DE202004019829U1

DE202004019829U1 - Rückwandverflüssiger

Info

Publication number: DE202004019829U1
Application number: DE200420019829
Authority: DE
Original assignee: Kenmore Thermokaelte GmbH
Current assignee: Bundy Refrigeration De GmbH
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2014-12-24

Abstract

Rückwandverflüssiger mit einem mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohr für einen geschlossenen Kältekreislauf, insbesondere für Kühl- und Gefrierschränke, dadurch gekennzeichnet, das die Lichteweite der Abstände (7–7a, 8–8x) der parallel verlaufenden Rohrabschnitte (6–6x) bei einem Draht-Rohr- oder Blech-Rohr-Verflüssiger (1;2) an den Thermischen- und Verflüssigungszustand des durchströmenden Kältemittels angepaßt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rückwandverflüssiger mit einem mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohr für einen geschlossenen Kältekreislauf für Kühl- und Gefrierschränke.
Rückwandverflüssiger werden sowohl als Blech-Rohr- oder Draht-Rohr-Verflüssiger, insbesondere im geschlossenen Kältekreislauf bei Kühl- und Gefrierschränken eingesetzt und sind in dieser Bauform allgemein bekannt.
Diese Rückwandverflüssiger bestehen im allgemeinen aus einem regelmäßig mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohr, das bei einem Blech-Rohr-Verflüssiger auf einem Blech festgelegt oder das bei einem Draht-Rohr-Verflüssiger mit einem parallel und quer zur mäanderförmigen Rohrführung verlaufenden Drahtgitter verbunden ist und dienen bekanntlich dazu, daß das in einem Verdampfer des Kältekreislaufs erwärmte und verdampfte Kältemittel beim Durchströmen des Verflüssigers gekühlt und damit wieder entspannt und verflüssigt wird.
Dabei dient das Draht bei einem Draht-Rohr-Verflüssiger und das Blech bei einem Blech-Rohr-Verflüssiger zum einen zur Stabilisierung des mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohres und zum anderen zur Wärmeaufnahme vom Verflüssigerrohr, um somit die Wärmeabstrahlung des Verflüssigerrohres beim Abkühlungs- und Verflüssigungsprozeß des Kältemittels, das im Verdampfer durch die Aufnahme von Wärme vergast wurde und im Verflüssigerrohr nur durch die Wärmeabgabe an die Umgebungsluft wieder gekühlt und damit verflüssigt wird, zu begünstigen.
Bekannt ist auch, daß die Leistung und die Stabilität dieser Kältekreisläufe unter Berücksichtigug des eingesetzten Kältemittels im wesentlichen von der Länge des Verflüssigerrohres aber auch von der zusätzlichen Aufnahme- und Abstrahlungsfläche des Drahtgitters eines Draht-Rohr-Verflüssigers bzw. des Blechs eines Blech-Rohr-Verflüssigers bestimmt wird.
Es ist aber auch allgemein bekannt, daß für die Entspannung und damit Verflüssigung des erwärmten und vergasten Kältemittels eine vorbestimmte Länge des Verflüssigerrohres einzuhalten ist, um die Leistung und die Stabilität des Kältekreislaufes sicherzustellen. Folglich ist die Länge des Verflüssigerrohres die unter Berücksichtigung des eingesetzten Kältemittels und der konzipierten Leistung auszulegen ist, ein feste Größe und unveränderbar.
Demzufolge wird, wie allgemein bekannt, die für den Kältekreislauf thermisch ermittelte Länge des Verflüssigerrohres sowohl für einen Blech-Rohr- oder Draht-Rohr-Verflüssiger in einem regelmäßigen Mäander so verlegt, daß der Rückwandverflüssiger eine Abmessung aufweist, die an der Rückwand der in der Regel genormten Kühl- und Gefrierschränke behinderungsfrei montierbar ist.
Derartig ausgebildete Rückwandverflüssiger als Blech-Rohr- aber auch Draht-Rohr-Verflüssiger sind folglich großflächig und benötigen einen hohen Blech- oder Drahtanteil. Durch den hohen Draht- oder Blechanteil werden zum einen die Materialkosten und zum anderen auch die Fertigungskosten wesentlich erhöht.
Darüber hinaus haben thermische Untersuchungen an derartig ausgebildeten Rückwandverflüssigern gezeigt, daß durch die ungleichmäßige Wärmeabstrahlung, die am Rückwandverflüssiger auftritt, das Drahtgitter bei einem Draht-Rohr-Verflüssiger bzw. das Blech bei einem Blech-Rohr-Verflüssiger im letzten Abschnitt keine Bedeutung für die Kühlung des Kältemittels mehr hat und im wesentlichen nur noch zur Stabilierung des mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohres beiträgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die eingangs erwähnten Blech-Rohr- und Draht-Rohr-Verflüssiger, die bei Kühl- und Gefrierschränken als Rückwandverflüssiger eingesetzt werden, dadurch zu verbessern, daß bei gleicher Leistung eines Rückwandverflüssigers der Draht- oder Blechanteil reduziert werden kann, um die Material- und Fertigungskosten zu minimieren.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lichteweite der Abstände der parallel verlaufenden Rohrabschnitte bei einem Draht-Rohr- oder Blech-Rohr-Verflüssiger an den Thermisch-/Verflüssigungszustand des durchströmenden Kältemittels angepaßt sind.
Bei Untersuchungen der Wärmeabstrahlung eines Rückwandverflüssigers an die Umgebung hat sich überraschend gezeigt, daß entgegen der bisher vorherrschenden Meinung auch ein stabiler Kältekreislauf bei gleichbleibender Kälteleistung dann erreicht werden kann, wenn die Lichteweite der Abstände der parallel verlaufenden Rohrabschnitte des mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohres an den Thermischen- und Verflüssigungszustand des durchströmenden Kältemittels angepaßt werden. Mit dieser Erkenntnis war die Voraussetzung gegeben, daß die thermisch konzipierte Länge des Verflüssigerrohres sowohl bei der Ausführung eines Draht-Rohr-Verflüssigers als auch eines Blech-Rohr-Verflüssigers durch eine veränderte Mäanderführung annähernd um den Anteil verringert werden kann, bei dem das Draht oder Drahtgitter bzw. das Blech der bisher verfügbaren Rückwandverflüssiger nicht mehr unterstützend für die Wärmeaufnahme und Wärmeabstrahlung vom Verflüssigerrohr wirksam ist sondern nur noch zur Stabilisierung des mäanderförmig verlegten Verflüssigerrohres beiträgt.
Bei einer entsprechenden mäanderförmigen Verlegung des thermisch konzipierten Verflüssigerrohres nach der vorgeschlagenen erfinderischen Lösung kann bei gleicher Leistung des Kältekreislaufs der erforderliche Draht- bzw. Blechanteil bei einem Draht-Rohr-Verflüssiger bzw. bei einem Blech-Rohr-Verflüssiger bis zu 25% verringert werden. Folglich können der Kostenanteil durch die Einsparung von Draht bzw. Blech je nach Ausführungsart des Rückwandverflüssigers aber auch die technologischen Fertigungskosten zur Herstellung eines Rückwandverflüssigers erheblich gesenkt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichteweite der Abstände zwischen den parallel verlaufenden Rohrabschnitten im ersten Durchströmungsabschnitt des Kältemittels größer als die Lichteweite der Abstände im zweiten Durchströmungsabschnitt. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine vorteilhafte Aufteilung der Wärmeaufnahme- und der Wärmeabstrahlungsfläche über die Länge des Draht-Rohr- oder Blech-Rohrverflüssigers und die reduzierte Wärmeaufnahme- und Wärmeabstrahlungsfläche im zweiten Durchströmungsabschnitt ist nicht überdimensioniert aber noch ausreichend, um die noch vorhandene Restwärme im Kältemittel aufzunehmen und abzustrahlen, um einen stabilen Verflüssigungsprozeß des vergasten Kältemittels zu gewährleisten.
Vorteilhaft ist auch, wenn die Abstände im ersten Durchströmungsabschnitt eine gleiche Lichteweite aufweisen und die Lichteweite der Abstände im zweiten Duchströmungsabschnitt um das gleiche Maß einheitlich verringert sind. Bei dieser Ausführungsform sollte bevorzugt der zweite Durchströmungsabschnitt im letzten Drittel des mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohres liegen.
Bei dieser Ausführungsform des Mäanders zeigten Messungen am Rückwandverflüssiger, sowohl bei einem Draht-Rohr- als auch bei einem Blech-Rohr-Verflüssiger, das mindestens bei gleicher Leistung des Kältekreislaufs gegenüber den bisher verfügbaren Rückwandverflüssigern dieser Art die größten Einsparungen an Draht- bzw. Blech möglich ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Lichteweite der Abstände der parallel verlaufenden Rohrabschnitte in Strömungsrichtung des Kältemittels kontinuierlich um einen gleichen Betrag verringert ausgelegt oder verringert sich unregelmäßig.
Diese Ausführungsform des Mäanders zeigte ebenfalls wie die anderen erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausführungsformen, das der Draht- oder Blechanteil bei der Herstellung eines Rückwandverflüssigers annähernd in gleicher Größe reduziert werden, ohne das die konzipierte Leistung und die Stabilität des Kältekreislaufs beeinträchtigt wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines Draht-Rohr-Verflüssigers,
2: eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines Blech-Rohr-Verflüssigers.
Der in 1 gezeigte Draht-Rohr-Verflüssiger 1 und der in 2 gezeigte Blech-Rohr-Verflüssiger 2 basieren in der Grundform auf bereits bekannten Ausführungsvarianten von Rückwandverflüssigern für geschlossene Kältekreisläufe an Kühl- und Gefrierschränken.
Wie allgemein bekannt, bestehen Kältekreisläufe, in dem das Kältemittel im geschlossenen Kreislauf geführt wird, im wesentlichen aus einem nicht gezeigten Verdampfer, einem Verflüssiger, der als Draht-Rohr-Verflüssiger 1 oder Blech-Rohr-Verflüssiger 2 ausgebildet ist, dem nicht gezeigten Trockner mit der sich anschließenden Kapillare und dem nicht gezeigten Verdichter.
Das im nicht gezeigten Verdampfer durch Wärmeaufnahme verdampfte Kältemittel tritt am Eingang 11 in den Draht-Rohr-Verflüssiger 1 oder Blech-Rohr-Verflüssiger 2 ein. Heim Durchströmen des Draht-Rohr-Verflüssigers 1 oder Blech-Rohr-Verflüssigers 2 gibt das erwärmte und verdampfte Kältemittel die aufgenommene Wärme über das Verflüssigerrohr 3 an die Umgebung ab. Durch die Abkühlung wird das vergaste Kältemittel entspannt und wieder verflüssigt und über den Ausgang 12 in die nachfolgende Funktionseinheit des Kältekreislaufs wieder eingeleitet.
Das Verflüssigerrohr 3, dessen Länge, wie bekannt, in Abhängigkeit der Art des eingesetzten Kältemittels und der geforderten Kälteleistung des Kältekreislaufs ausgelegt ist, ist mäanderförmig gebogen, wobei die Länge der parallel verlaufenden Abschnitte 6–6x des mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohres 3 bevorzugt an die Breite der Kühl- und Gefrierschränke angepaßt sind.
Wie bei den bevorzugten Ausführungsformen in den 1 und 2 gezeigt, ist sowohl bei der Ausbildung des Rückwandverflüssigers als Draht-Rohr-Verflüssiger 1 sowie als Blech- Rohr-Verflüssiger 2 das mäanderförmig gebogene Verflüssigerrohr 3 in einen Durchströmungsabschnitt 9, der dem Eingang 11 folgt und einen nachfolgenden Durchströmungsabschnitt 10 aufgeteilt, an den sich der Ausgang 12 anschließt.
Dabei verfügen die Abstände 7–7x zwischen zwei parallel verlaufenden Rohrabschnitten 6–6a der parallel verlaufenden Rohrabschnitte 6–6x im Durchströmungsabschnitt 9 über eine größere Lichteweite als die Abstände 8–8x zwischen zwei parallel verlaufenden Abschnitten 6b–6c der parallel verlaufenden Rohrabschnitte 6–6x.
Das auf diese Weise gebogene mäanderförmige Verflüssigerrohr 3 ist bei einem Draht-Rohr-Verflüssiger 1 gitterförmig mit Draht 4 belegt, das an den Berührungsstellen mit den parallel verlaufenden Rohrabschnitten 6–6x metallisch verbunden ist bzw. bei einem Blech-Rohr-Verflüssiger 2 auf einem Blech 5 metallisch bevorzugt aufgeklemmt ist.
Durch die größere Lichteweite der Abstände 7–7x des Durchströmungsabschnitts 9, der dem Eingang des warmen und vergasten Kältemittel folgt und die kleineren Lichteweiten der Abstände 8–8x des zweiten Durchströmungsabschnitts 10, der sich an den ersten Durchströmungsabschnitt 9 anschließt, ist die wirksame Wärmeaufnahme- und Wärmeabstrahlungsfläche über die Länge des Rückwandverflüssigers effektiv an den Abkühlungs- und Verflüssigungsprozeß des Kältemittels angepaßt.
Folglich wird durch die geringere Verlegungsfläche der thermisch festgelegten Länge des Verflüssigerrohres 3 in der vorgeschlagenen mäanderförmigen Art bei gleicher Leistung des Verflüssigers der notwendige Draht- bzw. Blechanteil der für die Wärmeaufnahme und Wärmeabstahlung vom Rückwandverflüssiger erforderlich ist, erheblich verringert.
Die Lichteweite der Abstände 7–7x und 8–8x der parallel verlaufenden Rohrabschnitte 6–6x und die Länge der Durch strömungsabschnitte 9 und 10 werden in Abhängigkeit der Leistung des Kältekreislaufs und der thermischen Eigenschaft des Kältemittels und der Art der Rückwandverflüssiger ermittelt.
Die in den 1 und 2 gezeigten Mäanderformen zur Verlegung des Verflüssigerrohres 3 sind beispielhaft.
So ist es auch möglich, den Mäander des Verflüssigerrohres auch so auszubilden, das sich die Abstände 7–7x und 8–8x über die Länge des Rückwandverflüssigers kontinuierlich oder aber auch unregelmäßig verringern.

1: Draht-Rohr-Verflüssiger
2: Blech-Rohr-Verflüssiger
3: Verflüssigerrohr
4: Draht
5: Blech
6 – 6x: parallele Rohrabschnitte
7 – 7x: Abstand
8 – 8x: Abstand
9: erster Durchströmungsabschnitt
10: zweiter Durchströmungsabschnitt
11: Eingang
12: Ausgang

Claims

Rückwandverflüssiger mit einem mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohr für einen geschlossenen Kältekreislauf, insbesondere für Kühl- und Gefrierschränke, dadurch gekennzeichnet, das die Lichteweite der Abstände (7–7a, 8–8x) der parallel verlaufenden Rohrabschnitte (6–6x) bei einem Draht-Rohr- oder Blech-Rohr-Verflüssiger (1;2) an den Thermischen- und Verflüssigungszustand des durchströmenden Kältemittels angepaßt sind.
Rückwandverflüssiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteweite der Abstände (7–7x) zwischen den parallel verlaufenden Rohrabschnitten (6–6x) im ersten Durchströmungsabschnitt (9) des Kältemittels gröber ist als die Lichteweite der Abstände (8–8x) im zweiten Durchströmungsabschnitt (10).
Rückwandverflüssiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (7–7x) im ersten Durchströmungsabschnitt (9) eine gleiche Lichteweite aufweisen und die Lichteweite der Abstände (8–8x) im zweiten Durchströmungsabschnitt (10) um das gleiche Maß einheitlich verringert sind.
Rückwandverflüssiger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durchströmungsabschnitt (10) im letzten Drittel des mäanderförmig gebogenen Verflüssigerrohres (3) liegt.
Rückwandverflüssiger, nach Anspruch 1, dadurch gegekennzeichnet, daß die Lichteweite der Abstände (7–7x, 8–8x) der parallel verlaufenden Rohrabschnitte (6–6x) in Strömungsrichtung des Kältemittels kontinuierlich um einen gleichen Betrag verringert ausgelegt ist oder unregelmäßig ausgelegt ist.