungen innerhalb des Verdampfer­ abschnitts vermieden, so daß die Geräuschentwicklung vor al­ lem in den Stehzeiten des Kältemittelverdichters deutlich verringert sind.

Eine besonders günstige und zweckmäßige kältetechnische An­ kopplung der beiden Verdampferabschnitte ergibt sich, wenn nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegen­ standes der Erfindung vorgesehen ist, daß der Verdampferab­ schnitt höherer Kälteleistung mit den jeweils anderen Ver­ dampferabschnitten über einen mit Kältemittelkanälen verse­ henen Verbindungssteg kältetechnisch verbunden sind.

Auf besonders einfache Weise ist eine Kältemittelzuführung anschließbar, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfüh­ rungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verdampferabschnitte geringerer Kälteleistung ihre Ein­ spritzstelle im wesentlichen in der Mitte an der vom dem Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung abgewandten Ver­ dampferabschnittsseite aufweisen.

Außerdem ist durch eine derartige Lösung eine für drei un­ terschiedliche Temperaturbereiche geeignete Verdampferplati­ ne erzeugt, welche aufgrund des Ortes für die Einspritzstel­ len kostengünstig herstellbar und zugleich fertigungsfreund­ lich handhabbar ist.

Nach einer letzten bevorzugten Ausführungsform des Gegen­ standes der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Ver­ dampferabschnitte geringerer Kälteleistung zueinander durch einen zwischen ihren benachbarten Abschnittsseiten vorgesehe­ nen Haltesteg fixiert sind.

Durch den Haltesteg zwischen den beiden Verdampferabschnit­ ten ist eine Fixierung und Stabilisierung der beiden Ver­ dampferabschnitte zueinander erreicht, so daß das Handling der Verdampferplatine in den einzelnen Fertigungsabschnitten deutlich verbessert ist.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung am Bei­ spiel eines in der beigefügten Zeichnung vereinfacht darge­ stellten Drei-Temperaturen-Verdampfers erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen platinenartigen Verdampfer in gestreckter Darstellung mit drei innerhalb der Platinenflä­ che angeordneten Verdampferabschnitten.

Ein platinenartigen Verdampfer 10 zum Einsatz in einen nicht dargestellten Mehrtemperaturen-Haushalts-Kältegerät ist aus zwei miteinander durch Preßschweißen verbundenen Aluminium-Blech­ platinen gebildet, zwischen welchen die Kältemittel-Ka­ nalanordnung des Verdampfers 10 eingebracht ist. Der Ver­ dampfer 10 weist drei hinsichtlich ihres Flächenanteils ver­ schieden grobe Verdampferabschnitte auf, von denen der mit dem größten Flächenanteil ausgestattete Verdampferabschnitt 11 als Gefrierfachverdampfer ausgebildet ist. Dieser weist einen Bodenbereich 12, einen Rückwandbereich 13 und einen Deckenbereich 14 auf, welche als Wärmetauschflächen dienen und welche zu diesem Zweck mit einem von Kältemittel durch­ strömten Kältemittelkanal 15 versehen sind. Das zur Durch­ strömung des Kältemittelkanals 15 dienende Kältemittel wird dabei im Deckenbereich 14 anhand einer durch Verprägen eines Drosselrohrs ausgebildeten Einspritzstelle 16 dem Kältemit­ telkanal 15 des Verdampferabschnitts 11 zugeführt.

Dem Verdampferabschnitt 11 ist strömungstechnisch ein Ver­ dampferabschnitt 17 vorgeschaltet, welcher zur Kühlung eines Null-Grad-Faches dient und welcher über einen Verbindungs­ steg 18 mit ersterem mechanisch verbunden ist. Zur mechani­ schen Anbindung dient etwa nur ein Drittel der Länge des Verbindungssteges 18, während der verbleibende Längenab­ schnitt vom Verdampferabschnitt 11 freigespart ist, so daß der Verdampferabschnitt 11, welcher infolge seiner [-förmi­ gen Einbauformgebung mit seiner am Bodenbereich 12 senkrecht zur Ebene des Verdampferabschnitts 17 angeordnet ist, wei­ testgehend thermisch von diesem entkoppelt ist. Für den Fall, daß der Verdampferabschnitt 11 nicht wie im vorliegen­ den Ausführungsbeispiel einer [-förmigen Formgebung unter­ worfen ist, sondern als ebene Platine ausgebildet ist, dient zur thermischen Entkopplung zwischen den benachbarten Sei­ tenkanten der Verdampferabschnitte 11 und 17 eine Aussparung 19, welche sich im wesentlichen über die gesamte Breite der zueinander benachbart liegenden Verdampferabschnittsseiten der Verdampferabschnitte 11 u. 17 erstreckt. Gegenüber den unmittelbar benachbarten Verdampfer-Abschnittsseiten ist der Verdampferabschnitt 17 auf seiner in Einbaulage unten be­ findlichen Querseite in etwa mittig zu deren Breite mit ei­ ner Anschlußstelle versehen. In diese ist zur Einbringung ein als Einspritzrohr dienendes, nicht dargestellten Dros­ selrohres einbringbar, welches in der Anschlußstelle anhand einer Lötverbindung und druckdicht festgesetzt ist und wel­ ches eine Einspritzstelle 20 erzeugt. An die Einspritzstelle 20 ist ein in Windungen verlaufender Kältemittelkanal 21 an­ geschlossen, welcher sich mit seinen Windungen bis in den Nahbereich der seitlichen Ränder des Verdampferabschnitts 17 erstreckt und welcher entlang des Verbindungssteges 18 bis hin zu dessen mechanischen Anbindungsstelle an dem Verdamp­ ferabschnitt 11 als Doppelkanal ausgeführt ist. Von dort ist er einzügig über den Rückwandbereich 13 bis in den Deckenbe­ reich 14 geführt, wo er an einer in Strömungsrichtung des Kältemittels nach der Einspritzstelle 16 liegenden Einbin­ dungsstelle im Rückwandbereich 13 mit der Kältemittel-Kanal­ anordnung des Verdampferabschnitts 11 verbunden ist.

Dem Verdampferabschnitt 11 ist kältetechnisch ein weiterer, zur Kälteerzeugung in einem Kühlfach dienender Verdampferab­ schnitt 22 vorgeschaltet, welcher über einen Verbindungssteg 23 mechanisch mit dem Verdampferabschnitt 11 mechanisch ver­ bunden ist. Der Verbindungssteg 23 ist an der dem Verbin­ dungssteg 18 gegenüberliegenden Längsseite der Verdampfer­ platine 10 vorgesehen und verläuft entlang des Bodenbereichs 12 und des Verdampferabschnitts 17, wobei der Verbindungs­ steg 23 an beiden zur Vermeidung von Wärmebrücken durch im Abstand voneinander angeordneten schmalen Haltezungen fi­ xiert ist. Der Verbindungssteg 23 ist mit einem als Doppel­ kanal ausgeführten Kältemittelkanal 25 versehen, welcher im Anbindungsbereich des Verbindungssteges 23 an den Verdamp­ ferabschnitt 11 wieder zu einem einzügigen Kältemittelkanal zusammengeführt ist und über den Bodenbereich 12, dem Rück­ wandbereich 13 und dem Deckenbereich 14, der nach der Ein­ spritzstelle 16 liegenden Einbindungsstelle im Rückwandbe­ reich 13 zugeführt ist. Ebenso wie im Bereich der Anbin­ dungsstelle des Verbindungssteges 23 an den Verdampferab­ schnitt 11 ist der als Doppelkanal ausgeführte Kältemittel­ kanal 25 im Bereich seines Übergangs zum Verdampferabschnitt 22 wieder zu einem einzügigen Kanal zusammengeführt. Dieser ist in Windungen verlaufend, über die Höhe des Verdampferab­ schnitts 22 angeordnet und an dessen vom Verdampferabschnitt 17 abgewandten, in Einbaulage des Verdampfers 10 untenlie­ genden Querseite mit einer Anschlußstelle verbunden. Diese dient zur Aufnahme eines nicht dargestellten Einspritzroh­ res, welches in der Anschlußstelle durch eine Lötverbindung druckdicht am Verdampferabschnitt 22 zur Ausbildung einer Einspritzstelle 26 festgesetzt ist. Zwischen dem Verdampfer­ abschnitt 22 und dem Verdampferabschnitt 17 ist ein zu deren thermischen Entkopplung dienende Aussparung 27 vorgesehen, welche sich zwischen dem Verbindungssteg 23 und einem Halte­ steg 28 erstreckt. Dieser ist sowohl an dem Verdampferab­ schnitt 17 als auch an den Verdampferabschnitt 22 angebunden und dient zur Fixierung und Stabilisierung des Verdampferab­ schnitts 22 während des Fertigungsablaufes des Verdampfers 10, wobei er nach der Fixierung des Verdampfers 10 an einem Kältegerät durchtrennt ist, um die Wärmeleitung zwischen den Verdampferabschnitten 17 und 22 weitestgehend zu unterbinden und somit die thermische Entkopplung zwischen diesen beiden Verdampferabschnitten 17 und 22 zu verbessern.

Jeder der Verdampferabschnitte 11, 17 und 22 ist gezielt über elektrisch ansteuerbare, nicht gezeigte Magnetventile mit flüssigem Kältemittel beaufschlagbar, wobei die Magnet­ ventile in Abhängigkeit einer Kälteanforderung aus den Käl­ tefächern des Kältegerätes gesteuert sind.

Das den Verdampferabschnitten 11, 17 und 22 über die diesen zugeordneten Einspritzstellen 16, 20 und 26 zugeführte flüs­ sige Kältemittel wird nach seinem Verdampfen in gasförmigen Zustand über eine einzige, im Deckenbereich 14 des Gefrier­ fachverdampfers 11 angeordneten Saugstelle 29 von einem Käl­ temittelverdichter abgesaugt.

Claims (7)

1. Verdampfer, insbesondere für verdichterbetriebene Haus­ halts-Kältegeräte, mit wenigstens zwei als Wärmetausch­ flächen dienenden Verdampferabschnitten, welchen das von einem Kompressor geförderte Kältemittel über Einspritz­ stellen zugeführt ist und welche zu einer zusammenhän­ genden Blechplatine verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Verdampfer­ abschnitte (11, 17, 22) an seiner Wärmetauschfläche mit einer Einspritzstelle (16, 20, 26) für das Kältemittel ausgestattet ist, und daß die Verdampferabschnitte (11, 17, 22) innerhalb der Blechplatine thermisch voneinander weitestgehend entkoppelt sind.

2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Verdampferabschnitte (11, 17, 22) vorgesehen sind, von denen einer eine höhere Kälteleistung als die beiden anderen aufweist und jedem der anderen Verdampferab­ schnitte (17, 22) in Reihenschaltung nachgeschaltet ist.

3. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferabschnitte (11, 17, 22) thermisch durch Aussparungen (19, 27) in der Blech­ platine zwischen den einzelnen Verdampferabschnitten (11, 17, 22) entkoppelt sind.

4. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder der Verdampferabschnitte (17, 22) geringerer Kälteleistung seine Einspritzstelle an der Wärmetauschfläche (20, 26) im Nahbereich seiner vom Verdampferabschnitt (11) höherer Kälteleistung abgewand­ ten Verdampferabschnittsseite aufweist.

5. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verdampferabschnitt (11) höherer Kälteleistung mit den jeweils anderen Verdampferab­ schnitten (17, 22) über einen mit Kältemittelkanälen (15, 25) versehenen Verbindungssteg (18, 23) kältetech­ nisch verbunden sind.

6. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verdampferabschnitte (17, 22) ge­ ringerer Kälteleistung ihre Einspritzstelle (20, 26) im wesentlichen in der Mitte an der vom Verdampferabschnitt (11) höherer Kälteleistung abgewandten Verdampferab­ schnittsseite aufweisen.

7. Verdampfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verdampferabschnitte (17, 22) geringerer Käl­ teleistung zueinander durch einen zwischen ihren benach­ barten Abschnittsseiten vorgesehenen Haltesteg (28) fi­ xiert sind.