DE3224452C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweitemperaturen- Einkreis-Kühlmöbel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Kühlmöbel der genannten Art haben in der Regel einen aus einem zusammenhän­ genden Zuschnitt einer walzgeschweißten, mit Kältemittelkanälen versehenen Platine gebildeten Verdampfer, dessen erster Abschnitt dem Tiefkühlfach zugeordnet ist, während der im Kreislauf des Kältemittels nachgeschaltete zweite Verdampferab­ schnitt als Raumverdampfer in dem durch eine wärmeisolierte Zwischenwand vom Tiefkühlfach getrennten normalen Kühlfach dient. Derartige Verdampfer sind bei­ spielsweise aus den Unterlagen zu dem DE-GM 74 31 690 sowie aus der DE-OS 14 76 962 bekannt.

Beim Betrieb derartiger Kühlgeräte ist es üblich, den Raumverdampfer zyklisch in jeder Stehphase der Kompressions-Kältemaschine abzutauen. Dies kann entweder durch Zufuhr elektrischer Energie oder durch natürlichen Wärmeeinfall aus der das Kühlgerät umgebenden Raumluft geschehen. Der Abtauvorgang ist beendet, wenn diejenige Stelle des Raumverdampfers, an welcher sich der Temperaturfühler für die Regelung der Kompressions-Kältemaschine befindet, eine Temperatur von +4°C erreicht hat.

Infolge der besonderen Verdampferkonstruktion, bei welcher der Raumverdampfer dem im Tiefkühlfach angeordneten Verdampfer im Kreislauf des Kältemittels nach­ geschaltet ist, kann es vorkommen, daß an der durch die wärmeisolierte Zwischen­ wand hindurchführenden Verbindungsstelle zwischen dem dem Tiefkühlfach zugeord­ neten Verdampferabschnitt und dem Raumverdampfer die Temperatur bis zum Wie­ deranlauf der Kompressions-Kältemaschine den Schmelzpunkt des Eises nicht über­ schreitet. Hierdurch kommt es an dieser kritischen Verbindungsstelle zu einer blei­ benden Vereisung, die im Laufe des Betriebes des Kühlmöbels stetig anwächst und zu erheblichen Störungen im Betrieb des Kühlmöbels Anlaß geben kann.

Ursache dieser Vereisung an der kritischen Verbindungsstelle beider Verdampferab­ schnitte ist einerseits Wärmeleitung und andererseits Verdampfung von Kältemittel, die je nach der Kanalführung in der Verbindungstelle unterschiedlich stark ist. Die­ se Verdampfung tritt ein, wenn beispielsweise während der Stehzeit der Kompres­ sions-Kältemaschine flüssiges Kältemittel aus dem dem Tiefkühlfach zugeordneten Verdampferabschnitt in die Verbindungsstelle zwischen den beiden Verdampferab­ schnitten nachströmt. Dies kann sowohl durch das hier bestehende natürliche Gefälle als auch dadurch eintreten, daß durch die Druckerhöhung im Verdampferabschnitt des Tiefkühlfaches infolge von Fremdgas (Luft im Kältemittelkreislauf) flüssiges Kältemittel bis in die Verbindungsstelle der beiden Verdampferabschnitte mitgerissen wird.

Um die durch bleibende und bei längerer Betriebsdauer des Kühlgerätes zunehmende Vereisung der kritischen Verbindungsstelle zwischen den beiden Verdampferabschnit­ ten zu vermeiden, ist es bei bekannten Kühlgeräten, sofern sie über eine besondere Abtauheizung in Form einer elektrisch beheizten Heizschlange verfügen, üblich, we­ nigstens eine Windung dieser Heizschlange an die kritische Verbindungsstelle der beiden Verdampferabschnitte zu legen. Sofern jedoch das zylkische Abtauen des Raumverdampfers nur durch natürlichen Wärmeeinfall in das Normalkühlfach be­ werkstelligt wird, ist es erforderlich, mit Hilfe von besonderen Wärmeleiteinrich­ tungen genügend Wärme an diese kritische Verbindungsstelle zu transportieren.

Derartige bekannte, zusätzliche Einrichtungen sind jedoch aufwendig und teuer. So­ fern es sich dabei um elektrisch beheizte Abtauvorrichtungen handelt, wird darüber hinaus der Energieverbrauch des Kühlgerätes deutlich gesteigert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Kühlmöbeln der eingangs näher be­ schriebenen Art durch entsprechende Anordnung der Kältemittelkanäle in dem dem Gefrierfach zugeordneten ersten Verdampferabschnitt schon zu Beginn der Still­ standsphase des Aggregats eine eindeutige Trennung des Kältemittels in eine flüssige und eine gasförmige Phase zu erreichen und damit das Nachströmen flüssigen Käl­ temittels in die kritische Verbindungsstelle der beiden Verdampferabschnitte wäh­ rend der Stehphase der Kompressions-Kältemaschine mit einfachen Mitteln zu unter­ binden und somit ein einwandfreies Abtauen dieser Verbindungsstelle mit Sicherheit zu gewährleisten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Ausbildung des Verdampfers entspre­ chend den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ausbildung des Verdampfers gelingt es, nur durch entsprechende Ausbildung des Kanalverlaufes ein Nachfließen von flüssigem Kälte­ mittel in die kritische Verbindungsstelle der beiden Verdampferabschnitte zu vermei­ den und ein einwandfreies Abtauen dieser Verbindungsstelle zu gewährleisten.

Um eine sichere Abscheidung des Kältemittels in der dampfförmigen von der flüssi­ gen Phase zu gewährleisten, ist nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen, daß das im stehenden Wandabschnitt ange­ ordnete Siphon in seinen Steigungen mehrere einander parallele Kanalabschnitte auf­ weist. Durch den hierdurch vergrößerten Strömungsquerschnitt wird vermieden, daß zwischen Dampfblasen Kältemittel in flüssiger Form durch das Siphon gefördert wird.

Um auch das durch Rückkondensation des aus dem Raumverdampfer entweichenden Kältemitteldampfes an dem sehr kalten Gefrierfachverdampfer entstehende flüssige Kältemittel am Zurückströmen in die Verbindungsstelle zwischen den beiden Ver­ dampferabschnitten mit Sicherheit zu hindern, ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der vom Abscheider zum Raumverdamp­ fer führende Kanal vom Abscheider aus leicht ansteigt und einen sich stetig erwei­ ternden Querschnitt aufweist und daß am Übergang zu einer den ersten Verdampfer­ abschnitt mit dem Raumverdampfer verbindenden Brücke eine Rückhaltestufe vorgese­ hen ist.

Weitere, in den Ansprüchen gekennzeichnete vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung vereinfacht dargestellten Zweitemperaturen-Einkreis-Kühlschrankes und dessen Verdampfersystem erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den oberen Abschnitt eines Zweitemperaturen- Einkreis-Kühlschrankes mit einem Gefrierfach und einem Normalkühlfach, teilweise geschnitten, um dessen Verdampfersystem sichtbar zu machen, in raumbildlicher Ansicht,

Fig. 2 das als walzgeschweißte Platine ausgebildete Verdampfersystem des Kühlschrankes nach Fig. 1 in abgewickelter Form und

Fig. 3 in einem vergrößerten Ausschnitt einen Teil der Verbindungsstelle zwischen den beiden, dem Tief­ kühlfach und dem Normalkühlfach zugeordneten Ab­ schnitten des Verdampfers.

Ein in der Fig. 1 mit 10 bezeichneter Zweitemperaturen-Ein­ kreis-Kühlschrank ist in der üblichen Weise mit einem oben­ liegenden Gefrierfach 11 und einem darunterliegenden, von diesem durch eine wärmeisolierete Zwischenwand 12 getrennten Normalkühlfach 13 ausgestattet. Die Seitenwände des Normal­ kühlfaches 13 sind mit Nuten 14 zum Einschieben nicht dar­ gestellter Traggitter versehen.

Der mit einer nicht dargestellten Kompressions-Kältemaschine ausgerüstete Kühlschrank 10 weist einen Verdampfer 15 auf, welcher in der üblichen Weise aus zwei miteinander durch Walzschweißen verbundenen, ein System von zusammenhängenden Kältemittelkanälen zwischen sich einschließenden Platinen gebildet ist. Dieser Verdampfer 15 hat einen mit "A" be­ zeichneten ersten Abschnitt, welcher dem Tiefkühlfach 11 zugeordnet ist und dessen verschiedene, miteinander zusam­ menhängende Abschnitte den Boden 16, die Decke 17 sowie die dazwischenliegende Rückwand 18 bilden. In der Einbau­ lage nach Fig. 1 bildet die Rückwand 18 einen annähernd senkrecht stehenden Wandabschnitt, während der Boden 16 und die Decke 17 annähernd waagerecht liegen. Dem ersten Abschnitt "A" ist ein einen abtaubaren Raumverdampfer bildender zwei­ ter Abschnitt "B" nachgeschaltet, welcher mit dem ersten Abschnitt "A" über eine winkelförmige Verbindungsbrücke 20 verbunden ist.

Der in Fig. 2 in der Abwicklung gezeigte Verdampfer 15 aus einer walzgeschweißten Platine ist im Gebrauch in den zwischen den einzelnen Abschnitten gelegenen, jeweils durch zwei strich­ punktierte Linien begrenzten Biegezonen in der in Fig. 1 dargestellten Weise zu einem an seiner Frontseite und an den Seiten offenen U-Profil gebogen. Eine weitere Biege­ zone befindet sich in dem waagerechten Abschnitt der Ver­ bindungsbrücke 20, welche an dieser Stelle mit entsprechend großem Biegeradius mit 180° nach hinten derart abgebogen wird, daß der den Raumverdampfer 21 bildende, mit "B" bezeichnete zweite Abschnitt, wie in Fig. 1 dargestellt, in umgeklappter Lage unterhalb der Rückwand 18 im Normalkühlfach 13 hängt.

Das in bekannter Weise über ein in einem Saugrohr 22 ver­ legtes Drosselrohr 23 in der Verbindungsbrücke 20 an dem als Rückwand 18 dienenden stehenden Wandabschnitt in das Kanal­ system eingeleitete flüssige Kältemittel durchströmt die Decke 17 in einem mäanderartig verlaufenden Kanal 24, wel­ cher mit einem geringen Strömungsquerschnitt ausgestattet ist und mit weiten Windungen zwischen den seitlichen Rändern der Decke 17 bis zu deren Stirnkante geführt ist. Von dort verläuft er über einen zum einen Rand der Decke 17 nahezu parallelen Kanalabschnitt 25, der ebenfalls einen geringen Strömungsquerschnitt aufweist und über die Rückwand 18 bis in die Nähe der vorderen Stirnkante des Bodens 16 verläuft. Hier tritt er in einen Kanal 26 ein, welcher ebenfalls mäan­ derartig zwischen den seitlichen Begrenzungen des Bodens 16 hin- und herverläuft und als Waffelmuster mit eng nebeneinan­ der liegenden Windungen großvolumig ausgebildet ist.

Am Übergang zur Rückwand 18 gelangt das Kältemittel in einen überwiegend im aufwärts gerichteten Teil der Biegezone und der Rückwand 18 gelegenen siphonartigen Abscheider 27, 28, welcher in seinen stei­ genden bzw. fallenden Abschnitten mehrere, zueinander parallel liegende Kanalabschnitte aufweist und in einen Abscheider 28 mündet, die ebenfalls wenigstens zum Teil im stehenden Wandabschnitt der Rückwand 18 liegen und nach Art eines Waffel­ musters ausgebildet sind. Vom oben liegenden Ausgang des Ab­ scheiders führt ein Kanal 29 über die Verbindungsbrücke 20 zum Raumverdampfer 21. Dieser Kanal 29 steigt in der Rückwand und im waagerechten Abschnitt der Verbindungsbrücke 20 leicht an und weist einen sich in Richtung zum Raumverdampfer 21 stetig erweiternden Querschnitt auf. Am Übergang des waage­ rechten Abschnittes in den senkrechten Abschnitt der Verbin­ dungsbrücke weist dieser Kanal 29 eine Rückhaltestufe 30 auf. Diese insbesonders deutlich aus der Fig. 3 erkennbare Rück­ haltestufe hat in der Stillstandsphase der Kompressions- Kältemaschine die Aufgabe, im Dampfstrom des Kältemittels evtl. in flüssiger Phase mitgefördertes Kältemittel aufzu­ fangen, welches von dort aus über den leicht abwärts geneig­ ten Kanal 29 in den Abscheider 28 in der Rückwand 18 zurück­ laufen kann. Über die Rückhaltestufe 30 wird der Kanal 29 im senkrechten Abschnitt der Verbindungsbrücke 20 nach unten in den Raumverdampfer 21 geleitet. Der Raumverdampfer 21 ist mit einem in einer Schleife gelegten Kanal 31 ausge­ stattet, welcher gegenüber den Kanälen in den übrigen Verdampferabschnitten nur ein geringes Volumen aufweist.

Über einen ebenfalls durch die Verbindungsbrücke 20 verleg­ ten Kanal 32 verläßt das Kältemittel den Raumverdampfer 21 um durch einen ebenfalls in der Rückwand und zum Teil auch im Boden angeordneten Abscheider 33 in einen als Waffel­ muster ausgebildeten Dampfdom 34 zu gelangen. Der zuletzt beschriebene Abscheider 33 hat ebenso wie der Dampfdom 34 die Aufgabe, beim Betrieb der Kompressions-Kältemaschine flüssiges Kältemittel von der dampfförmigen Phase zu trennen, damit nur dampfförmiges Kältemittel vom Ausgang des Dampf­ domes 34 über das Saugrohr 22 abgesaugt werden kann.

Durch die im vorstehenden beschriebene besondere Anordnung und Ausbildung der Kanäle in den einzelnen Verdampferab­ schnitten und ebenso durch deren unterschiedliche Volumina und insbesondere durch die besondere Ausbildung des siphonförmigen Abscheiders 27, 28 wird er­ reicht, daß nach dem Abschalten der Kompressions-Kältemaschi­ ne nur noch für kurze Zeit flüssiges Kältemittel aus dem Kanalsystem im Boden 16 des Verdampfers im Tiefkühlfach 11 in den zum Raumverdampfer 21 führenden Kanal 29 gelangen kann. Schon in verhältnismäßig kurzer Zeit nach dem Stillsetzen der Kompressions-Kältema­ schine gelangt dann aufgrund der besonderen Ausbildung des siphonförmigen Abscheiders 27, 28 nur noch dampfförmiges Kältemittel in die Verbindungsleitung 29, so daß der in das Normalkühlfach hineinragende untere Abschnitt der Verbindungsbrücke 20 nach dem Verdampfen des im Kanal 31 vorhandenen flüssigen Kältemittels nur noch mit dampfförmi­ gem Kältemittel beaufschlagt wird und somit einwandfrei ab­ tauen kann.

Claims (6)

1. Zweitemperaturen-Einkreis-Kühlmöbel mit einer Kom­ pressions-Kältemaschine, deren vorzugsweise aus zwei miteinander durch Walzschwei­ ßen verbundenen, ein System von zusammenhängenden Kältemittelkanälen zwi­ schen sich einschließenden Platinen gebildeter Verdampfer einen dem obenliegen­ den Gefrierfach zugeordneten, dessen Boden und Decke sowie einen diese ver­ bindenden stehenden Wandabschnitt, wie Seiten- bzw. Rückwand bildenden ersten und einem diesem nachgeschalteten, einen abtaubaren Raumverdampfer bildenden zweiten Abschnitt aufweist, welcher dem darunterliegenden Normalkühlfach zu­ geordnet ist, wobei das flüssige Kältemittel, ausgehend von einer in der Decke des oberen ersten Abschnitts liegenden Einspritzstelle diese in mäanderförmigen Kanälen und anschließend den Boden durchströmt, bevor es in den Raumver­ dampfer gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel in der Nähe der Vorderkante des nach hinten leicht ansteigenden Bodens (16) in einen mäanderartig zwischen dessen seitlichen Begrenzungen hin- und herverlaufenden erweiterten Kanal (26) von großem Querschnitt und großem Volumen eingeleitet wird und von dort in einen überwiegend im stehenden Wandabschnitt (18) gelege­ nen siphonförmigen Abscheider (27, 28) gelangt, aus dem es in den Kanal (29, 31) des Raumverdampfers (21) eintritt, aus dem es über einen weiteren Kanal (32) in einen im stehenden Wandabschnitt (18) des ersten Verdampfers (A) ange­ ordneten Dampfdom (34) zurückkehrt und von dort in der Dampfphase abgesaugt wird.

2. Kühlmöbel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im stehenden Wandabschnitt (18) angeordnete siphonförmige Abscheider (27) in seinen Stei­ gungen mehrere einander parallele Kanalabschnitte aufweist.

3. Kühlmöbel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der siphonförmige Abscheider (27, 28) teils in der senk­ rechten Wand (18) und teils in der Biegezone zwischen dem Boden (16) und dem senkrechten Wandabschnitt (18) liegt.

4. Kühlmöbel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Abscheider (28) zum Raumverdampfer führende Kanal (29) vom Abscheider (28) aus leicht ansteigt und einen sich stetig erweiternden Querschnitt aufweist und daß am Übergang zu einer den ersten Verdampferabschnitt "A" mit dem Raumverdamp­ fer (21) verbindenden Brücke (20) eine Rückhaltestufe (30) vorgesehen ist.

5. Kühlmöbel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (31) im Raumverdampfer (21) ein gegenüber den Kanälen in den übrigen Verdampferabschnitten "A" geringes Volumen aufweist.

6. Kühlmöbel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Raumverdampfer (21) zurückkehrende Kältemittelkanal (32) in einen im stehenden Wandabschnitt (18) und teilweise auch im Boden (16) des ersten Verdampferabschnittes "A" angeordneten Abscheider (33) einmündet, dem der Dampfdom (34) nachgeschaltet ist.