DE2442958C3

DE2442958C3 - Absorberkühlschrank

Info

Publication number: DE2442958C3
Application number: DE2442958A
Authority: DE
Inventors: Dr.Sc.Techn. Nicolas Unterengstringen Eber
Original assignee: SARLAB AG ZUERICH CH
Current assignee: SARLAB AG ZUERICH CH
Priority date: 1973-09-11
Filing date: 1974-09-07
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2442958A1; DE2442958B2; SE378296B; US3977853A; SE7312311L; JPS5055956A

Description

Die Erfindung betrifft einen mit inertem Hilfsgas betriebenen Absorberkühlschrank mit einem Verdampfer im Innenraum und einem in einer isolierten Wand angeordneten Wärmetauscher.

Es ist bekannt, den Verdampfer, welcher in der Regel mit Kühlrippen versehen ist, bei der Montage durch ein sogenanntes Fenster in der Rückwand des Kühlschranks in dessen Innenraum einzuführen oder in dem Fenster in Verbindung mit der Innenwand des Kühlraums zu montieren. In beiden Fällen muli das Fenster nach der Installation des Verdampfers mit Isoliermaterial dicht geschlossen werden. Auch der zum Kälteapparat gehörende Gaswärmetauscher, welcher eine Verbindung zwischen (Jen kalten und den warmen Teilen des Apparats bildet, muß wärmeisoliert werden, und zwar sowohl gegenüber dem zu kühlenden Raum als auch gegenüber der Umgebung. Deshalb wird auch der Gaswärmetauscher gewöhnlich in dem Fenster in der Rückwand des Kühlschranks angeordnet.

Seit einigen Jahren werden nun hauptsächlich geschäumte Kunststoffe, z. B. Polyurethane, als Isoliermaterial verwendet. Dabei waren wegen der vorstehend beschriebenen Besonderheiten bei der Kühlschrankhersteilung zwei verschiedene Schäumvorgänge erforderlich. Bei dem ersten Schäumen wurde die Wärmeisolierung der Kühlschrankwände bis auf das erwähnte Fenster in der Rückwand hergestellt. Nach der Montage des Kälteapparats folgte dann ein zweiter Schäumvorgang, um das Fenster abzudichten und die darin angeordneten Teile, insbesondere den Gaswärmetauscher, zu isolieren. Das zweite Schäumen kann entweder unmittelbar in dem Fenster, d. h. in situ, stattfinden oder auch nur in Verbindung mit den Apparateteilen außerhalb des Fensters, wobei Formen verwendet werden, die auf dem Verdampfer und dem Gaswärmetauscher sitzende, isolierende Körper erzeugen, die bei der Montage der Apparateteile genau in das Fenster in der Rückwand des Kühlschranks passen.

Um die Herstellung zu vereinfachen und die Kosten zu senken, wurden auch schon manchmal die beiden Schaumvorgänge, also das Isolieren des Kühlschrankgehäuses sowie das Abdichten und Isolieren des Verdampfers und des Gaswärmelauschers an dem genannten Fenster zu einem einzigen Schäumvorgang zusammengefaßt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß sich der Kälteapparat später nicht mehr ohne weiteres ausbauen läßt. Ein Ausbau hätte beträchtliche Arbeitskosten zur Folge und ließe sich kaum ohne Beschädigung des Kühlschrankgehäuses bewerkstelligen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Kühlschrank der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher sich leicht und einfach herstellen läßt, aber dennoch einen schnellen und einfachen Ausbau des Kälteapparats gestattet.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verdampfer mit seinen Anschlußleitungen in einem geraden und im wesentlichen waagerecht liegenden Rohr aufgenommen ist, welches durch ein Loch in der isolierten Wand gesteckt ist, in dem in Verlängerung des Rohrs mit passendem Querschnitt der Gaswärmetauscher angeordnet ist.

Bei dem vorgeschlagenen Kühlschrank befindet sich der vordere Teil der Verdampfer-Gaswärmetauscher-Einheit in dem zu kühlenden Innenraum des Kühlschranks, während der hintere Teil, nämlich der Gaswärmetauscher in der Wärmeisolierung der Rückwand des Kühlschranks liegt. Die einfache äußere Form des Verdampfers in Gestalt eines geraden Rohrs gestattet, daß sich in einfacher Weise eine Verdampferplatte aus wärmeleitendem Material, z. B. Aluminium, mit einer geeigneten Öffnung aufstecken läßt. Dies kann bei einem durch die Rückwand des Kühlschranks

gesteckten Verdampferrohr von vorn geschehen. Die Verdampferplatte dient einerseits als Tablett bzw. Bord, z. B. für Eisschalen, und bringt andererseits eine Vergrößerung der kühlenden Oberfläche mit sich. Hierzu können vorzugsweise auf der Unterseite der Platte noch zusätzlich Kühlrippen vorgesehen sein. Zwed-mäßigerweise gibt man di.-r Verdampferr-latt·* einen solchen senkrechten Querschnitt, daß sie im Extrusionsverfahren hergestellt werden kann. Um den Wärmeübergang zwischen dem Verdanipferroiir und dem die Verdampferplatte bildenden Teil zu verbessern, kann mit Vorteil eine geeignete wärmeleitende Masse verwendet werden.

Wichtigste Vorbedingung für die vorgeschlagene, sehr einfache Konstruktion ist eine sehr wirksame und kompakte Konstruktion des Verdampfers und des Gaswärmetauschers. So sollte z. B. die Länge des Verdampfers nur ungefähr 20 cm und die Länge des Gaswärmetauschers nicht mehr als 10 cm be'ragen. damit der letztere ohne Schwierigkeiten in die Rückwand eingebaut werden kann. Derartige kompakte Gaswärmetauscher großer Wärmekapazität sind bekannt. Sie können einerseits mit die Trennwand zwischen den am Wärmeaustausch teilnehmenden Fluiden — das ist das sogenannte arme und das reiche Gas — durchdringenden Stiften oder andererseits mit speichenradähnlichen Scheibenkörpern im inneren Rohr und Längsflanschen mit Ausschnitten im ringförmigen Strömungsweg zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr versehen sein. Die genannten Maßnahmen dienen zur Oberflächenvergrößerung und gleichzeitig zur Turbulenzerzeugung.

In derartigen kurzen Wärmetauschern kann ein beträchtlicher Verlust durch die Wärmeleitung in Längsrichtung der Wärmetauscherteile auftreten. Vorzugsweise sollte deshalb das Rohr des Wärmetauschers eine geringe Wandstärke haben und aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit bestehen. Bei Absorptionskälteapparaten, welche Ammoniak als Kältemittel und Wasser als Absorptionsmedium benutzen, kommt wegen der Korrosionsgefahr fast ausschließlich austenitischer Chromnickelstahl in Fi age. Wird dieses Material für das äußere Rohr des Verdampfers benutzt, ergibt sich der Vorteil, de3 eine besondere Behandlung zum Schulz der Rohroberfläche gegen Korrosion nicht erforderlich ist. Die dadurch erzielte Eisparnis gleicht den höheren Preis eines Chromnickelstahlrohrs im Vergleich zu einem gewöhnlichen Stahlrohr wieder aus.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch den oberen Teil eines Absorberkühlschranks und seines Kälteapparats,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Verdampfers des Kühlschranks nach Fig. 1 mit Blickrichtung schräg von vorn in dessen Innenraum.

Die Zeichnung zeigt den oberen Teil eines Absorberkühlschranks 10, bestehend aus einem äußeren Gehäuse 11, einer Innenwand 12 und einer dazwischen vorgesehenen Wärmeisolierung 13. Die mit 14 bezeichnete Rückwand des Kühls^hiiinkgehäuses ist mit einer kreisrunden Öffnung 15 versehen. Der Kühlschrank wird mit einem Absorptionskälteapparat der mit einem inerten Gas arbeitenden Art betrieben, also z. B. mit Wasser, Ammoniak und Wasserstoff. In der Zeichnung sind nur die fur die Erfindung wichtigen Teile des Kälteapparats dargestellt, der im übrigen herkömmlicher Ausführung sein kann.Wie gezeigt, erstreckt sich sein Verdampfer 16 durch die Öffnung 15 in den mit 17 bezeichneten, zu kühlenden innenraum des Kühlschranks. Der Verdampfer besteht aus einem äußeren Rohr 18, einem Zwischenrohr 11. welches das an Kältemittel arme Gas führt, und einer inneren Leitung 20 für flüssiges Kältemittel. An der Innenwand des äußeren Rohrs 18 liegt eine Drahtspirale 21 an, weiche den Zweck hat, die Befeuchtung der Rohrwand mit Kältemittelkondensat zu fördern.

Das an Kältemittel arme Gas und Kältemittelkondensat, weiche beide in einem Gaswärmetauscher 22 vorgekühlt worden sind, gelangen in das äußere Rohr 18 (des Verdampfers an dessen vorderem Ende 23, von wo sie parallel zum Gaswärmetauscher 22 strömen. Dabei verdampft unter dem Einfluß der von außen in den Verdampfer eindringenden Wärme Kältemittel. Das an Kältemittel arme Gas und das Kältemittelkondensat, welche im Gegenstrom zum kalten, an Kältemittel reichen Gas strömen werden im Gaswärmetauscher 22 gekühlt. Der letztere ist gegenüber der Umgebung dadurch isoliert, daß er innerhalb der Kühlschrankisolation in der Öffnung 15 der Rückwand angeordnet 'st.

Zur Oberflächenvergrößerung und Drosselung der Strömung im Gaswärmetauscher sind Stifte 24 im Strömungskanal 25 für das reiche Gas und im Strömungskanal 26 für das arme Gas vorgesehen. Das arme Gas strömt von einem in Fig. 1 nicht gezeigten Absorber durch eine Leitung 27 zum Gaswärmetauscher 22. Das reiche Gas strömt nach Passieren des Gaswärmetauschers 22 durch eine Leitung 28. eventuell über ein nicht gezeigtes Absorbergefäß, zum Absorber.

In einem Kondensator 29 mit Kühlrippen 30 gebildetes Kältemittelkondensat wird über eine Leitung 31 in dem Gaswärmetauscher 22 und von dort weiter durch die innere Leitung 20 zum vorderen Ende 2B des Verdampfers geleitet.

Fig. 2 zeigt eine Verdampferpiaite 32, welche vorzugsweise durch Extrusion aus einem Metall, wie z. B. Aluminium, mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt wird. Ein im wesentlichen rohrförmiger Teil 33 unter der Mitte der Verdampferplatte wird bei der Montage auf das Verdampferrohr 16 gesteckt. Die Oberseite 34 der Platte 32 dient zum Aufstellen von Eisschalen und ähnlichen Zwecken. Nach unten abstehende Kühlrippen 35 vergrößern die Kühlfläche im gekühlten innenraum 17.

Bei der Montage des Kühlschranks 10 wird der rohrförmige Teil 33 der Verdampferplatte im Preßsitz auf das Verdampferrohr aufgesteckt. Vorzugsweise wird dabei ein wärmeleitender Stoff zwischen diese beiden Teile gebracht, um den Wärmeübergang zu verbessern.

Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel lassen sich die meisten sich aus der vorstehenden Beschreibung ergebenden Vorteile der Erfindung auch dann noch erzielen, wenn der Gaswärmetauscher nicht in geradliniger Verlängerung des Verdampferrohrs und nicht vollständig innerhalb der isolierten öffnung angeordnet ist, durch welche der Verdampfer in den gekühlten Innenraum eingeführt wird. In diesem Fall ist eine besondere Wärmeisolierung der außerhalb der Isolierung der Kühlschrankwand liegenden Teile des Gaswärmetauschers zweckmäßig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mit inertem Hilfsgas betriebener Absorberkühlschrank mit einem Verdampfer im Innenraum und einem in einer isolierten Wand angeordneten Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (16) mit seinen Anschlußleitungen (19, 20) in einem geraden und im wesentlichen waagerecht liegenden Rohr (18) aufgenommen ist, welches durch ein Loch in der isolierten Wand (14) gesteckt ist, in dem in Verlängerung des Rohrs (18) mit passendem Querschnitt der Gaswärmetauscher (22) angeordnet ist.

2. Kühlschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (18) in an sich bekannte Weise wärmeleitend mit einem die Kühlfläche vergrößernden und ein Tablett bildenden Teil (32) verbunden ist.

3. Kühlschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaswärmetauscher (22) in beiden Strömungskanälen (25, 26) mit wärmeleitenden Stiften (24) kleinen Querschnitts versehen ist, welche quer zur Strömungsrichtung liegen und die Strömung beeinflussen.

4. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaswärmetauscher (22) mit einem gegebenenfalls mit Bezug auf das Rohr (18) abgewinkelten Teil außerhalb der Wandisolierung (13, 14) angeordnet ist und auch dieser Teil wenigstens teilweise wärmeisoliert ist.

5. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (18) ein äußeres Gehäuse sowohl für den Verdampfer (16) als auch für den Gaswärmetauscher (22) bildet und aus einem Metall mit verhältnismäßig niedriger Wärmeleitfähigkeit besteht, während die übrigen Teile des Kälteapparats aus normal gebräuchlichen Materialien bestehen.

6. Kühlschrank n?ch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (18) aus einem austenitischen Chrom-Nickel-Stahl besteht.

7. Kühlschrank nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand des Rohrs (18) eine dessen Befeuchtung fördernde Drahtspirale (21) anliegt.

8. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (18) und die entsprechende Öffnung (15) in der Wand (14) einen kreisrunden Querschnitt haben.

9. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (18) und die Öffnung (15) in der Wand (14) einen unrunden, vorzugsweise rechteckigen, Querschnitt haben.

10. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre, welche den Gaswärmetauscher (22) bilden, ganz oder teilweise aus einem Material mit im Vergleich zum Material der übrigen Teih des Kälteapparats niedriger Wärmeleitfähigkeit bestehen.

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