DE2917721C2

DE2917721C2 - Gefrierkühlschrank

Info

Publication number: DE2917721C2
Application number: DE2917721A
Authority: DE
Inventors: Kouji Tokio Kashima; Akio Mitani; Hiroaki Ibaraki Osaka Murasaki; Moriyoshi Yokohama Sakamoto
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-05-02
Filing date: 1979-05-02
Publication date: 1983-08-04
Also published as: IT7948900A0; DE2917721A1; IT1116058B

Description

Die Erfindung betrifft einen Gefrierkühlschrank mit einem Gefrierfach, einer in einer Öffnung des Gefrierfaches vorgesehenen Gefrierfachtür zum Hineinlegen bzw. Entnehmen des Gefriergutes, einem das Gefrierfach teilweise umgebenden ersten Kühler, einem im Innenraum des Gefrierfaches vorgesehenen zweiten Kühler und einer gesteuerten Kühlmittel-Versorgungseinrichtung für die Kühler, die die Temperatur des zweiten Kühlers unterhalb der Temperatur des ersten Kühlers hält.

Im allgemeinen werden im Haushalt verwendete Kühlschränke, die ein Gefrierfach und einen Kühlraum aufweisen, in Kühlschränke von zweierlei Bauarten eingeteilt, nämlich in solche mit direkter Kühlung oder indirekter Kühlung. Bei Kühlschränken mit indirekter Kühlung zirkuliert Kühlluft durch den Kühlraum und das Gefrierfach, um das Gefrierfach indirekt zu kühlen. Bei Kühlschränken mit direkter Kühlung wird ein im wesentlichen rechteckiger Kasten aus thermisch gut leitendem Material für das Gefrierfach verwendet, wobei ein Tiefkühl- oder Gefrierkühler um diesen herum angeordnet ist, um den größten Teil des Innenraumes des Gefrierfaches direkt und gleichmäßig zu kühlen. Bei Kühlschränken mit direkter Kühlung wird das Gefrierfach direkt gekühlt, so daß während des Kühlvorganges sich nahezu an der gesamten Innenoberfläche des Gefrierfaches Eis bzw. Reif ansetzt. Das angesetzte Eis bzw. der Reif wirken adiabatisch und verringern die Kühlwirkung.

Zum Entfrosten oder Abtauen des mit Reif bzw. Eis belegten Gefrierfaches geht man in der Praxis so vor, daß die Nahrungsmittel aus dem Gefrierfach herausgenommen werden und die Innenseite des Gefrierfaches auf Raumtemperatur aufgeheizt wird, nachdem man den Kühlvorgang unterbrochen hat Ein derartiges Abtauverfahren führt sehr wahrscheinlich zu einem Auftauen der eingefrorenen Nahrungsmittel und erfordert eine lästige und unerwünschte Arbeit um den Kühl- oder Gefriervorgang zu unterbrechen und die gefrorenen

ίο Nahrungsmittel aus dem Gefrierfach herauszunehmen. Unter Berücksichtigung dieses Problems hat man bereits daran gedacht, einen Kühlschrank mit einer Heizeinrichtung für den Entfroster zu versehen, der zusammen mit dem Gefrierkühler um das Gefrierfach

is ang-cordnet ist und im Bedarfsfall mit Energie versorgt wird Ein derartiges Vorgehen führt in der Tat zu einem zuverlässigen und raschen Abtauen des auf der Innenwand des Gefrierfaches sitzenden Eises oder Reifes; es besteht jedoch eine große Wahrscheinlichkeit daß gefrorene Nahrungsmittel aufgetaut werden. Aus diesem Grande müssen die gefrorenen Nahrungsmittel für den Abtauvorgang zeitweilig aus dem Gefrierfach herausgenommen werden.

In der US-PS 29 98 713 wird eine Abtauvorrichtung vorgeschlagen, bei der im Innern der Kühltruhe separate abnehmbare zusätzliche Kühler mit gegenüber der inneren Kühltruheüwandung niedrigerer Temperatur vorgesehen sind. Hierdurch wird zwar eine Lehre angegeben, mit der eine Vereisung der Innenwandungen der Kühltruhe vermieden werden kann, doch bestehen hierbei Nachteile insoweit, als die Kühltruhe nur einen begrenzten Zeitraum ohne manuellen Eingriff arbeiten kann; nämlich nur so lange, bis der zweite Kühler infolge eigener Vereisung nicht mehr eine Vereisung der Kühltruhenwände verhindern kann. Da keine Abtauvorrichtung vorgesehen ist, muß stets nach einer gewissen Zeit ein Entfrosten des bzw. der Kühler vorgenommen werden. Hierzu ist as erforderlich, daß die Kühltruhe eine gewisse Zeit gv öffnet wird und

■to teilweise das Gefriergut aus der Truhe zur Freigabe des Kühlers entnommen werden mu3, wodurch eine Beeinträchtigung des Gefriergutes durch Antauen eintreten kann. Die Handhabung des Kühlers ist unbequem und das separate Abtauen lästig, und es

•'5 besteht die Gefahr, daß die Kühler durch Gefriergut beschädigt werden und vorzeitig verschleißen. Außerdem ist der Wirkungsgrad bei der Vermeidung von Primärvereisungen infolge des erforderlichen längeren öffnens der Truhe und des dadurch erfolgenden

'" Zutrittes von Luftfeuchtigkeit äußerst gering.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gefrierkühlschrank zu schaffen, der ohne wesentliche Beeinträchtigung des Gefriergutes besonders wirkungsvoll die sich im Gefrierkühlschrank ausbildende Vereisung automatisch abzutauen vermag.

Diese Aufgabe wird bei dem anfangs genannten

Gefrierkühlschrank erfändungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Kühler das Gefrierfach nur im Bereich der Decke, des Bodens und der Seitenwände umgibt, und der zweite Kühler in der Nähe der Rückwand des Gefrierfaches angeordnet ist, wobei zwischen dem zweiten Kühler und der Gefrierfach tür in der Nähe des zweiten Kühlers eine von den Seitenwänden, der Decke und des Bodens des Gefrierfaches beabstandete

^ft5 Blendplatte aus wärmeisolierendem Material vorgesehen ist, und daß der zweite Kühler eine durch eine entsprechende Dicke des Reif- bzw. Eisniederschlages auf seiner Rohrleitung auslösbare elektrische Heizein-

20

2ϊ

richtung aufweist Hierbei ist die elektrische Heizeinrichtung vorteilhaft in die Rohrleitung des zweiten Kühlers eingebaut Für die Auslösung der elektrischen Heizeinrichtung ist vorzugsweise eine Abtasteinrichtung vorgesehen.

Aus dem DE-GM 71 02 G06 ist eine separat zu einem Kühler anzuordnende, ajif einem Trägerkörper aufgebrachte Abtauheizung bekannt Von dieser findet ein Wärmeübergang nur in Form von Wärmestrahlung statt Demgegenüber ist die elektrische Heizeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung direkt in die Kühlleitung integriert, so daß sich in vorteilhafter Weise außer einem geringeren Raumbedarf ein erheblich günstigerer Wirkungsgrad und damit eine wesentlich kürzere Abtauzeit ergibt was eine Beeinträchtigung des Gefriergutes wesentlich verringert

Die Erfindung wird im folgenden nachstehend anhand der Beschreibung eines Ausfühningsbeispieles sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Die Zeichnung zeigt in

F i g. I eine Seitenansicht im Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gefrierkühlschranks;

Fig.2 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Gefrierkühlschranks von hinten, wobei einige Teile weggebrochen sind;

F i g. 3 einen Querschnitt eines Teiles eines Rohres, das einen zweiten Kühler für das Gefrierfach bildet, welcher in einem Gefrierfach eines erfindungigemäßen Gefrierkühlschranks angeordnet ist; ju

Fig.4 einen Schaltkreis zur Erläuterung eines Kühlzyklus eines erfindungsgemäßen Gefrierkühlschranks.

Im folgenden soll zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen werden, die im Querschnitt einen erfin- r· dungsgemäßen Gefrierkühlschrank zeigt. Ein Kühlschrank 2 ist mit einem Gefrierfach 4, das sich im oberen Bereich befindet und auf einer niedrigen Temperatur, beispielsweise unterhalb von 18°C, vorzugsweise unterhalb von O⁰C gehalten wird, sowie einem »< > Kühlraum 6 versehen, der sich im unteren Bereich befindet und auf einer höheren Temperatur als das Gefrierfach 4 gehalten wird. Diese beiden Räume sind von einem wärmeisolierenden Material 8, beispielsweise geschäumten Polystyrol, umgeben. Eine Tür 10 für das ■·'· Gefrierfach 4 ist an einer Seite der öffnung des Gefrierfaches 4 angelenkt, das sich zur Vorderseite des Kühlschranks öffnen läßt. In gleicher Weise ist eine weitere Tür 12 für den Kühlraum 6 an einer Seite der öffnung des Kühlraumes 6 angelenkt, die zur Vordersei- "'" te des Kühlraumes 6 geöffnet wird, im untersten Raum 14 ist ein Kompressormotor 16, um gasförmiges Kühlmittel zu komprimieren und in unter hohem Druck und hoher Temperatur stehendes gasförmiges Kühlmittel umzuwandeln, sowie eine Verdampferschale 18 >"> untergebracht, um zeitweilig Wasser zu Verdampfungszwecken zu speichern. Im Kühlraum 4 ist eine Vielzahl von Rahmen oder Fachboden 20 untergebracht, welche bei niedriger Temperatur zu haltende Lebensmitte! tragen, und ein Kühler oder Verdampfer 22 für den du Kühlraum 6 kühlt das Innere des Kühlraumes 6 auf eine erforderliche niedrige Temperatur. Am Kühler 22 auftretende Wassertropfen werden in einer Schale 23 gesammelt, die sich bei der Darstellung nach Fig. 1 auf der rechten Seite des Kühlers befindet. Bei dieser ^b5 Ausführungsform wird das Gefrierfach 4 in der Weise gebildet, daß man eine Metallplatte aus thermisch gut leitendem Material zu einem im wesentlichen rechteckigen Metallkasten 24 biegt Ein erster Verdampfer oder Kühler 26, der zum Kühlen des Gefrierfaches 4 dient und jn das wärmeisolierende Material 8 eingebettet ist, ist eng gegen die Außenoberfläche des Metallkastens 24 anliegend angeordnet Das den Kühlern 22 und 26 zugeführte flüssige Kühlmittel mit niedngem Druck und Raumtemperatur wird darin verdampft, um Wärme aus der Atmosphäre in der Nähe der Kühler 22 und 26 zu absorbieren und damit schließlich das Innere des Raumes zu kühlen. Wie in Fig.2 dargestellt ist der Einlaß des Kühlers 22 für den Kühlraum 6 an das eine Ende eines .ersten Kapillarrohres 28 angeschlossen, das mit hohem Druck bei Raumtemperatur zugeführtes flüssiges Kühlmittel in ein flüssiges Kühlmittel mit niedrigem Druck und Raumtemperatur umwandelt, um den Kühler 22 zu versorgen. Der Auslaß des Kühlers 22 für den Kühlraum 6 ist an den Einlad des ersten Kühlers 26 für das Gefrierfach 4 angeschlossen. Das andere Ende des Kapillarrohres 28 ist an die Ausgangsseite eines Verflüssigers 30 angeschlos.v..'i, der Wärme vom gasförmigen Kühlmitlei hohen Drurkes und hoher Temperatur abstrahlt das vom Kompressormotor 16 geliefert wird, um es in gesättigte Flüssigkeit umzuwandeln, die unter hohem Druck und hoher Temperatur komprimiert ist Der Verflüssiger 30 ist an der Rückwand des Kühlschranks 2 mittels einer Halterung 31 befestigt und an der Eingangsseite an die Auslaßöffnung 16a des Kompressormotors 16 für komprimiertes Gas angeschlossen.

Der erfindungsgemäße Gefrierkühlschrank besitzt weiterhin einen zweiten Verdampfer oder Kühler 32 für das Gefrierfach 4, der dichter an der rückseitigen Innenwand des Gefrierfaches 4 angeordnet ist Der zweite Kühler 32 dient als Entfroster zum Abtauen von Reif oder Eis, die lieh an der Innenwand des Metallkastens 24 oder des Gefrierfaches 4 gebildet haben. Wie aus der Zeichnung erkennbar, ist der zweite Kühler 32 dichter an der rückseitigen Innenwand des Gefrierfaches 4 angeordnet, steht jedoch mit dieser Oberfläche nicht in Berührung. Der zweite Kühler 32 besteht bei dieser Ausführungsform aus einem zickzackförmigen Rohr 35 mit einer derartigen Neigung oder Schräge, daß sich darauf bildende Wassertropfen an ihm entlang ir. eine Schale 34 fließen können, welche unter dem Rohr 35 angeordnet ist. Die Schalen 34 und 23 sind mittels Abflußrohren 36 mit der Verdampferschale 18 im untersten Raum 14 verbunden. Wie in Fig.3 dargestellt, ist eine elektrische Heizeinrichtung 38 zum Abtauen von sich bildendem Reif oder Eis längs des Rohres 35 des Kählers 32 vorgesehen und in dieses eingebaut. Vorzugsweise ist diese Heizeinrichtung 38 an der Außenoberfläche des Rohres 35 dichter an der Rüci.soite des Gefrierfaches 4 angeordnet, um eine Wärmeübertragung von der Heizeinrichtung 38 auf die gefrorenen Nahrungsmittel zu vermeiden -oder zumindest so klein wie möglich zu halten. Eine Blendplatte 40 ist vor dem Kühler 32 angeordnet, die eine Doppelfunktion ausübt; die eine besteht darin, eine optische Blende gegenüber der Kühleranordnung zu schaffen, wenn die Tür 10 geöffnet wird, und die andere Funktion besteht darin, die gefrorenen Nahrungsmittel gegenüber der Wärmestrahlung von der Heizeinrichtung 38 des Rohres 35 abzuschirmen. Aus diesem Grunde ist es vorzuziehen, wenn 'värmeisolierendes Material verwendet, um Wärmestrahlung sowie die Bildung von Reif oder Eis auf der Blendplatte selbst zu verhindern. Ein zweites Kapillarrohr. 42 ist zwischen den Kühlmittelauslaß des Kühlers 26 des Gefrierfaches 4 und den

KUhlmitteleinlaß des zweiten Kühlers 32 des Gefrierfaches 4 geschaltet. Der Kühlmittelauslaß des Kühlers 32 des Gefrierfaches 4 ist über eine Rohrleitung an die Einlaßöffnung 16f> des Kompressormotors 16 angeschlossen.

Obwohl in den Fig. I und 2 nicht dargestellt, ist ein Temperaturdetektor, beispielsweise ein Thermistor, zum Abtasten der Oberflächehtemperatur des Kühlers 22 des Kühlraumes an der Rückseite des Kühlraumes 6 vorgesehen. In gleicher Weise ist ein weiterer Temperaturdetektor zum Abtasten der Schichtdicke von Reif bzw. Eis, die sich im Gefrierfach beispielsweise beim zweiten Kühler 32 bilden, an der Rückseite des Gefrierfaches 4 vorgesehen. Diese werden im Zusammenhang mit der F i g. 4 näher erläutert.

In Fig.4 erkennt man einen Schaltkreis des Kühlkreislaufs des in den Fig. 1 und 2 dargestellen Kühlschranks 2. Wie aus der Zeichnung erkennbar, ist der Kompressor iö an den Verflüssiger 30 ungesciiiüssen, der seinerseits über das erste Kapillarrohr 28 mit dem Kühler 22 des Kühlraumes 6 verbunden ist. Der Kühler 22. der an den ersten Kühler 26 des Gefrierfaches 4 angeschlossen ist, ist über das zweite Kapillarrohr 42 mit dem zweiten Kühler 32 des Gefrierfaches 4 verbunden, der außerdem an den Kompressormotor 16 angeschlossen ist. Eine derartige Verbindung dieser Bauelemente bildet einen Kühlkreislauf. Der Temperaturdetektor 44 zur Messung der Oberflächentemperatur des Kuhlers 22 ist in der Nähe des Kühlers 22 des Kühlraumes 6 und der Temperatur- J0 detektor 46 zur Messung der Dicke von Reif bzw. Eis auf der Oberfläche des zweiten Kühlers 32" des Gefrierfaches 4 ist in der Nähe des Kühlers 32 angeordnet. Diese Temperaturdetektoren 44 bzw. 46 steuern einen Stromfluß in der elektrischen Heizeinrichtung 38 über einen Steuerschaltkreis oder eine Steuerung 48 zur

C».«...»-..«» .._Λ« "Tom no »nil.»· lins! Da!P K^IU Pie Πϊβ

hfiVUVi uiig TVii ibiiipvtmgi wiiu »««■»* v*«·*· *_.■*». h~>«> Steuerung 48 ist an die Temperaturdetektoren 44 und 46 sowie an die Spannungsversorgung des Kompressormotors 16 angeschlossen.

Im Betrieb, wenn der Kompressormotor 16 läuft, fließi das durch den Verflüssiger 30 und das Kapillarrohr 28 hindurchgehende flüssige Kühlmittel in den Kühler 22 des Kühlraumes, der sich im Kühlraum 6 befindet, wo es teilweise verdampft wird, um den *·> Kühlraum 6 zu kühlen. Das de"n Kühler 22 verlassende Kühlmittel fließt in den ersten Kühler 26 des Gefrierfaches 4, der eng um seine Umfangswand herum angeordnet ist, wo es wiederum verdampft wird, um das Gefrierfach 4 zu kühlen. Das durch den Kühler 26 hindurchgehende Kühlmittel erhält einen niedrigeren Druck und tritt dann in den zweiten Kühler 32 ein, wo es verdampft wird, um das Innere des Gefrierfaches 4 zu kühlen, und kehrt schließlich zum Kompressormotor 16 zurück. Zu diesem Zeitpunkt sind die Drucke des flüssigen Mediums, das durch den Kühler 22 des Kühlraumes 6 und den ersten Kühler 26 des Gefrierfaches 4 fließt, ungefähr gleich, so daß die Oberflächentemperaturen der entsprechenden Kühler im wesentlichen gleich groß sind. Das Kühlmittel mii vom Kapillarrohr 42 reduziertem Druck fließt durch den Kühler 32, so daß die Druckreduzierung des Kühlmittels die Oberflächentemperatur des zweiten Kühlers 32 de·; Gefrierfaches 4 auf einen Wert absenkt, der niedriger als der des ersten Kühlers 26 des Gefrierfaches 4 liegt. Der Grund hierfür besteht darin, daß Freon als Kühlmittel verwendet wird, und daher wird da« Kühlmittel leichter verdampft, weil der Druck niedriger ist.

Bei dem nachstehend näher beschriebenen Beispiel wird Freon R-12 als Kühlmittel verwendet. Freon R-12 wird vom Kompressormotor 16 komprimiert, so daß es sich um ein Gas hoher Temperatur mit einem Druck von ungefähr 10 bar handelt, und dann in den Verflüssiger 3d eingeleitet, wo es Wärme abgibt und in flüssiger»

ZuStäfiu üucfgciit. LJaS iiüaäigc i^UiiimitiCi Wii"u VGiTii

Kapillarrohr 28 hinsichtlich seines Druckes reduziert, so· daß dieser ungefähr 1,2 bar beträgt, und dann in den Kühler 22 und den Kühler 26 eingeleitet, so daß die Oberflächentemperatur einen Wert von ungefähr -25⁰C aufweist; damit absorbiert das Kühlmittel Wärme vom Kühlraum 6 und vom Gefrierfach 4 zum Verdampfen. Die Kühlflächen der Kühler sind so ausgebildet, daß die Temperatur im Gefrierfach 4 ungefäti· -20° C und die im Kühlraum 6 ungefähr + 3° C beträgt. Das übrige flüssige Kühlmittel, das durch den ersten Kühler 26 des Gefrierfaches 4 hindurchgeht, wird vom zweiten Kapillarrohr 42 hinsichtlich seines Druckes weiter reduziert, so daß es einen Wert von ungefähr 1,0 bar aufweist, und tritt dann in den zweiten Kühler 32 des Gefrierfaches 4 ein. so daß die Oberflächentemperatur des Kühlers 32 ungefähr einen Wert von -30⁰C annimmt. Der zweite Kühler 32 absorbiert ebenfalls Wärme aus dem Innenraum des Gefrierfaches 4. Das flüssige Kühlmittel verdampft, so daß es in den gasförmigen Zustand übergeht, und kehrt zum Kompressormotor 16 zurück.

Wenn die Temperatur im Gefrierfach 4 des mit einem derartigen Kühlzyklus betriebenen Kühlschranks 2 auf einen Wert unterhalb von 0⁰C fällt, so bilden sich Reif bzw. Eis, die sich auf der Innenwand bzw. den untergebrachten Nahrungsmitteln absetzen. Wie oben bereits erwähnt, ist das Gefrierfach 4 des erfindungsgemäßen Kühlschranks 2 zusätzlich mit dem zweiten Kühler 32 für das Gefrierfach 4 ausgerüstet, dessen Oberflächentemperatur niedriger als die des ersten Kühlers 26 des Gefrierfaches 4 ist. Dementsprechend wird Reif bzw. Eis, die sich auf dem Kühler 26 bilden, dessen Oberflächentemperatur höher als die des zweiten Kühlers 32 oder der untergebrachten Nahrungsmittel ist allmählich sublimiert oder verdampft, und die Verdampfung bewegt sich in Richtung des zweiten Kühlers 32, wo sie sich gesammelt auf dem zweiten Kühler 32 niederschlägt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gefrierkühlschrank mit einem Gefrierfach, einer in einer öffnung des Gefrierfachs vorgesehenen Gefrierfachtür zum Hineinlegen bzw. Entnehmen des Gefriergutes, einem das Gefrierfach teilweise umgebenden ersten Kühler, einem im Innenraum des Gefrierfachs vorgesehenen zweiten Kühler und einer gesteuerten Kühlmittel-Versorgungseinrichtung für die Kühler, die die Temperatur des zweiten Kühlers unterhalb der Temperatur des ersten Kühlers hält, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kühler (26) das Gefrierfach (4) nur im Bereich der Decke, des Bodens und der Seitenwände umgibt, und der zweite Kühler (32) in der Nähe der Rückwand des Gefrierfachs (4) angeordnet ist, wobei zwischen dem zweiten Kühler (32) und der Gefrierfachtür (10) in der Nähe des zweiten Kühlers (32) eine von den Seitenwänden, der Decke epd des Bodens des Gefrierfachs (4) beabstandete Blendplatte (40) aus wärmeisoüerenden Material vorgesehen ist, und daß der zweite Kühler (32) eine durch eine entsprechende Dicke des Reif- bzw. Eisniederschlags auf seiner Rohrleitung (35) auslösbare elektrische Heizeinrichtung (38) aufweist

2. Gefrierkühlschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizeinrichtung (38) in die Rohrleitung (35) des zweiten Kühlers (32) eingebaut ist.

3. Gefrierkül.ischrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß fü- die Auslösung der elektrischen Heizeinrichtung (38) eine Abtasteinrichtung (46) vorgesehen ist.