DE20111475U1 - Kühlvorrichtung - Google Patents
KühlvorrichtungInfo
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Description
European Patent Attorneys - European Trademark Attorneys
Innere Wiener Strasse 17 D-81667 München
Anwaltsakte: 53.564
Ho/kv 11.07.2001
Truma Gerätetechnik GmbH & Co.
Wernher-von-Braun-StraJ5e 12
85640 Putzbrunn bei München
• · · m
MÜLLER & HOFFMANN :
Truma Gerätetechnik GmbH & Co.
Akte: 53.564
-2-11.07.2001
Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1 eine Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Raumes.
Eine derartige Kühlvorrichtung bzw. Klimaanlage eignet sich insbesondere auch zum Kühlen von Innenräumen von Caravans, Booten oder anderen Kleinräumen. Das ihr zugrundeliegende Prinzip der Kälteerzeugung mittels eines Kühlkreislaufs ist seit langem bekannt.
Fig. 3 zeigt das Funktionsschema eines bekannten Kühlkreislaufs bzw. Kälteprozesses, wie er bei zahlreichen Klimaanlagen Anwendung findet.
Ein Kompressor 1 verdichtet ein gasförmiges Kältemittel und transportiert es über eine Kältemittelleitung 2 zu einem Verflüssiger (Kondensator) 3. Der als Wärmetauscher dienende Verflüssiger 3 wird durch Umgebungsluft gekühlt, die mittels eines Verflüssiger-Gebläses 4 über einen Umgebungslufteinlass 5 angesaugt und über einen Umgebungsluftauslass 6 ausgeblasen wird. Dadurch verflüssigt sich das zunächst gasförmige und unter einem hohen Druck stehende Kältemittel. Das flüssige und immer noch unter hohem Druck stehende Kältemittel wird über eine Kältemittelleitung 7 zu einer Expansionseinrichtung, z. B. einer Drossel 8 geführt, wo sich das Kältemittel entspannen kann.
Durch die Entspannung geht das Kältemittel in die gasförmige Phase über und entzieht dabei der Umgebung Wärme. Dieser Wärmeentzug wirkt über einen als Wärmetauscher dienenden Verdampfer 9 auf die Raumluft des zu kühlenden Raums, welche mittels eines Verdampfer-Gebläses 10 durch einen Raumlufteinlass 11 angesaugt, durch den Verdampfer 9 geführt und über einen oder mehrere Raumluftauslässe 12 wieder zurück in den zu kühlenden Raum als Kaltluft geblasen wird. Die Raumluft kann dabei vor dem Verdampfer 9 durch ein Filter 13 gereinigt werden.
Durch die Aufnahme der Wärme der zu kühlenden Raumluft wird das gasförmige Kältemittel erwärmt und über eine Kältemittelleitung 14 zurück zum Kompressor 1 gefördert. Dort wird das gasförmige Kältemittel erneut komprimiert und der Kühlkreislauf in der oben beschriebenen Weise fortgeführt.
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Truma Gerätetechnik GmbH & Co.
Akte: 53.564
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Üblicherweise werden der Verflüssiger 3 und das Verflüssiger-Gebläse 4 außerhalb des zu kühlenden Raumes, nämlich insbesondere in der Umgebung angeordnet, um die Wärmeabgabe an die Umgebung zu vereinfachen. Der Verdampfer 9 mit dem Verdampfer-Gebläse 10 ist sinnvollerweise in dem zu kühlenden
5 Raum vorgesehen.
Für Caravans ist eine Anordnung bekannt, bei der sich die komplette Kühlvorrichtung, zumindest aber der Verflüssiger und das Verflüssiger-Gebläse auf dem Dach des Caravans befinden. Dort ist zwar eine Wärmeübertragung an die Umgebung leicht möglich. Jedoch wird das Dach des Caravans durch das nicht unerhebliche Gewicht der Anlage stark belastet. Zudem hebt die Anordnung den Gesamtschwerpunkt des Caravans an, was sich negativ auf die Fahrstabilität auswirkt. Außerdem beeinträchtigt die Anordnung des Verflüssigers auf dem Dach die Aerodynamik, was sich u. a. in einem erhöhten Kraftstoffverbrauch beim Fahren des Caravans auswirkt. Zudem ist die Anlage - wenn einmal installiert - mit vertretbarem Aufwand nicht mehr abzubauen, so dass die Kühlvorrichtung auch im Winter mitgeführt werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung anzugeben, bei der die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten. Zudem sollte die Kühlvorrichtung derart einfach zu montieren sein, dass sie bei geplanter längerer Nichtbenutzung - insbesondere im Winter - vom Bediener selbst leicht ausgebaut werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen von Schutzanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Komponenten des Kühlkreislaufs auf einem gemeinsamen Träger derart hintereinander angeordnet sind, dass - bezogen auf eine Hauptrichtung des Trägers - der Verflüssiger vor dem Verflüssiger-Gebläse, das Verflüssiger-Gebläse vor dem Verdampfer-Gebläse und das Verdampfer-Gebläse vor dem Verdampfer angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht einen äu-Jßerst kompakten Aufbau der Kühlvorrichtung, so dass es möglich wird, auch bei relativ kleinen zu kühlenden Innenräumen, wie z. B. in einem Wohnwagen, die Kühlvorrichtung vollständig im Inneren des Raums anzuordnen. Dadurch müs-
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sen an der Außenseite des Caravans keine zusätzlichen Bauelemente angeordnet werden, was sich u. a. positiv auf die Aerodynamik und damit den Energieverbrauch während der Fahrt auswirkt.
Die Anordnung der Komponenten auf einem gemeinsamen Träger ermöglicht es weiterhin, dass die Kühlvorrichtung als Ganzes mittels des Trägers in dem Caravan montiert und demontiert werden kann. Somit ist ein Ausbau durch den Bediener selbst leicht möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kompressor vor dem Verflüssiger stehend angeordnet ist. Dadurch lässt sich der kompakte Aufbau besonders gut realisieren.
Bei einer Weiterentwicklung der Erfindung ist ein Einlass für die die Wärme abführende Umgebungsluft - bezogen auf die Hauptrichtung - vor dem Verflüssiger im Boden des Trägers vorgesehen, während ein Auslass für die Umgebungsluft nach Durchströmen des Verflüssigers - unterhalb des Verflüssiger-Gebläses ebenfalls im Boden des Trägers vorgesehen ist. Das bedeutet, dass die Umgebungsluft über den Boden des Trägers zu- und abgeführt wird. Da die Kühlvorrichtung vorteilhafterweise im Bodenbereich des Caravans eingebaut wird, kann die Umgebungsluft direkt über die Bodenöffnungen des Caravans zu- bzw. abgeführt werden. Dadurch wird die äußere Anmutung des Caravans nicht durch irgendwelche Luftöffnungen beeinträchtigt. Insbesondere besteht nicht die Gefahr, dass die abgeführte Wärme übermäßig stark ein Vorzelt des Caravans oder einen auf dem Campingplatz in unmittelbarer Nachbarschaft mit geöffnetem Fenster stehenden Caravan erwärmt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind das Verflüssiger-Gebläse und das Verdampfer-Gebläse als eine Einheit aus der Kühlvorrichtung entfernbar, ohne dass der Kühlkreislauf geöffnet werden muss. Dies erleichtert insbesondere Wartungsarbeiten, da z. B. ein Austausch der Gebläse möglich ist, ohne dass das Kältemittel entfernt und zum Abschluss der Wartungsarbeiten wieder eingefüllt werden muss. Somit können die Gebläse auch sehr leicht entfernt werden, wenn Lötarbeiten an den Kältemittelleitungen erforderlich sind. Dadurch kann eine eventuelle Beschädigung der Gebläse durch die Lötflamme vermieden werden.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Antriebsmotoren der beiden Gebläse gegenüberstehend jeweils auf einer Seite einer gemeinsamen Stützwand befestigt sind. Dadurch erübrigt sich die Bereitstellung einer ansonsten erforderlichen zweiten Stützwand für den zweiten Motor, was platz- und gewichtssparend ist.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung;
Fig. 2
eine perspektivische Explosionsdarstellung der Kühlvorrichtung; und
Fig. 3
ein Funktionsschema eines bekannten Kühlkreislaufs.
Da auch bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kühlung mittels des bekannten Kälteprozesses erfolgt, werden die oben in Zusammenhang mit Fig. 3 eingeführten Bezugszeichen auch bei der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung verwendet.
Fig. 1 zeigt in der Draufsicht schematisch einen Träger 20, auf dem - bezogen auf eine Hauptrichtung 21 des Trägers - hintereinander ein Kompressor 1, ein Verflüssiger 3, ein Verflüssiger-Gebläse 4, ein Verdampfer-Gebläse 10, ein Verdampfer 9 sowie ein Filter 13 angeordnet sind. Fig. 2 zeigt in Explosionsdarstellung perspektivisch die erfindungsgemä_ße Kühlvorrichtung im Einbauzustand in einem Caravan.
Die Anordnung aller für die Kühlvorrichtung relevanten Bauteile auf dem gemeinsamen Träger 20 ermöglichen einen äußerst kompakten, blockartigen Aufbau. Die gesamte Kühlvorrichtung lässt sich leicht als Einheit transportieren und in dem zu kühlenden Raum einbauen bzw. bei geplantem längeren Nichtgebrauch wieder ausbauen.
Der Kompressor 1 und der Verflüssiger 3 sind über die Kältemittelleitung 2 mit-
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einander verbunden. Weiterhin führt von dem Verflüssiger 3 zu einer als Expansionseinrichtung dienenden Drossel 8 eine Kältemittelleitung 7, während von der Drossel 8 bis zum Verdampfer 9 eine Kältemittelleitung 7a vorgesehen ist. Die Rückführung des Kältemittels vom Verdampfer 9 zum Kompressor 1 erfolgt über eine Kältemittelleitung 14.
Die Umgebungsluft, an die mit Hilfe der Kühlvorrichtung die aus dem zu kühlenden Raum abzuführende Wärme abgegeben wird, wird durch das Verflüssiger-Gebläse 4 durch einen Umgebungslufteinlass 5 angesaugt und durch den Verflüssiger 3 geführt. Der Umgebungslufteinlass 5 ist ein Ausschnitt im Boden des Trägers 20, der mit einer entsprechenden Öffnung im Boden eines Caravans, in dem die Kühlvorrichtung eingebaut sein kann, korrespondiert. Dieser Zusammenhang wird später noch anhand von Fig. 2 erläutert.
Danach wird die erwärmte Umgebungsluft über einen in Fig. 1 nicht dargestellten, unterhalb des Verflüssiger-Gebläses 4 im Träger 20 befindlichen Umgebungsluftauslass durch den Träger 20 und den Boden des Caravans nach unten abgeführt.
Zwischen dem Verflüssiger 3 und dem Verflüssiger-Gebläse 4 ist ein Strömungsraum 22 und zwischen dem Verdampfer 9 und dem Verdampfer-Gebläse 10 ist ein Strömungsraum 23 vorgesehen, um jeweils die Saugwirkung der Gebläse 4 bzw. 10 vor den Wärmetauschern des Verflüssigers 3 und des Verdampfers 9 zu vergleichmäßigen.
Ein weiterer Strömungsraum 24 ist zwischen dem Verdampfer 9 und dem Filter 13 angeordnet.
Die zu kühlende Raumluft wird mittels des Verdampfer-Gebläses 9 durch den Filter 13 und den Strömungsraum 24 zum Verdampfer 9 gezogen, der als Wärmetauscher der warmen Raumluft die Wärme entzieht und sie somit kühlt. Die Kaltluft wird durch den Strömungsraum 23 und das Verdampfer-Gebläse 10 zu einem oder mehreren (in Fig. 1. drei) Raumluftauslässen 12 geführt, von wo aus die Kaltluft über entsprechende, in Fig. 1 nicht dargestellte Leitungen im zu kühlenden Raum verteilt werden kann.
Das Verflüssiger-Gebläse 4 und das Verdampfer-Gebläse 10 werden jeweils
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durch einen eigenen Antriebsmotor angetrieben. Wie in Fig. 1 erkennbar, sind die beiden Antriebsmotoren jeweils auf einer Seite einer gemeinsamen Stützwand 15, also Rücken an Rücken, befestigt. Um eine einfache Montage zu ermöglichen, sind die Motordrehachsen leicht gegeneinander versetzt.
Alternativ ist eine Ausführungsform möglich, bei der beide Gebläse 4, 10 durch einen gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben werden.
Die gemeinsame Stützwand 15 ermöglicht mehrere Vorteile: Zum einen kann eine zusätzliche, separate Stützwand für einen der Motoren entfallen, da beide Motoren die gleiche Stützwand nutzen. Außerdem genügt es, die Stützwand aus einem vergleichsweise dünnen und somit gewichtssparenden Blech herzustellen, da durch die beidseitige Montage eine Stabilisierung und Versteifung des an sich wenig stabilen Blechs erfolgt. Schließlich ist in Fig. 1 erkennbar, dass die Strömung der bereits im Verdampfer 9 gekühlten Raumluft über den Strömungsraum 23 und das Verdampfer-Gebläse 10 zu den Raumluftauslässen 12 geführt wird. Das bedeutet, dass die Kaltluft auch entlang der Stützwand 15 strömt und sie kühlt. Umgekehrt verläuft der Strom der die Wärme abführenden Umgebungsluft durch den Verflüssiger 3, wo die Umgebungsluft erwärmt wird, über den Strömungsraum 22 zum Verflüssiger-Gebläse 4, wodurch der Antriebsmotor des Verflüssiger-Gebläses 4 zusätzlich erwärmt wird. Dies kann in einigen Fällen dazu führen, dass ein in dem Antriebsmotor angeordneter Thermoschalter die Stromzufuhr zum Antriebsmotor unterbricht, um eine Überhitzung zu vermeiden. Dadurch jedoch, dass der Antriebsmotor des Verflüssiger-Gebläses 4 auf der rückseitig gekühlten Stützwand 15 aufsitzt, kann er einen Teil der Wärme an die kalte Stützwand 15 abgeben, wodurch eine wirksame Kühlung des Antriebsmotors erfolgt.
Der Kompressor 1 ist auf dem Träger 20 stehend angeordnet, um den zu Verfügung stehenden Bauraum optimal auszunutzen. Dadurch bestimmt die Höhe des Kompressors 1 auch die Bauhöhe der gesamten Kühlvorrichtung.
Auf Höhe des Kompressors 1 ist eine Steuerung 25 vorgesehen, die die Gebläse 4 und 10 sowie den Kompressor 1 je nach Vorgabe durch den Bediener ansteuert.
Fig. 1 zeigt, dass ein großer Teil der Kältemittelleitungen nur auf einer Seite (in
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der Draufsicht von Fig. 1 die obere) geführt sind, während auf der anderen Seite (in Fig. 1 die untere Seite) keine Kältemittelleitungen vorgesehen sind. Dadurch wird die Montage der Kühlvorrichtung erheblich vereinfacht.
Wie in Fig. 1 erkennbar, wird die Baubreite der gesamten Kühlvorrichtung und somit auch die Baubreite des Trägers 20 im Wesentlichen durch die Breite des Verflüssigers 3 zuzüglich der daran vorbei verlaufenden Kältemittelleitungen 7 und 14 bestimmt. Dies gewährleistet einen äußerst kompakten Aufbau.
Fig. 2 zeigt die Kühlvorrichtung im Einbauzustand, wobei die eigentlichen Komponenten der Kühlvorrichtung durch ein Gehäuse 26 abgedeckt sind.
In Fig. 2 sind insbesondere die Raumluftauslässe 12 sowie der Raumlufteinlass 11 und das demontierte Luftfilter 13 erkennbar.
Die Kühlvorrichtung ist in dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel in die Sitzbank eines Caravans eingebaut. In den Caravan sind Umgebungslufteinlässe 27, 28 vorgesehen, die mit dem oben beschriebenen Umgebungslufteinlass 5 im Träger 20 korrespondieren.
Entsprechend sind auch Umgebungsluftauslässe 29 und 30 dargestellt, die unterhalb des in den Fig. nicht dargestellten Umgebungsluftauslasses unter dem Verflüssigergebläse 4 angeordnet sind. Somit ist erkennbar, wie die Umgebungsluft von unten eingesaugt und wieder nach unten abgegeben wird.
An die Luftauslässe 12 sind Luftführungsschläuche 31 anschlieJSbar, mit denen die Kaltluft an entsprechende, nicht dargestellte Düsen im zu kühlenden Raum geführt werden kann.
Die komplette Kühlvorrichtung lässt sich mittels Spanngurten 32 in einfacher Weise am Boden des Caravans befestigen. Danach sind lediglich die Luftführungsschläuche 31 sowie die elektrische Versorgung anzuschließen, um die Kühlvorrichtung betriebsbereit zu machen. Zusätzlich lässt sich noch ein Raumtemperaturfühler 33 mit der Steuerung 25 verbinden, um die Raumtemperatur so genau wie möglich einstellen zu können.
Mit der Steuerung lässt sich auch eine Infrarotfernbedienung zur noch komfor-
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1 tableren Bedienung koppeln.
Die Erfindung wurde am Beispiel einer Kühlvorrichtung für einen Caravan beschrieben. Jedoch lässt sich die Kühlvorrichtung auch für andere zu kühlende Räume einsetzen, z. B. in Booten. Da insbesondere bei Booten eine Zu- und Abfuhr der Umgebungsluft über den Boden wenig sinnvoll ist, ist es weiterhin auch möglich, die Ein- und Auslässe 5, 6 für die Umgebungsluft auch seitlich, z. B. hinter einer Blende 34 vorzusehen. Ggf. muss an der zu entfernenden Blende 34 ein entsprechender Anschluss für die Umgebungsluft vorgesehen werden. Entsprechende Öffnungen zum Zuführen von Umgebungsluft sind auch an den in Fig. 2 nicht gezeigten hinteren Seiten des Gehäuses 26 vorgesehen und durch Blenden abgedeckt, solange von ihnen kein Gebrauch gemacht wird.
Die erwärmte Umgebungsluft kann ebenfalls über Schläuche in eine andere Richtung abgeleitet werden, als oben beschrieben.
Claims (12)
1. Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Raumes, mit einem Kühlkreislauf, der dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Komponenten auf einem gemeinsamen Träger (20) derart hintereinander angeordnet sind, dass - bezogen auf eine Hauptrichtung (21) des Trägers (20) -
- einen Kompressor (1) zum Verdichten eines Kältemittels,
- einen Verflüssiger (3) mit einem zugeordneten Verflüssiger-Gebläse (4) zum Zu- und Abführen von Umgebungsluft,
- eine Expansionseinrichtung (8), und
- einen Verdampfer (9) mit einem zugeordneten Verdampfer-Gebläse (10) zum Zu- und Abführen von Raumluft des zu kühlenden Raumes aufweist, wobei das Kältemittel mittels des Kompressors (1) über den Verflüssiger (3) und die Expansionseinrichtung (8) zum Verdampfer (9) und wieder zurück zum Kompressor (1) durch Kältemittelleitungen (2, 7, 7a, 14) transportierbar ist,
- der Verflüssiger (3) vor dem Verflüssiger-Gebläse (4) angeordnet ist,
- das Verflüssiger-Gebläse (4) vor dem Verdampfer-Gebläse (10) angeordnet ist, und
- das Verdampfer-Gebläse (10) vor dem Verdampfer (9) angeordnet ist.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (1) - bezogen auf die Hauptrichtung (21) - vor dem Verflüssiger (3) angeordnet ist.
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (1) stehend angeordnet ist.
4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (9) - bezogen auf die Hauptrichtung (21) - vor einem Luftfilter (13) zum Filtern der eintretenden Raumluft angeordnet ist.
5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlaß (5) für die Umgebungsluft vor dem Verflüssiger (3) im Boden des Trägers (20) vorgesehen ist.
6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslass (6) für die Umgebungsluft unterhalb des Verflüssiger-Gebläses (4) im Boden des Trägers (20) vorgesehen ist.
7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verflüssiger-Gebläse (4) und das Verdampfer-Gebläse (10) als eine Einheit aus der Kühlvorrichtung entfernbar sind, ohne dass der Kühlkreislauf geöffnet werden muss.
8. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsmotor des Verflüssiger-Gebläses (4) und ein Antriebsmotor des Verdampfer-Gebläses (10) jeweils auf einer Seite einer gemeinsamen Stützwand (15) befestigt sind.
9. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, deren Bauelemente von oben zugänglich sind.
10. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauhöhe der Kühlvorrichtung im wesentlichen durch die Höhe des Kompressors (1) bestimmt ist.
11. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Baubreite der Kühlvorrichtung im wesentlichen durch die Breite des Verflüssigers (3) zuzüglich daran vorbei verlaufender Kältemittelleitungen (7, 7a, 14) bestimmt ist.
12. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die den Verdampfer (9), den Verflüssiger (3) und die Expansionseinrichtung (8) verbindenden Kältemittelleitungen (7, 7a, 14) im wesentlichen auf einer sich parallel zur Hauptrichtung (21) des Trägers (20) erstreckenden Seite angeordnet sind, derart, dass auf der gegenüberliegenden anderen Seite der Kühlvorrichtung keine Kältemittelleitungen vorgesehen sind.
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