DE4004746A1 - Kuehlmoebel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlmöbel mit einer Kälteanlage, welche einen Kältemittelverdampfer sowie einen Kältemittelverflüssiger aufweist, und mit einer Verdunsterschale, in welche Abtauwasser vom Kältemittelverdampfer eingeleitet wird.

Derartige Kühlmöbel werden beispielsweise in Supermärkten zur Lagerung und Präsentation von Waren, die unterhalb der Umgebungstemperatur gehalten werden müssen, aufgestellt. In vielen Fällen lohnt sich dabei ein Anschluß an eine zentrale Verbundkälteanlage nicht, die flüssiges, unter Druck stehendes Kältemittel an die Kältemittelverdampfer mehrerer Kühlmöbel und/oder Kühlräume liefert. Das Kühlmöbel muß also eine eigene Kälteanlage besitzen, in der gasförmiges Kältemittel verdichtet und verflüssigt und anschließend wieder dem Kältemittelverdampfer zugeführt wird. Der Verflüssiger wird dabei in der Regel mit Luft gekühlt, die von einem Gebläse herangeführt wird.

Um einen effektiven Wärmeübergang am Kältemittelverdampfer zu gewährleisten, werden dessen Außenflächen von Zeit zu Zeit abgetaut. Um größeren Aufwand zu vermeiden, wird im allgemeinen das dabei anfallende Abtauwasser in eine im Möbel angeordnete Verdunsterschale geleitet. Dabei muß gewährleistet werden, daß auch bei maximaler Außentemperatur und maximaler Luftfeuchtigkeit genügend Abtauwasser verdunstet, damit kein unkontrollierter Überlauf entsteht.

Bei bekannten Kühlmöbeln der eingangs genannten Art ist es üblich, bei der Verdichtung und Verflüssigung von Kältemittel abfallende Wärme zum Verdunsten von Abtauwasser einzusetzen. Dazu wird die Verdunsterschale in der Nähe von Kältemittelverdichter und -verflüssiger montiert (in der Regel im Sockelbereich des Möbels). Die Verdunsterschale wird auf der Abluftseite des Verflüssigers angeordnet. Zusätzlich ist es notwendig, heißen Kältemitteldampf (zwischen Verdichten und Verflüssigen) in indirekten Wärmeaustausch mit Abtauwasser zu bringen. Dazu müssen mehrere Schlangen von Kältemittelleitungen in die Verdunsterschale eingebracht werden.

Gerade letztere Maßnahme bewirkt hohe Kosten in der Herstellung eines derartigen Kühlmöbels. Zum einen ist zusätzliches Material für Kältemittelleitungen erforderlich, die für die Kälteanlage selbst nicht unbedingt notwendig ist. Zum anderen hat sich aber vor allem die Montage von Leitungsschlangen in einer Verdunsterschale als sehr aufwendiges und arbeitsintensives Unterfangen herausgestellt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühlmöbel der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Herstellungskosten besonders gering gehalten werden können und dennoch eine zuverlässige Verdunstung des anfallenden Abtauwassers gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verdunsterschale mehrere durch Barrieren voneinander getrennte Füllräume aufweist, wobei das Abtauwasser vom Kältemittelverdampfer her in einen der Füllräume eingeleitet wird und jeweils dann in einen weiteren Füllraum einfließt, wenn ein benachbarter Füllraum so weit gefüllt ist, daß Abtauwasser über die Barriere zwischen dem weiteren Füllraum und den benachbarten Füllraum überläuft.

Die Verdunsterschale enthält also mindestens zwei Teilräume, die hier als Füllräume bezeichnet werden. Diese sind durch eine Barriere voneinander getrennt. Abtauwasser wird vom Kältemittelverdampfer her in einen der Füllräume eingeleitet. In diesem steigt der Wasserspiegel an, bis die Oberkante der Barriere zum benachbarten Füllraum erreicht ist. Bei weiterem Zustrom läuft Wasser über die Barriere über und fließt in den benachbarten Füllraum ein.

In der Regel werden mehrere Füllräume vorgesehen sein. Ihre Anordnung relativ zueinander ist prinzipiell nicht eingeschränkt. Sinnvollerweise sind allerdings Lage der Füllräume und die Höhe der Barrieren so gewählt, daß bei maximaler Abtauwassermenge alle Füllräume ausgenutzt werden können.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion der Verdunsterschale besteht darin, daß durch das Überlaufen zusätzliche Flächen benetzt werden. Die Gesamtoberfläche, welche zum Verdunsten zur Verfügung steht, wird damit erhöht, so daß aufwendige Maßnahmen wie indirekter Wärmetausch mit heißem Kältemittel entbehrlich werden.

Günstig ist es, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Verdunsterschale eine Anzahl n von in einer Reihe angeordneten Füllräumen aufweist, wobei Abtauwasser in den ersten Füllraum eingeleitet wird und jeweils durch Überlaufen des (j-1)-ten Füllraumes in den j-ten Füllraum einströmt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn dabei der j-te Füllraum tiefer als der (j-1)-te Füllraum angeordnet ist. Der stufenartige Aufbau ermöglicht eine weitere Erhöhung der für die Verdunstung wirksamen Oberflächen.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlmöbels werden die Barrieren zwischen jeweils zwei Füllräumen durch jeweils zwei im Winkel zueinander angeordnete Wände gebildet.

Die beiden Wände sind zur Vertikalen geneigt angeordnet. Ihre gemeinsame Kante bildet die Oberkante der jeweiligen Barriere. Abtauwasser fließt beim Überlaufen eines Füllraumes über eine solche Wand in den benachbarten Füllraum. Die geneigte Anordnung erhöht weiter die benetzte Oberfläche und verringert außerdem die Fließgeschwindigkeit beim Überlaufen. Beides verbessert die Verdunstung von Abtauwasser.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können jeweils zwei Wände zweier benachbarter Barrieren, welche einen Füllraum einschließen, an ihren unteren Enden zusammenstoßen und dort den tiefsten Punkt dieses Füllraumes bilden.

Insgesamt ergibt sich im Querschnitt eine Zickzack-Form aus miteinander verbundenen Wänden, üblicherweise aus ebenen Blechen hergestellt. Hierdurch erreicht man mit sehr niedrigen Produktionskosten günstige Verdunstungseigenschaften.

Umfangreiche Versuche mit dieser Art von Verdunsterschalen haben gezeigt, daß in vielen Fällen - ausreichende Belüftung vorausgesetzt - keine weiteren Maßnahmen zur Erhöhung der Verdunstungsleistung erforderlich sind.

Sollte dies aber dennoch der Fall sein, ist es günstig, der Verdunsterschale warme Luft vom Kältemittelverflüssiger her zuzuführen.

Dies kann einfach durch entsprechende Anordnung der Verdunsterschale im Abluftstrom bewerkstelligt werden.

Vorteilhaft ist dabei, wenn die warme Luft zunächst dem am tiefsten angeordneten Füllraum zugeleitet wird.

Die warme Luft strömt dadurch nicht nur über die Oberflächen des in den Füllräumen stehenden Wassers, sondern auch über die benetzten Flächen der Barrieren. Die der Verdunstung zur Verfügung stehende Fläche wird also vollständig von der erwärmten (und damit relativ trockenen) Luft angeströmt.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei ist nicht das gesamte erfindungsgemäße Kühlmöbel dargestellt, sondern die Verdunsterschale einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlmöbels, in Fig. 1 in Draufsicht und in Fig. 2 im Querschnitt. Die Neigung der schräg zur Horizontalen orientierten Flächen ist in Fig. 1 durch unterschiedliche Schraffierung gekennzeichnet. Die Verdunsterschale ist nach außen hin durch einen Rahmen 3 und einen Boden 4 begrenzt. Beide sind, wie auch die übrigen Teile, vorzugsweise aus Aluminiumblech hergestellt.

Erfindungsgemäß weist die Verdunsterschale eine Mehrzahl von Füllräumen F₁ bis F_n. Die Anzahl n der Füllräume beträgt in dem speziellen Ausführungsbeispiel acht. Als sinnvoll hat sich allgemein ein Wertebereich von sieben bis zwanzig für die Anzahl n herausgestellt.

Die Füllräume F₁ bis F_n sind paarweise durch Barrieren B₁ bis B_n-1 voneinander getrennt. Die Barrieren B₁ bis B_n-1 verlaufen horizontal über die gesamte Breite der Verdunsterschale (waagerecht in Fig. 1, senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 2).

Jede Barriere B_j wird durch zwei Wände W_{j, a} und W_{j, b} gebildet, die schräg zur Vertikalen stehen. Ihre gemeinsame Kante stellt gleichzeitig die Oberkante der Barriere B_j dar, welche den Überlauf vom Füllraum F_j in den Füllraum F_{j + 1} regelt.

Dieselben Wände bilden auch die Begrenzungen der Füllräume F₂ bis F_n-1 nach unten: Der Füllraum F_j stellt beispielsweise eine über die gesamte Breite der Verdunsterschale verlaufende Rinne dar. Diese Rinne wird durch die beiden Wände W_{j-1, b} und W_{j, a} der an den Füllraum F_j angrenzenden Barrieren B_j-1 und B_j gebildet. Es ergibt sich dadurch der in Fig. 2 deutlich erkennbare zickzackförmige Verlauf im Querschnitt.

Außerdem ist die Höhe der Füllräume F₁ bis F_n treppenförmig abgestuft (von links nach rechts im Querschnitt von Fig. 2). Ein Füllraum F_j ist jeweils etwa 10 bis 40 mm, vorzugsweise etwa 18 mm tiefer als der (in Fig. 2 links) vorangehende Füllraum F_j-1 angeordnet. Der äußere Rahmen 3 der Verdunsterschale erhält in Anpassung an die Stufenform im wesentlichen Trapezform.

Sobald Abtauwasser anfällt, wird dieses in den ersten Füllraum F₁ eingeleitet (Pfeil 1). Dazu dient beispielsweise ein Schlauch, der von einem Wassersammler unterhalb des Kältemittelverdampfers zur Verdunsterschale führt.

Wenn der erste Füllraum F₁ bis zur Oberkante der Barriere B₁ aufgefüllt ist, läuft Wasser über die Barriere B₁ hinweg in den zweiten Füllraum F₂ hinein. Solange die Verdunstungsleistung der bisher aufgefüllten Füllräume F₁ bis F_j-1 nicht ausreicht, um die momentan zuströmende Menge an Abtauwasser zu verdampfen, strömt überlaufendes Abtauwasser über die Barriere B_j-1 hinweg jeweils in den folgenden Füllraum F_j ein. Sowohl in dieser Auffüllphase als auch im stationären Zustand, wenn insgesamt genausoviel Wasser verdunstet, wie oben in den Füllraum F₁ einströmt, sind sämtliche Wände W_{1, b} bis W_{j-1, b} der Barrieren B₁ bis B_j-1 durch überlaufendes Wasser benetzt. Erst wenn weniger Abtauwasser nachströmt als verdunstet, wird die Benetzung der Barrieren (von B₁ aus beginnend) wieder beendet.

Die Anzahl und Form der Füllräume muß so gewählt werden, daß die Verdunstungsleistung der Gesamtheit der Füllräume und Barrieren der maximal anfallenden Abtauwassermenge entspricht.

Sollte dies nicht allein durch die geometrische Gestaltung der Verdunsterschale erreichbar sein, kann warme Luft vom Kältemittelverflüssiger her über die Verdunsterschale geführt werden (Pfeile 2 in Fig. 2). Hier ist die treppenförmige Gestaltung wieder von besonderem Vorteil: Die in Fig. 2 nach rechts weisenden Wände W_{j, b} der Barrieren B₁ bis B_n-1 können dadurch nämlich direkt von der seitlich herangeführten warmen Luft angeströmt werden, so daß ein besonders intensiver Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch und damit eine hohe Verdunstungsleistung erreicht wird.

Bei einem Versuchsgerät, einer oben offenen Tiefkühltruhe, wurde nachgewiesen, daß die detailliert beschriebene Ausführungsvariante auch bei Extrembedingungen von Außentemperatur und Luftfeuchtigkeit in der Lage ist, das gesamte anfallende Abtauwasser zu verdunsten.

Claims (7)

1. Kühlmöbel mit einer Kälteanlage, welche einen Kältemittelverdampfer sowie einen Kältemittelverflüssiger aufweist, und mit einer Verdunsterschale, in welche Abtauwasser vom Kältemittelverdampfer eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdunsterschale mehrere durch Barrieren (B₁ bis B_n-1) voneinander getrennte Füllräume (F₁ bis F_n) aufweist, wobei das Abtauwasser vom Kältemittelverdampfer her in einen (F₁) der Füllräume (F₁ bis F_n) eingeleitet wird (1) und jeweils dann in einen weiteren Füllraum (F_j, j = 2, . . ., n) einfließt, wenn ein benachbarter Füllraum (F_j-1) so weit gefüllt ist, daß Abtauwasser über die Barriere (B_j-1) zwischen dem weiteren Füllraum (F_j) und den benachbarten Füllraum (F_j-1) überläuft.

2. Kühlmöbel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdunsterschale eine Anzahl n von in einer Reihe angeordneten Füllräumen (F₁ bis F_n) aufweist, wobei Abtauwasser in den ersten Füllraum (F₁) eingeleitet (1) wird und jeweils durch Überlaufen des (j-1)-ten Füllraumes (F_j-1, j = 2, . . ., n) in den j-ten Füllraum (F_j) einströmt.

3. Kühlmöbel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der j-te Füllraum (F_j, j = 2, . . . n) tiefer als der (j-1)-te Füllraum (F_j-1) angeordnet ist.

4. Kühlmöbel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Barrieren (B_j, j = 1, . . ., n-1) zwischen jeweils zwei Füllräumen (F_j, F_{j + 1}) durch jeweils zwei im Winkel zueinander angeordnete Wände (W_{j, a}, W_{j, b}) gebildet wird.

5. Kühlmöbel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wände (W_{j-1, b}, W_{j, a}) zweier benachbarter Barrieren (B_j-1, B_j; j = 2, . . ., n), welche einen Füllraum (F_j) einschließen, an ihren unteren Enden zusammenstoßen und dort den tiefsten Punkt dieses Füllraumes (F_j) bilden.

6. Kühlmöbel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdunsterschale warme Luft (2) vom Kältemittelverflüssiger her zugeführt wird.

7. Kühlmöbel nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die warme Luft (2) zunächst dem am tiefsten angeordneten Füllraum (F_n) zugeleitet wird.