DE3134214A1

DE3134214A1 - Kaeltekreislauf fuer kuehl- und gefriergeraete mit kaeltemittelgemisch

Info

Publication number: DE3134214A1
Application number: DE19813134214
Authority: DE
Inventors: Wolf Eberhard Dr.-Ing. 8027 Dresden Kraus; Klaus Dr.-Ing. 9360 Zschopau Meutzner
Original assignee: VEB DKK SCHARFENSTEIN
Current assignee: VEB DKK SCHARFENSTEIN
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1981-08-29
Publication date: 1982-06-16
Also published as: DD153914A1

Description

Kältekreislauf fUr KUhl- und Gefriergeräte mit Kälte-
mittelgemisch Die Erfindung betrifft einen Kälte kreislauf fUr KUhl-und Gefriergeräte, die sowohl im Haushalt als auch im Gewerbe Anwendung finden können.
Für KWhl- und Gefriergeräte genannten Anwendungsfalles sind Kaltdampf-Kompressionskältekreisläufe mit den Hauptbauteilen Kompressor, Kondensator, Drosseleinrichtung und Verdampfer bekannt. Dabei erfolgt die Wärmeaufnahme im Verdampfer bei niedrigem Temperaturniveau unterhalb der zu erreichenden EUhl- oder Gefrierfachtemperatur.
Die Wärmeabgabe im Verflüssiger oberhalb der Umgebungstemperatur bedingt ein großes Druckverhältnis des Kreisprozesses, woraus ein schlechterer iiefergrad sowie höhere Energieverbraushs- und Geräuschwerte des Verdichters gegenüber einem geringeren Druckverkältnis resultieren Ziel der Erfindung ist es, die Kennziffern für den Ener gieverbrauch, das Geräusch und den Raumausnutzungsgrad bei Kühl- und Gefriergeräten zu verbessern.
Dar Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde9 das hohe Druck verhältnis bei Kältekreisläufen für Kühl- und Gefriergeräte herabzusetzen.
Die technische Aufgabe der Erfindung wird gelöst, indem für Kühl- und Gefriergeräte ein Kältekreislauf gefunden wurde, der in seiner Kombinstion und im Zusammenwirken neu ist Dar Kältekreislauf besteht in der Reihenfolge des Kältemittelumlaufes aus den Hauptbauteilen Kompressor, Rahmenheizungsrohr, Regenerativwärmeübertrager, Drosselorgan (Kapillare) und Verdampfer. Das Rahmenheizungsrohr dient in bekannter Weise zur Beheizung der Gehäuseaußenseiten von Sternefächern in Kühlgeräten bzw. von Gefriergeräten, um Tauwasserniederschlag aus der Umgebungsluft zu verh indern. Durch die Wärmeabfuhr im Rahmenheizungsrohr wird der komprimierte Kältemitteldampf enthitzt und beginnt teilweise zu kondensieren. Die vollständige Kondensation erfolgt durch Wärmeabgabe an den den Verdampfer verlassenden Naßdampf in einem Regenerativwärmeübertrager. Durch diese Schaltung des Kältekreislaufes bleibt der Kondensationsdruck relativ niedrig, was zu dem angestrebten niedrigen Druckverhältnis und den damit verbundenen günstigen Kennziffern des Kreislaufes führt. Ein gesonderter Kondensator kann entfallen.
Der Regenerativwärmeübertrager und die Kapillare können zur Vermeidung von Kälteverlusten in der thermischen Isolierung des Kältegerätes untergebracht werden Durch Wegfall des üblicherweise an der Geräterückseite angeordneten Verflüssigers verbessert sich der Raumausnutzungsgrad des Gerätes, Als Kältemittel kommen im geschilderten Kältekreialauf Ge--mische aus mehreren Kältemitteln zur Anwendung.
Die Erfindung soll nachfolgend fUr das Beispiel eines Haushaltgefrierschrankes anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
Der vom Kompressor 1 verdichtete Kältemitteldampf wird zwecks Enthitzung und Teilkondensation zunächst dem Rahmenheizungsrohr 2 zugeführt, welches zur Vermeidung von Feuchtigkeitsniederschlag aus der Umgebungsluft in bekannter Weise entlang der Gehäusevorderseite verlegt ist Die vollständige Kondensation erfolgt im nachgeschalteten Regenerativ-Wärmeübertrager 3, der im einfachsten Falle als Doppe.l- oder Parallelrohr-Gegenstromwärmeübertrager ausgebildet werden kann Zur Vermeidung von Kälteverlusten ist dieser in der Polyurethanschaumstoffisolierung des Gefrierschrankgehäuses eingebettete Nach Entspannung in der Kapillare 4, die ebenfalls thermisch isoliert oder im. Gefrierfach untergebracht sein muß, beginnt die Verdampfung des flüssigen Kältemittels im beispielsweise eingeschäumten, die Gehäuseinnenverkleidung bildenden Verdampfer 5. -Das noch nicht vollständig verdampfte Kältemittel verläßt den Verdampfer durch- die Leitung 6 und nimmt beim Passieren des Regenerativ-WErmeübertragerß 3 den Hauptanteil der Kondensationswärme auf, wodurch es restlos verdampft und Uberhitzt wird, Es gelangt anschließend auf kürzestem Wege wieder zum Kompressor 1.
Der geschilderte Kältekreislauf soll mit Dreikomponentenkältemittel R 13/ R 12/ R betrieben werden. Die Kon zentration des Gemisches beträgt 25 - 30 Masse ° % R 13 40 - 45 Masse - % R 12 25 - 30 Masse - % R 11 Für einen Verdampfungsdruck von 0,2 MPa liegt der Bereioh der Verdampfungstemperatur etwa zwischen -40 und 15°C. so daß einerseits sehr gute Veraussetzungen für die Realisierung des Gefrier- und Lagerprozesses im Gefrierfach und andererseits für die Aufnahme der Kondensationswärme im Wärmeübertrager gegeben sind. Mit einem Kondensationsdruck von 0,8 bis 1,0 MPa kommt die Kondensationsanfangstemperatur in die Größenordnung 55 bis 60°C, wodurch eine sehr wirksame Beheizung der Gehäuseaußenseiten gewährleistet wird.
Für das vorliegende Beispiel nimmt das Druckverhältnis den Wert 4 bis 5 an, während der herkömmliche kältekreislauf mit dem Kältemittel R 12 zur Lcsung der gleichen Aufgabe bei einem Druckverhältnis um 13 arbeiten müßte. Im Ergebnis dessen kann mit einem Anheben des Liefergrades der eingesetzten kleinen Hermetikverdichter in der Größenordnung vor 0,4 auf 0,6 gereohnet werden. Da die Aufteilung der Verdampfungsenthalpie auB Verdampfer und Wärmeübertrager in Richtung einer Zunahme des Kältemittelmassestromes tendiert, wirken bessere Liefergrade, größere Verdampfungswärmen und meist höhere Dichtem der Gemische einer Hubvolumenvergrößerung entgegen.
Infolge der drastischen Senkung des Druckverhältnisses ist mit einer Verringerung des spezifischen Energieverbrauches um 30 % sowie mit einer Verminderung des Geräusches, der Verdichtungsendtemperatur und der Motorwicklungstemperatur zu rechnen.
Der kalte Abschnitt des Verdampfungstemperaturbandes läßt sich vorteilhaft fUr die Schaffung von Schnellgefrierfächern nutzen und garantiert insgesamt eine sichere kälte technische Auslegung vor allem von Zweitemperatur- und Gefriergeräten.
Durch den Wegfall des Ublicherweise an der GeräterUckwand angebrachten VerflUssigers ist bei einem tischhohen Schrank ohne Veränderung der Außenabmessungen ein Nutzraumgewinn um 10 bis 15 1 möglich.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Kompressor 2 Rahmenheizungsrohr 3 Regenerativ-Wärmeübertrager 4 Drosseleinrichtung 5 Verdampfer L e e r s e i t e

Claims

Patentanspruch 1. Kältekreislauf für Kühl- und Gefriergeräte mit Kältemittelgemisch, bestehend aus der Kombination von Korn pressor (1), Rahmenheizungsrohr (2), Regenerativ-Wärmeübertrager (3), Drosseleinrichtung (4), Verdampfer (5) und Verbindungsleitungen.
2. Kältekreislauf nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensation des Kältemittels im Rahmenheizungsrohr (2) und im Regenerativ-Wärmeübertrager (3) erfolgt.
3. Kältekreislauf nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerativ-Wärmeübertrager (3) und die Drosseleinrichtung (4) thermisch isoliert in der Polyurethanschaumstoffisolierung eines Kühl-oder Gefriergerätegehäusas eingebettet sind.
4. Kältekreislauf nach Punkt 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (4) im Gefrierfach angeordnet ist.