DE19958437A1 - Kältekreis - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kältekreis mit einem Verdampfer, einem Verdichter, einem Verflüssiger, einem Trockner und einer Drosseleinrichtung, wobei diese Elemente in der genannten Reihenfolge nacheinander in den Kältekreislauf integriert sind. Bei einem derartigen Kältekreis besteht das Problem, daß dieser vor seiner Befüllung mit Kältemittel zu evakuieren ist, wobei lange Evakuierzeiten notwendig sind, um den Restluftgehalt im Kältekreislauf zu minimieren. Um dieses Ziel zu erreichen, kommt auch schon eine beidseitige mit entsprechenden Kosten verbundene Evakuierung zur Anwendung. Zur Vermeidung dieser Nachteile schlägt die Erfindung vor, daß in den Kältekreislauf wenigstens ein Gettermaterial für Luft eingebracht ist. Hieraus resultieren deutlich kürzere Evakuierungszeiten einerseits und zugleich die Bindung der im Öl des Verdichters gelösten Luft andererseits.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältekreis mit wenigstens einem Verdampfer und einem mit seiner Saugseite damit verbundenen Verdichter, welchem an seiner Druckseite in Reihe nacheinander ein Verflüssiger, ein Trockner, eine dem Verdampfer zuflußseitig vorgela­ gerte Drosseleinrichtung in Fließrichtung des vom Verdichters zwangsweise umgewälzten Kältemittels nachgelagert ist.

Kältekreisläufe, beispielsweise von Haushaltskältegeräten, wie Kühl- oder Gefrierschrän­ ken oder dgl., werden vor ihrem Befüllen mit Kältemittel einem Evakuiervorgang unterzo­ gen. Im Rahmen dieses Vorgangs ist man darauf bedacht, einen möglichst geringen Restluftgehalt innerhalb des Kältekreislaufes zu erreichen, um die mit zunehmendem Restluftgehalt sich ergebenden Nachteile, nämlich einem erhöhten Energieverbrauch und einer erhöhten Geräuschemission des Kältegerätes entgegenzuwirken. Gleichzeitig wird jedoch Augenmerk darauf gelegt, daß die Evakuierzeiten für einen Kältekreislauf aus Ko­ stengründen, insbesondere im Rahmen einer Großserienfertigung, nicht zu hoch liegen. Um den genannten Forderungen gerecht zu werden, ist man dazu übergegangen, einen Kältekreislauf sowohl auf seinem Niederdruck- als auch auf seinem Hochdruckabschnitt in fertigungstechnisch aufwendiger Weise zu evakuieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Kältekreislauf gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 eine effiziente Evakuierung unter gleichzeitiger Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in den Kältekreislauf we­ nigstens ein zumindest weitestgehend zum Gettern von Luft geeignetes Gettermaterial eingelagert ist.

Durch die Einlagerung von Gettermaterialien, welche dazu geeignet sind, Luft zu binden, lassen sich auch bei einem ausschließlich auf der Hochdruckseite stattfindenden Evaku­ iervorgang äußerst kurze Evakuierzeiten bei einem sehr geringen Restluftgehalt innerhalb des Kältekreislaufes realisieren. Durch das rasche Evakuieren werden nicht nur deutlich verkürzte Fertigungszeiten für die Kältegeräte erreicht, sondern gleichzeitig, bedingt durch den geringen Restluftgehalt im Kältekreislauf bei gleicher Kälteleistung niedrigere Betriebsdrücke realisiert, wodurch die Energieaufnahme des Kältegerätes nicht unwesentlich reduziert ist. Darüber hinaus hat der geringe Restluftgehalt im Kältekreislauf eine wesentlich verminderte Geräuschemission des Kältekreislaufes und eine deutlich verlängerte Lebensdauer der Kältemaschine durch den Wegfall von bei hohen Rest­ luftanteilen üblicherweise auftretenden Oxidationsvorgängen zur Folge. Außerdem wird durch die Einlagerung eines "Luftgetters" die sich im Öl des Verdichters gelöste Luft ge­ bunden, so daß ein hocheffizienter Betrieb eines Kältekreislaufes ermöglicht wird. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, daß das Gettermaterial außerhalb des Ver­ dampfers und des Verdichters sitzt.

Durch eine derartige Einbringung des Gettermaterials zur Getterung von Luft im Kälte­ kreislauf läßt sich der "Luftgetter" auch bei sogenannten Cold-wall-Verdampfern gezielt nach dem Evakuier- und Befüllprozeß des Kältekreislaufes z. B. durch kurzes Erhitzen aktivieren, wodurch der Wirkungsgrad des Luftgetters deutlich gesteigert ist. Durch eine derartige Einlagerung und Aktivierung des Luftgetters kommt während des Betriebs des Kältegerätes das gesamte Kältemittel mit dem Luftgetter in Kontakt, wobei die Restluft ab- und adsorbiert wird.

Besonders definiert Anbringen zur späteren Aktivierung läßt sich ein zur Getterung von Luft dienendes Gettermaterial in einer Großserienfertigung, wenn nach einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß das Gettermaterial im abflußseitigen Endabschnitt des Verflüssigers eingelagert ist.

Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Er­ findung ist vorgesehen, daß das Gettermaterial zumindest annähernd unmittelbar im An­ schluß an den im Evakuier- und Befüllungsvorgang des Kältekreislaufes aktiviert wird.

Durch eine derartige Maßnahme kann dem Kunden ein im Hinblick auf den Energiever­ brauch und die Geräuschemission optimiertes Kältegerät zur Verfügung gestellt werden, da die nach dem Evakuier- und Befüllvorgang des Kältekreislaufes noch darin verbliebe­ ne Restluft bereits noch in der Fertigung aufgrund von sogenannten Probeläufen oder aber beim Kunden nach sehr kurzer Betriebsdauer chemisch/physikalisch durch das wäh­ rend des Betriebes des Kältegerätes am Gettermaterial vorbeistreichenden Kältemittels eingebunden ist.

Nach einer alternativen Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgese­ hen, daß das Gettermaterial als bei Luftkontakt selbsttätig aktivierbares Gettermaterial ausgebildet ist.

Mit der Anwendung von solchem Gettermaterial erübrigt sich ein Fremdeinfluß auf das Gettermaterial z. B. durch Erhitzen oder dergleichen.

Eine besonders effektive chemisch/physikalische Bindung der Luft am Gettermaterial ist bewirkt, wenn nach einer letzten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß das Gettermaterial aus reinen Metallen wie z. B. Barium, Calcium, Cäsium, Magnesium, Natrium, Titan oder Legierungen dieser reinen Metalle mit Aluminium oder Thalium gebildet ist.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung ver­ einfacht dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen vereinfacht schematisch dargestellten Kältekreislauf mit ei­ nem am ausgangsseitigen Ende des Verflüssigers eingelagerten Gettermaterial.

Die einzige Figur zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung einem beispielsweise zur Anwendung bei einem Haushaltskältegerät wie einem Kühl- oder Gefrierschrank ge­ eigneten Kältekreislauf 10 mit einem einzigen Kältemittelverdichter 11. Diesem ist druck­ seitig, in Fließrichtung des vom Verdichter 11 zwangsweise umgewälzten Kältemittels ein Verflüssiger 12 nachgeschaltet, dessen zur Führung des Kältemittels dienende Rohrlei­ tung an ihrem ausflußseitigen Endabschnitt 13 ein darin eingelagertes, mit einem Passi­ vierungsschicht überzogenes und damit gezielt aktivierbares Gettermaterial 14 z. B. auf der Basis von Barium, Calcium, Cäsium, Magnesium oder einer Legierung dieser Metalle mit Aluminium oder Thalium besitzt. Der Verflüssiger 12 ist mit seinem ausgangsseitigen Ende mit einem Trockner 15 verbunden, welcher mit seinem abflußseitigen Ende an eine Drosseleinrichtung 16 angeschlossen ist, wobei sich die Kältemittelleitung zwischen dem Verflüssiger 13 und dem Trockner 15 bzw. der Kältemittelleitungsabschnitt zwischen letzterem und der Drosseleinrichtung ebenfalls zur Einlagerung des Gettermaterials 14 eignen würde. Die Drosseleinrichtung 16 ist in Fließrichtung des vom Verdichter 11 angetriebenen Kältemittels der Eingangsseite eines Verdampfers 17 vorgelagert, welcher mit seinem abflußseitigen Ende über eine Rohrleitung 18 an die Saugseite des Verdich­ ters 11 angeschlossen ist, wobei die Rohrleitung 18 einen zum Anschluß des Kältekreis­ laufes 10 an eine nicht gezeigte Vakuumpumpe dienenden Evakuieranschluß 19 auf­ weist.

Der Kältekreislauf 10 wird im Anschluß an seine Fertigstellung und Integration in ein nicht dargestelltes Kühlgerät über den Evakuieranschluß 19 mit Hilfe einer nicht gezeigten Va­ kuumpumpe evakuiert und im Anschluß daran mit Kältemittel befüllt, bevor er flüssigkeits- und gasdicht verschlossen wird. Nach dem Befüllungsvorgang wird der am abflußseitigen Endabschnitt 13 des Verflüssigers 12 eingelagerte Luftgetter 14 beispielsweise durch Erhitzen aktiviert, wodurch dieser insbesondere während des Betriebs des Kältegerätes, infolge des vom Kältemittelverdichter 11 zwangsweise umgewälzten Kältemittels mit der gesamten Kältemittelmenge in Kontakt kommt und dabei die noch nach dem Eva­ kuiervorgang im Kältekreislauf 10 befindliche Restluft ad- oder absorbiert. Darüber hinaus bindet der Luftgetter 14 die während der Betriebsdauer aus dem Öl des Verdichters 11 entweichende Luft, so daß diese nach relativ kurzer Betriebsdauer des Kältegerätes che­ misch/physikalisch vom Luftgetter 14 gebunden ist.

Claims (7)

1. Kältekreis mit wenigstens einem Verdampfer und einem mit seiner Saugseite da­ mit verbundenen Verdichter, welchem an seiner Druckseite in Reihe nacheinander ein Verflüssiger, ein Trockner, eine dem Verdampfer zuflußseitig vorgelagerte Drosseleinrichtung in Fließrichtung des vom Verdichter zwangsweise umgewälzten Kältemittels nachgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kältekreis (10) wenigstens ein zumindest weitestgehend zum Gettern von Luft geeignetes Gettermaterial (14) eingelagert ist.

2. Kältekreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gettermaterial (14) außerhalb des Verdampfers (17) und des Verdichters (11) sitzt.

3. Kältekreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getter­ material in der Verbindungsleitung zwischen dem Trockner (15) und der Drossel­ einrichtung (16) oder in der Verbindungsleitung zwischen dem Trockner (15) und dem Verflüssiger (12) eingebracht ist.

4. Kältekreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getter­ material (14) im abflußseitigen Endabschnitt (13) des Verflüssigers (12) eingela­ gert ist.

5. Kältekreis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gettermaterial (14) zumindest annähernd unmittelbar im Anschluß an den Evaku­ ier- und Befüllungsvorgang des Kältekreislaufes (10) aktiviert wird.

6. Kältekreis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gettermaterial (14) als bei Luftkontakt selbsttätig aktivierbares Gettermaterial aus­ gebildet ist.

7. Kältekreis nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gettermaterial (14) aus reinen Metallen wie beispielsweise Barium, Calcium, Cä­ sium, Magnesium, Natrium oder Titan oder einer Legierung dieser Metalle mit Alu­ minium oder Thalium gebildet ist.