DE3625762C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verzögerung der Vereisung von mit Luft beaufschlagten Kältemittelverdamp­ fern in Gefrieranlagen, wobei die Feuchtigkeit der abzu­ kühlenden Luft im Zustrom vor dem Kältemittelverdampfer auf einem gekühlten Kondensationskörper als Reif in einer Niederschlagszone niedergeschlagen und nachfolgend in ei­ ner Regenerierungszone wieder entfernt wird.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zur Ver­ zögerung der Vereisung von mit Luft beaufschlagten Kälte­ mittelverdampfern in Gefrieranlagen, mit einem gekühlten flächigen Kondensationskörper, der im Zustrom der abzu­ kühlenden Luft vor dem Kältemittelverdampfer angeordnet ist und in einer Niederschlagszone zum Niederschlag der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit als Reif dient, sowie mit einer Regenerierungsvorrichtung für den Konden­ sationskörper zum Entfernen des Reifes vom Kondensations­ körper.

Die Reif- bzw. Eisbildung an Verdampfern in Gefrieranla­ gen, die mit Luft beaufschlagt sind, ist eine allgemein bekannte Erscheinung. Auf der Verdampferoberfläche schlägt sich die Feuchtigkeit der eintretenden Luft nie­ der, so daß sich die Lufteintrittsseite des Verdampfers innerhalb relativ kurzer Zeit mit Reif und Eis zusetzen kann. Hierdurch verschlechtert sich der Wirkungsgrad und die Leistung des Verdampfers, so daß eine Enteisung des Verdampfers bei unterbrochenem Betrieb der Gefrieranlage notwenig wird. Daher besteht das Bestreben, die Ver­ dampfervereisung so lange wie möglich zu verzögern, damit die ununterbrochene Betriebszeit der Anlage verlängert wird.

Zur Lösung des Problems, die Vereisung des Verdampfers zu verzögern oder zu beseitigen, sind bereits mehrere Lö­ sungsvorschläge bekanntgeworden.

So ist durch die DE-PS 29 17 721 ein Gefrierkühlschrank bekannt, dessen Verdampfer aus zwei Teilen besteht, nämlich aus einem ersten die Decke, den Boden und die Seitenwände eines Gefrierfaches umgebenden Kühler und einem zweiten in der Nähe der Rück­ wand des Gefrierfaches angeordneten von einer Blendplatte aus wärmeisolierendem Material thermisch getrennten Küh­ ler, welcher auf einer niedrigeren Temperatur als der erste Kühler gehalten wird und dadurch Reif, bzw. Eise von dem ersten Kühler abzieht. Dieser zweite Kühler weist eine durch eine entspre­ chende Dicke des Reif- bzw. Eisniederschlags auf seiner Rohrleitung auslösbare elektrische Heizeinrichtung auf.

Die GB-OS 21 71 191 A beschreibt eine Gefrier- oder Kühl­ einrichtung, bei der Reif, der sich auf einem nicht von Luft beaufschlagten Verdampfer niedergeschlagen hat, von rotierenden hin- und herbewegte Bürsten mechanisch ent­ fernt wird.

Durch die GB-OS 20 22 807 A ist es bekannt, Reif von Kühl­ schlangen eines Verdampfers mittels Preßluft abzublasen.

In der US-PS 39 05 203 ist eine Kühlplatte mit innen verlaufenden Kanälen für ein Kühlmedium beschrieben, bei der kondensierendes Was­ ser durch eine poröse Oberflächenstruktur mit feinen Ka­ pillaren zu einer inneren Schicht mit groberen Kapillaren gelangen kann. Von dieser inneren Schicht kann das Wasser dann durch eine Pumpe abgeführt werden. Bei der Vorveröf­ fentlichung stellt sich das Problem des Niederschlages von in der Luft enthaltener Feuchtigkeit als Reif oder Eis nicht.

Durch die DE-PS 28 03 263 ist ein Kühlschrank bekanntge­ worden, mit einem Verdampferraum innerhalb des Kühlschran­ kes, in dem der Verdampfer angeordnet ist, und mit einem außerhalb des Kühlschrankes angeordneten Kondensator. Im Verdampferraum befindet sich ein durch eine Öffnung in seiner Wand zu dem Kondensator geführter Fließpapier­ streifen, der mit einer hygroskopischen Flüssigkeit ge­ tränkt ist, mit einer Schmelztemperatur, die niedriger ist als die niedrigste Verdampfertemperatur. Die Feuchtigkeit im Verdampferraum wird als Wasser in die hygroskopische Flüssigkeit aufgenommen und gelangt in dem dochtartig wirkenden Fließpapier zu dem Kondensator, dessen Wärme das Wasser in der hygroskopischen Flüssigkeit verdampft. Auf diese Weise wird Feuchtigkeit als Wasser fortlaufend aus dem Verdampferraum entfernt, ohne daß der Betrieb des Kühlschrankes unterbrochen werden muß.

In der gattungsgemäßen DE-OS 15 51 332 wird eine Einrichtung zur Verzöge­ rung der Vereisung eines mit Luft beaufschlagten Kälte­ mittelverdampfers in einer Gefrieranlage beschrieben. Die Einrichtung enthält einen gekühlten flächigen Kondensa­ tionskörper, der im Zustrom der abzukühlenden Luft vor dem Kältemittelverdampfer angeordnet ist und zum Nieder­ schlag der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit als Reif in einer Niederschlagszone dient. Als Kondensationskörper wird bei der bekannten Einrichtung ein Glattrohrregister verwendet. Zum Entfernen des Reifs vom Kondensationskör­ per wird das Glattrohrregister anstelle eines Kühlmediums, das während des Gefrierbetriebes das Glatt­ rohrregister durchströmt, von einem Heißgas durchströmt, welches den Eis- oder Reifniederschlag abtaut. In der hierfür erforderlichen Zeit wirkt das Glattrohrregister nicht als Kondensationskörper, so daß bei ununterbroche­ nem Gefrierbetrieb der Kältemittelverdampfer vereisen kann.

In der US-PS 40 22 032 wird ein Kühlsystem beschrieben, dessen Verdampfer und Kondensator gegeneinander austauschbar sind. Ist der in dem zu kühlenden Raum befindliche, als Verdampfer arbei­ tende Teil vereist, so wird er durch Drehung des Systems nach außen bewegt und in Kondensatorbetrieb umgeschaltet, so daß das auf seiner Oberfläche befindliche Eis abtauen kann. Umgekehrt wird der bis dahin als Kondensator be­ triebene Teil, der keine Eisschicht mehr trägt, in den zu kühlenden Raum bewegt und auf Verdampferbetrieb umge­ schaltet, bis seine Oberfläche vereist ist. Hierauf wird eine erneute Drehung eingeleitet und der bisherige als Verdampfer arbeitende Teil auf Kondensatorbetrieb, der bisherige als Kondensator arbeitende Teil auf Verdampfer­ betrieb umgeschaltet. Die bekannte Kühlanordnung kann nicht optimal ausgelegt werden, da ihre beiden Teile zeitweise als Verdampfer, zeitweise als Kondensator ar­ beiten müssen. Außerdem ist ein hoher Steuerungsaufwand mit vielen Leitungen und Ventilen erforderlich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Einrichtung derart weiterzuentwickeln, daß eine Vereisung des Verdampfers unabhängig von Abtauvorgängen gegenüber dem gattungsgemäßen Verfahren und der gattungsgemäßen Einrichtung verzögert eintritt.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Kondensationskörper zusammen mit dem niedergeschlagenen Reif auf einer in sich geschlossenen Bahn unter Beibehal­ tung seiner Transportrichtung zwischen der Niederschlags­ zone und der Regenerierungszone umläuft, wobei der Reif von der Niederschlagszone zu der Regenerierungszone um­ transportiert und dort entfernt wird, wonach der reiffreie Kondensationskörper gekühlt wird und zur Niederschlagszone zurückläuft.

Die eingangs genannte Einrichtung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensationskörper von einem Antrieb angetrieben wird und auf einer in sich geschlossenen Bahn unter Beibehaltung seiner Transportrich­ tung zwischen der Niederschlagszone und der Regenerie­ rungsvorrichtung umläuft und dabei die als Reif auf sei­ ner Oberfläche niedergeschlagene Luftfeuchtigkeit aus der Niederschlagszone zu der Regenerierungsvorrichtung hin­ transportiert und in dieser Regenerierungsvorrichtung von der als Reif niedergeschlagenen Luftfeuchtigkeit befreit wird und nachfolgend, regeneriert, zu dem Kältemittelver­ dampfer der Gefrieranlage zurückläuft.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der regenerierte Kondensationskörper gekühlt, bevor er in die Niederschlagszone zurückgelangt, weil dann die Abscheidung von Feuchtigkeit in Form von Reif sofort be­ ginnen kann. Die Kühlung kann entweder durch eine eigen­ ständige Kühlvorrichtung oder durch Luft, die vom Ver­ dampfer bereits gekühlt ist, erfolgen.

Ein besonders geeigneter, weil preiswerter und hochwirk­ samer Kondensationskörper besteht in einer weiteren be­ vorzugten Ausgestaltung der Erfindung in einem endlosen, feinmaschigen Drahtgeflechtband.

Die Regenerierungsvorrichtung kann unterschiedlich ausge­ bildet sein. Sie kann z. B. eine Abtauvorrichtung enthal­ ten, welche die Oberfläche des bereiften Kondensations­ körpers durch Erwärmen abtaut. Sie kann jedoch auch - insbesondere bei nur leichtem Reifansatz - Walzenbürsten enthalten, welche den Reif von der Oberfläche des bereif­ ten Kondensationskörpers mechanisch abbürsten. Zusätzlich können gemäß der Erfindung Blasluftdüsen vorgesehen sein, welche lose Reifteile oder Abtau-Wassertropfen von der den Blasluftdüsen zugewandten Oberfläche des Kondensati­ onskörpers wegblasen.

Der mit der Erfindung verbundene Vorteil besteht darin, daß der Kühlbetrieb zum Regenerieren des Kondesations­ körpers nicht unterbrochen zu werden braucht. Da sich in der Niederschlagszone wegen der permanenten Regenerierung des umlaufenden Kondensationskörpers nur wenig Reif nie­ derschlägt, wird der Verdampfer zuverlässig und lange vor Vereisung geschützt. Der bevorzugte, als endloses feinma­ schiges Drahtgeflechtband ausgebildete Kondensationskör­ per, weist die zusätzlichen Vorteile eines geringen Auf­ wandes und Gewichtes auf.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Draufsicht auf einen Verdampfer mit einem Drahtgeflechtband zur Verzögerung seiner Vereisung,

Fig. 2 den Schnitt II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht wie gemäß Fig. 1, jedoch mit einer anderen Führung des Drahtgeflechtbandes,

Fig. 4 den Schnitt IV-IV nach Fig. 3.

Ein von einem Isoliergehäuse 1 umgebener Kältemittelver­ dampfer 2 einer Gefrieranlage soll gegen frühzeitige Ver­ eisung, die infolge eines Niederschlagens der Feuchtigkeit der Luft an der Lufteintrittsseite auftritt, geschützt werden, d. h., seine Vereisung soll verzögert werden. An der Eintrittsseite des Luftstromes L ist hierzu vor dem Verdampfer 2 ein flächiger Kondensationskörper 3 vor­ beigeführt, welcher als endloses feinmaschiges Drahtge­ flechtband 3 a ausgebildet ist. An diesem Drahtgeflecht­ band 3 a schlägt sich die Luftfeuchtigkeit als Reif nie­ der, und es wird dadurch verhindert, daß der Verdampfer 2 vorzeitig vereist. Bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 wird das Drahtgeflechtband 3 a zweimal vor dem Ver­ dampfer 2 entlanggeführt, d. h. im Vorlauf (Pfeil 4) und im Rücklauf (Pfeil 6). Das Drahtgeflechtband 3 a ist als endloses, kontinuierlich umlaufendes Band ausgeführt, welches über Rollen 7, 8, 9, 11, 12 geführt ist, von de­ nen eine Rolle 7 angetrieben ist, beispielsweise mittels eines Zahnriementriebes 13. Das während seines Vorbeilaufens an der Verdampfervorderseite bereifte Draht­ geflechtband 3 a durchläuft anschließend eine Regenerie­ rungsvorrichtung 14, in der es vom Reif befreit und für eine neue Kondensationsphase vorbereitet wird. Diese Regenerierungsvorrichtung 14 kann bestehen aus einer Abtauvorrichtung 16, die beispielsweise mit Warmluft arbeitet, oder als elektrisch beheizte Kammer ausgeführt sein kann. Des weiteren können Blasluftdüsen 17 sowie Walzenbürstenpaare 18 a vorgesehen sein. An die Vorrichtungen zum Entreifen des Drahtgeflechtbandes 3 a schließt sich eine Trockenvor­ richtung 19 an, in der das Band 3 a vollkommen getrocknet wird. Danach wird das Band 3 a, um wieder eine Kondensa­ tionsfläche für den Feuchtigkeitsniederschlag aus dem Luftstrom L bieten zu können, in einer Kühlvorrichtung 21 rückgekühlt. Wie daraus zu ersehen ist, durchläuft das Drahtgeflechtband 3 a eine in sich geschlossene Bahn mit Kondensations- und Regenerierungsphasen.

Es ist noch zu erwähnen, daß nicht in jedem Falle alle hier aufgezeigten Vorrichtungen 16, 17, 18, 19 und 21 vorhanden sein müssen. Erfolgt beispielsweise die Entrei­ fung des Bandes 3 a durch Auftauen, so kann es ausreichend sein, hierzu außer der Abtauvorrichtung 16 nur die Trockenvorrichtung 19 und die Kühlvorrichtung 21 vorzu­ sehen.

Soll die Entreifung des Bandes 3 a nur mechanisch erfol­ gen, was bei nur leichtem Reifansatz durchaus möglich ist, so können bereits eine Anordnung des Walzenbürsten­ paares 18 a sowie die Blasluftdüsen 17 ausreichend sein, wobei auch eine Rückkühlung des Bandes 3 a nicht unbedingt erforderlich ist, da dieses keine Erwärmung in der Abtau­ vorrichtung 16 und in der Trockenvorrichtung 19 erfahren hat.

Es sind natürlich auch kombinierte Anordnungen möglich. So können die Blasluftdüsen 17 beispielsweise auch nach einem Entreifen durch Auftauen eingesetzt werden, um Was­ sertropfen aus dem Drahtgeflecht des Bandes 3 a auszubla­ sen und somit schon eine gewisse Vortrocknung des Bandes 3 a vorzunehmen.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführung gezeigt, die sich nur in der Führung des Drahtgeflechtbandes 3 a von der in den Fig. 1 und 2 unterscheidet, so daß die entsprechenden Bauteile hier mit den gleichen Bezugszei­ chen bezeichnet wurden.

Wie aus den Fig. 3 und 4 zu ersehen ist, ist das Drahtgeflechtband 3 a hier um den Verdampfer 2 herumge­ führt. Es wird dabei an der Verdampferrückseite 22 ge­ kühlt, so daß hier eine separate Kühlvorrichtung 21, wie sie in der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 nötig ist, entfallen kann.

Aus den Fig. 2 und 4 sind die Führungseinrichtungen für das Drahtgeflechtband 3 a vom Prinzip her zu ersehen. Das Drahtgeflechtband 3 a läuft entlang einer vorgegebenen Bahn in oberen und unteren Führungsschienen 23 a bzw. 23 b, wobei es in der oberen Führungsschiene 23 a mittels einer sogenannten Kreuzgelenkkette 24 läuft.

Der flächige Kondensationskörper 3 zum Niederschlag der Luftfeuch­ tigkeit könnte alternativ auch so ausgebildet sein, daß er aus einem Gewebe aus feinen Kapillarröhrchen besteht, die von einem kalten Medium, Kaltluft oder Kälteflüssig­ keit, durchflossen werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verzögerung der Vereisung von mit Luft beaufschlagten Kältemittelverdampfern in Gefrieranlagen, wobei die Feuchtigkeit der abzukühlenden Luft im Zustrom vor dem Kältemittelverdampfer auf einem gekühlten Konden­ sationskörper als Reif in einer Niederschlagszone nieder­ geschlagen und nachfolgend in einer Regenerierungszone wieder entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensationskörper zusammen mit dem niedergeschlagenen Reif auf einer in sich geschlossenen Bahn unter Beibehal­ tung seiner Transportrichtung zwischen der Niederschlags­ zone und der Regenerationszone umläuft, wobei der Reif von der Niederschlagszone zu der Regenerierungszone hin­ transportiert und dort entfernt wird, wonach der reiffreie Kondensatioskörper gekühlt wird und zur Niederschlagszone zurückläuft.

2. Einrichtung zur Verzögerung der Vereisung von mit Luft beaufschlagten Kältemittelverdampfern in Gefrieran­ lagen, mit einem gekühlten, flächigen Kondensationskör­ per, der im Zustrom der abzukühlenden Luft vor dem Kälte­ mittelverdampfer angeordnet ist und in einer Niederschlagszone zum Niederschlag der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit als Reif dient, sowie mit einer Regenerierungs­ vorrichtung für den Kondensationskörper zum Entfernen des Reifes vom Kondensationskörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensationskörper (3) von einem Antrieb (13) angetrieben wird und auf einer in sich geschlossenen Bahn unter Beibehaltung seiner Transportrichtung zwischen der Niederschlagszone und der Regenerierungsvorrichtung (14) umläuft und dabei die als Reif auf seiner Oberfläche niedergeschlagene Luftfeuchtigkeit aus der Niederschlags­ zone zu der Regenerierungsvorrichtung (14) hintranspor­ tiert und in dieser Regenerierungsvorrichtung (14) von der als Reif niedergeschlagenen Luftfeuchtigkeit befreit wird und nachfolgend, regeneriert, zu dem Kältemittelver­ dampfer (2) der Gefrieranlage zurückläuft.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückkühlung des umlaufenden Kondensationskörpers (3) nach Durchlaufen der Regenerierungsvorrichtung (14) entweder durch eine eigenständige Kühlvorrichtung (21) oder durch von dem Kältemittelverdampfer (2) abgekühlte Luft erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kondensationskörper (3) als endlo­ ses feinmaschiges Drahtgeflechtband (3 a) ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierungsvor­ richtung (14) eine Abtauvorrichtung (16) enthält, welche die Oberfläche des bereiften Kondensationskörpers (3) durch Erwärmen abtaut.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierungsvor­ richtung (14) Walzenbürsten (18 a) enthält, welche die Oberfläche des Kondensationskör­ pers (3) mechanisch abbürsten.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierungsvor­ richtung (14) Blasluftdüsen (17) enthält, welche lose Reifteile oder Abtau-Wassertropfen von der den Blasluft­ düsen (17) zugewandten Oberfläche des Kondensationskör­ pers (3) wegblasen.