DE3431451A1

DE3431451A1 - Als waermepumpe genutztes kuehl- oder gefriergeraet

Info

Publication number: DE3431451A1
Application number: DE19843431451
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 7928 Giengen Holz; Helmut Dr.-Ing. Dr. Lotz
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1984-08-27
Filing date: 1984-08-27
Publication date: 1986-02-27

Description

Als Wärmepumpe genutztes Kühl- oder Gefriergerät

Die Erfindung betrifft ein als Wärmepumpe genutztes Kühl- oder Gefriergerät, insbesondere für Haushaltszwecke, mit einem gegebenenfalls in mehrere Fächer mit unterschiedlicher Lagertemperatur aufgeteilten Vorratsbehälter für das Kühl- und Gefriergut und einer Kompressions-Kältemaschine, deren Kondensator zwei einander parallel geschaltete Abschnitte aufweist, von denen einer im Wärmetausch mit einem Wasserspeicher und der andere .bedarfsweise im Wärmetausch mit der Umgebungsluft steht.

Bei einem aus der DE-PS 10 32 774 bekannten Gerät der genannten Art ist im Kältekreislauf der als Wärmepumpe genutzten Kompressions-Kältemaschine sowohl ein zusätzlicher Verdampfer als auch ein zusätzlicher Kondensator vorgesehen. Diese zusätzlichen Wärmetauscher sind außerhalb des Gerätes angeordnet und der Raumluft ausgesetzt. Sie lassen sich wahlweise in den Kältekreislauf einschalten, wenn beispielsweise bei erhöhtem Wasserverbrauch die aus dem Gerät abgeführte Wärmemenge nicht ausreicht, um das Wasser auf die geforderte Temperatur aufzuheizen oder bei geringem bzw. vorübergehend völlig eingestelltem Wasserverbrauch die Gefahr einer Überhitzung des Kondensators besteht. Im ersten Fall wird hierbei mit dem zusätzlichen Verdampfer der Umgebungsluft Wärme und Feuchtigkeit entzogen,

EPO COPY

J-

TZP 84/410 während im zweiten Falle Wärme an die Raumluft abgegeben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kühl- oder Gefriergeräte der eingangs näher beschriebenen Art zu vereinfachen und zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verdampfer der Kompressions-Kältemaschine außerhalb des Vorratsbehälters derart angeordnet ist, daß er wahlweise mit dem im Vorratsbehälter befindliche Luftvolumen oder mit Luft aus der Umgebung des Gerätes beaufschlagbar ist.

Aufgrund des erfindungsgemäß angeordneten Verdampfers und dessen wahlweiser Beaufschlagbarkeit mit dem Luftvolumen im Vorratsbehälter oder der Luft aus der Umgebung ist es möglich, dem Wasserspeicher auch bei hohem Wasserverbrauch genügend Wärme zuzuführen ohne daß hierzu ein zusätzlicher Verdampfer erforderlich wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verdampfer in einer mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehenden Luftleitvorrichtung angeordnet ist, welche mit Umlenkklappen ausgestattet ist, die alternativ eine Umwälzung des im Vorratsbehälter befindlichen Volumens oder der Luft aus der Umgebung des Gerätes gestatten.

Eine zusätzliche Verbesserung des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich, wenn die Umlenkklappen als Klappenthermostate ausgebildet sind, die jeweils zwei Umlenkklappen gegenläufig steuern.

Ein als Wärmepumpe genutztes Kühl- oder Gefriergerät ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der beigefügten Zeichnung als vereinfachtes Schaltbild dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. In dem in der beigefügten Figur dargestellten Kühl- und Heizkreislauf eines als Wärmepumpe genutzten Kühl- oder Gefriergerätes ist mit 10 ein Verdichter bezeichnet, mit dessen Hilfe Kältemitteldampf angesaugt und verdichtet wird. Das verdichtete Kältemittel gelangt über ein Druck-

EPO COPY

TZP 84/410

rohr 11 in einen Kondensator 12, der als Direktkondensator oder auch als Koaxialkondensator mit Sekundärkreislauf ausgebildet sein kann. In dem Kondensator 12 wird die während der Verdampfungsphase aufgenommene Wärme und die in Wärme umgesetzte elektrische Leistungsaufnahme des Verdichters 10 an einen Wärmespeicher 13 abgegeben und das darin gespeicherte Wasser erwärmt. Aus dem Kondensator 12 gelangt das verflüssigte Kältemittel über eine Leitung 14 in einen Sammler 15, in welchem durch die Umschaltung zwischen Kühl- und Heizkreislauf bedingte Füllungsunterschiede des Systems ausgeglichen werden können.

Über ein Drosselorgan 16 gelangt das flüssige Kältemittel in einen Verdampfer 17,

welcher über einen Ventilator 18 zwangsbelüftet sein kann. Das Drosselorgan 16 ist dabei mit einer Einrichtung ausgestattet, welche die Kältemittelfüllung des Verdampfers 17 in Abhängigkeit von der Temperatur des über eine Saugleitung 19 angesaugten Kältemitteldampfes steuert.

Der Verdampfer 17 ist in einem Seitenkanal 20 eines nur symbolisch als Kasten dargestellten Kühl- oder Gefriergerätes 21 angeordnet. Das Kühl- oder Gefriergerät i. ist dabei mit Lüftungsklappen 22 und 23 ausgestattet, welche im Bereich des Sei-

^tf tenkanals 20 in der wärmeisolierten Wand des Gehäuses des Kühl- oder Gefriergerätes angeordnet sind. Über ein von einem nicht dargestellten Klappenthermostaten gesteuertes Gestänge 24 ist die Lüftungsklappe 22 mit einer weiteren Lüftungsklappe derart verbunden, daß die Lüftungsklappe 22 und 25 mit Hilfe des Klappenthermostaten gegenläufig steuerbar sind. Die im Gehäuse angeordnete zweite Lüftungsklappe 23 wird ebenfalls durch einen nicht dargestellten Klappenthermostaten gesteuert. Über ein Gestänge 26 ist die Lüftungsklappe 23 mit einer Lüftungsklappe 27 gegenläufig gekoppelt.

In dem dargestellten und beschriebenen System ist zwischen dem Druckrohr 11 und der Leitung 14 eine Überbrückungsleitung 28 für den Verflüssiger 12 geschaltet, in der ein Durchgangs-Absperrventil 29 und ein Hilfsverflüssiger 30 hintereinandergeschaltet sind. Diese zuletzt genannten Elemente gestatten im Falle einer geringen oder vorübergehend völlig eingestellten Wasserentnahme aus dem Wasserspeicher 13, den Kondensator 12 zu überbrücken und damit dessen Überhitzung zu vermeiden.

- 4 -<♦■-...■' EPOCOPY

■■ S TZP 84/410

Beim Betrieb der dargestellten und beschriebenen Anlage als Kühl- oder Gefriergerät sind die Lüftungsklappen 22 und 23 im wärmeisolierten Gehäuse des Kühl- oder Gefriergerätes 21 geöffnet. Gleichzeitig sind die Lüftungsklappen 25 und 27 geschlossen. Die vom Axial-Ventilator 18 über den Verdampfer 17 umgewälzte Luft strömt nunmehr durch den Seitenkanal 20 und die geöffneten Lüftungsklappen 22 und 23 im geschlossenen Kreislauf durch das Gehäuse des Kühl- oder Gefriergerätes 21, wobei das dort eingelagerte Gut gekühlt wird. Der hierbei entstehende Kältemitteldampf wird vom Verdichter 10 angesaugt und in verdichteter Form entweder an den Verflüssiger 12 oder an den Hilfsverflüssiger 30 weitergeleitet.

Bei gedrosselter oder gänzlich fehlender Wärmezufuhr aus dem Kühl/Gefriergerät 21 ist es Jediglich erforderlich, mit Hilfe der Klappenthermostaten die Lüftungsklappen 22, 25 bzw. 23, 27 derart umzusteuern, daß nunmehr der Kreislauf über den Innenraum des Gehäuses des Kühl- oder Gefriergerätes 21 geschlossen ist und die Luftumwälzung durch die geöffneten Lüftungsklappen 25 und 27 durch den Seitenkanal 20 erfolgt. Die auf diese Weise der Umgebungsluft entzogene Wärme sorgt für eine rasche Verdampfung des im Verdampfer 17 vorhandenen flüssigen Kältemittels, welches dann in der Dampfphase über das Saugrohr 19 vom Verdichter 10 angesaugt und verdichtet wird. Die auf diese Weise gewonnene Wärmeenergie wird dann über den Kondensator 12 an den Warmwasserspeicher 13 abgegeben.

Die Steuerung des beschriebenen und dargestellten Systems ist so eingerichtet, daß die Schaltung mit der Luftumwälzung durch das Gehäuse des Kühl- oder Gefriergerätes absoluten Vorrang hat. Sind dort die Lagerbedingungen erfüllt, schalten die Klappenthermostaten auf eine Luftumwälzung durch den Seitenkanal 20 um. Diese Schaltung hat auch den Vorteil, daß die Feuchtigkeit auf dem Verdampfer 17, die sich bei Kühl- bzw. Gefrierbetrieb dort in Form von Reif niedergeschlagen hat, bei der Luftumwälzung mit warmer Umgebungsluft abgetaut und das abtropfende Wasser mit einer nicht dargestellten, beheizbaren Bodenwanne in bekannter Form abgeführt werden kann. Das Abtauende wird dabei zweckmäßig durch einen Temperaturfühler 31, der mit der Oberfläche des Verdampfers 17 verbunden ist, dadurch angezeigt bzw. weitere Rückschalt maßnahm en auf Kühl/Gefrierbetrieb eingeleitet, daß er eine Temperatur von wärmer als 0° C erreicht, womit sichergestellt ist, daß sich der gesamte Reif verflüssigt hat. Auch bei Dauerbetrieb als Kühl/Gefriergerät wird diese Schaltung, ausgelöst durch eine Zeitschaltuhr oder eine sonstige bekannte Regeleinrichtung, die den Reif auf bau mißt, zum Zwecke des Abtauens gewählt.

EPOCOPY

"- ^: '"""' f"' 343U51

TZP 84/410

Dies hat den Vorteil, daß eine aufwendige Abtauheizung vermieden wird und damit der zusätzliche Energiebedarf zum Abtauen gesenkt wird. Wird im Warmwasserspeer 13 keine Wärmeenergie mehr benötigt, schaltet die Anlage ab. Sollte in dieser Situation von dem Kühl- bzw. Gefriergerät wieder Kälte angefordert werden, so wird die Anlage über den Thermostaten eingeschaltet und die im Verdichter 10 gewonnene Wärmeenergie über das in diesem Falle geöffnete Durchgangs-Absperrventil mit dem Hilfskondensator 30 an die Umgebungsluft abgegeben.

Die beschriebene Anlage kann über bekannte Regel- und Steuereinrichtungen weitgehend automatisiert werden.

EPO COPY

Claims

_.__ 343 U51

TZP 84/410

Ansprüche

Ij/ Als Wärmepumpe genutztes Kühl- oder Gefriergerät, insbesondere für Haushaltszwecke mit einem gegebenenfalls in mehrere Fächer mit unterschiedlicher Lagertemperatur aufgeteilten Vorratsbehälter für das Kühl- und Gefriergut und einer Kompressions-Kältemaschine, deren Kondensator zwei einander parallel geschaltete Abschnitte aufweist, von denen einer im Wärmetausch mit einem Wasserspeicher und der andere bedarfsweise im Wärmetausch mit der Umgebungsluft steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (17) der Kompressions-Kältemaschine außerhalb des Vorratsbehälters (21) derart angeordnet ist, daß er wahlweise mit dem im Vorratsbehälter (21) befindlichen Luftvolumen oder mit Luft aus der Umgebung des Gerätes beaufschlagbar ist.
2. Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (17) in einer mit dem Vorratsbehälter (21) in Verbindung stehenden Luftleitvorrichtung (20) angeordnet ist, welche mit Umlenkklappen (22, 23, 25 und 27) ausgestattet ist, die alternativ eine Umwälzung des im Vorratsbehälter (21) befindlichen Luftvolumens oder der Luft aus der Umgebung des Gerätes gestatten.
3. Kühl- oder Gefriergerät, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkklappen als Klappenthermostate ausgebildet sind, die jeweils zwei Umlenkklappen gegenläufig steuern.
4. Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (31) nach einem Betrieb mit geöffneten Umlenkklappen (25) bzw. (27) das öffnen der Klappen (22) bzw. (23) erst dann wieder freigibt, wenn er eine Oberflächentemperatur am Verdampfer 17 von über 0° C erreicht hat.

EPO COPY