DE2845032A1

DE2845032A1 - Verdampferanordnung in kuehlgeraeten

Info

Publication number: DE2845032A1
Application number: DE19782845032
Authority: DE
Inventors: Klaus Horn; Otto Dipl Ing Koehn; Gerd Dipl Ing Vollhardt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1978-10-16
Publication date: 1980-04-30

Description

Verdampferanordnung in Kühlgeräten
Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät mit einem C-förmigen Verdampfer zur Kühlung des Tiefkühlfaches und einem in Reihe nachgeschalteten Platinenverdampfer zur Kühlung des Hauptkühlfaches.
Verdampfer von Kühlgeräten mit 3 Stern-Fach haben üblicherweise einen C-förmigen Verdampfer zur Kühlung des Tiefkiihlfaches und Hauptkühlfaches. Der Verbindungskanal zwischen den beiden Verdampfern durchsetzt eine isolierte Trennwand zwischen Haupt- und Tiefkiihlfach.
In der Laufzeit der Kältemaschine strömt das verdampfende Kältemittel nacheinander durch den Verdampferteil des Tiefkühlfaches und des Hauptkühlfaches, kehrt in den meisten Verdampferausführungen wieder in das Tiefkiihlfach zuriick und wird von dort über eine Sammeiflasche vom Kompressor abgesaugt.
In der Standzeit der Kältemaschine gleichen sich die Drücke der Saugseite (Verdampfer, Saugrohr, Kompressorkapsel) und der Druckseite (Kondensator) aneinander an, d.h., der Druck im Kondensator fällt, der Druck im Verdampfer steigt.
Der Druckanstieg der Saugseite verursacht durch das große Volumen der Kompressorkapsel einen Massestrom von der Einspritzstelle des Verdampfers in Richtung Kompressorkapsel.
Dieser Massestrom besteht im wesentlichen aus verdampftem oder flüssigem Kältemittel, das aus dem Tiefkühlfach-Verdampfer durch den Hauptkühlfach-Verdampfer zur Sammelflasche und weiter zum Kompressor drückt, wobei flüssiges Kältemittel noch verdampft bzw. sich in der Sammelflasche niederschlägt.
Der Verdampfer des Hauptkühlfaches wird bei 3 Stern-Geraten in der Standzeit üblicherweise durch eine elektrische heizung abgetaut, der Heizwirkung der elektrischen Verdampferheizung wirkt nun der Massestrom des Kältemittels entgegen, insbesondere, wenn es sich um flüssiges, nicht verdampftes Kältemittel handelt.
Bei der Auslegung von Verdampfern ist daher Vorsorge zu treffen, daß der Massestrom, der in der Stillstandzeit der Kühlmaschine in den Hauptkiihlfach-Verdampfer gelangt, möglichst nur aus Kältemitteldampf besteht. Dazu werden in bekannten Verdampferausführungen Parallel-Kanäle vorgesehen, die einerseits möglichst viel flüssiges Kältemittel speichern sollen und andererseits verhindern sollen, daß durch die Funktion einer Thermosiphonpumpe Gas blasen flüssiges Kältemittel vor sich hinschieben.
Durch diese Maßnahme kann der Massestrom zum Kühlfachverdampfer in der Standzeit zwar vermindert, aber nicht unterbunden werden.
Er ist aber insgesamt unerwünscht, weil er 1) aus dem Tiefkühlfach Kälte in das Kühlfach transportiert, die durch elektrische Heizleistung kompensiert werden muß und 2) umgekehrt Wärme aus dem Hauptkühlfach in das Tiefkühlfach verschleppt wird.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale.
Erfindungsgemäß wird dieser Massestrom in der Standzeit durch einen Kurzschlußkanal unterbrochen, der den Eingang des Nachverdampfers unmittelbar mit der Sammelflasche verbindet und zugleich beiträgt, den Zugang zum Kühlfachverdampfer zu blockieren. Dabei ist der Kurzschlußkanal so ausgebildet, daß er nur in der Standzeit der Kühlmaschine wirksam wird. Erfindungsgemäß wird hierzu die Tatsache ausgenützt, daß in der Laufzeit der Kältemaschine das flüssige und dampfförmige Kältemittel mit hoher Geschwindigkeit den Verdampfer durchströmt, also hydrodynamischen Bedingungen unterworfen ist, während in der Standzeit der Kältemaschine weitgehend hydrostatische Bedingungen vorliegen.
Das Funktionsprinzip ist auf anliegender Skizze erläutert.
Das Kältemittel passiert auf seinem Wege von der Tiefkühlfachboden-Platine 1 zum Hauptkühlfach-Verdampfer 2 in dem Kanal 3 einen Kreisbogen 4 und einen Scheitelpunkt 5 mit dem Höhenniveau H1. Es durchläuft dann in bekannter Weise den Kühifach verdampfer 2 und gelangt über das Rohr 6 in den Sammler 7 , wo sich noch nicht verdampftes Kältemittel im Flüssigkeitsraum 7' niederschlägt und gasförmiges Kältemittel durch den Kanal 8 vom Verdichter abgesaugt wird.
Zwischen der Innenseite des Rohrbogens 4 und dem Gasraum des Sammlers wird erfindungsgemäß der Kurzschlußkanal 9 vorgesehen.
Dieser Kurzschlußkanal ist mit einer Drosselstelle 10 und einem Siphon 11 versehen. Er mündet in den Sammler an der Stelle 12 mit dem Höhen-Niveau H2.
In der Laufzeit der Kältemaschine durchströmt das Kältemittel mit hoher Geschwindigkeit den Rohrbogen 4 und wird dabei infolge der Zentrifugalkraft an die Kanal-Außenwand gedrückt. Einem Abreißen und Umlenken des Kältestromes durch den Kurzschlußkanal 9 wird durch die Drosselstelle 10 entgegengewirkt, die den Strömungswiderstand gegenüber dem Weg durch die Kühlfachverdampfer erhöht, wenn flüssiges Kältemittel sie durchströmt.
Im weiteren Verlauf des Kurzschlußkanals ist ein Siphon 11 vorgesehen, der sich in der Laufzeit mit Kältemittel füllt und das Kurzschlußrohr verschließt. Der geringe statische Druckunterschied zwischen Gasraum des Sammlers und Eingang des Kühlfachverdampfers, der durch den Strömungswiderstand hervorgerufen wird, wird im Siphon in eine IIöhendifferenz h der beiden Flüssigkeitssäulen umgesetzt.
In der Standzeit der Kältemaschine geht die Strömungsgeschwindigkeit zurück. Gasförmiges und flüssiges Kältemittel steigen von der Tiefkühlfachboden-Platine 1 durch den Rohrbogen 3 langsam auf und füllen nach dem Gesetz der kommunizierenden Rohre sowohl das Rohr 3 zwischen den Punkten 4 und 5 als auch den Kurzschlußkanal. Da die Einmündung 12 des Kurzschlußkanals in den Gasraum des Sammlers mit Scheitel-Niveau 112 tiefer liegt, als der Übergangsscheitel 111 in dem Wachverdampfer, findet der Massestrom seinen Weg durch das Kurschlußrohr in den Sammler, während der Zugang zum Nachverdampfer durch einen Flüssigkeitspropfen vom Niveau H2 bis zum Niveau III verschlossen bleibt.
Bei Anlauf der Kältemaschine werden beide Kanäle schlagartig freigesaugt, wobei die Drosselstelle 10 im Kurzschlußrohr wiederum wirksam wird und die Strömung im Kurzschlußrohr bremst. Mitgerissenes flüssiges Kältemittel scheidet sich im Siphon ab; während gleichzeitig die Kältemittelströmung im Kreisbogen I sich ausbildet, so daß die Fliekräfte wirksam werden und der Kiihlfachverdampfer wieder voll mit Kältemittel durchströmt wird. Leerseite

Claims

Patentansprüche e Kühlgerät mit einem C-förmigen Verdampfer zur Kühlung des Tiefkühlfaches und einem in Reihe nachgeschalteten Platinenverdampfer zur Kühlung des Hauptkühlfaches, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kurzschlußkanal (9) zwischen dem Eingang des zum Nachverdampfer führenden Kältemittelrohres (3) und dem Sammler (7) angeordnet ist.
2) Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf des Kältemittelrohres (3) ein halbkreisförmiger Rohrbogen (4) mit anschließend aufsteigendem Rohrbogen (5) versehen ist.
3) Kiihlgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, däß zwischen der Innenseite des halbkreisförmigen Rohr bogens (4) und dem Gasraum des Sammlers (7) ein Kurzschlußkanal (9) vorgesehen ist.
4) Kühigerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußkanal (9) mit einer Drosselstelle (10) und einem Siphon (il) versehen ist, der in den Sammler (7) mündet.