DE4143254A1 - Abtauvorrichtung - Google Patents
AbtauvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Abtauvorrichtung für einen
Verdampfer, der in einem Kühlluftkanal vorgesehen ist, der an
der Wand zwischen Gefrierfach und Kühlfach vorgesehen ist,
insbesondere auf eine Abtauvorrichtung, die den Wirkungsgrad
der durch den Kanal strömenden Kühlluft steigert, so daß ein
gleichmäßiges und vollständiges Abtauen über den ganzen
Verdampfer erfolgt und eine übermäßige Erhitzung der
Kabelheizeinrichtung sowie eine Wärmedeformierung der Bauteile
der Kühleinrichtung verhindert werden kann.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, besteht eine übliche
Kühleinrichtung aus einem Gefrierfach 5 und einem Kühlfach 6.
Diese beiden Fächer 5 und 6 sind durch eine obere und eine
untere Trennwand 2 bzw. 3 voneinander abgetrennt. Zwischen
diesen Trennwänden 2 und 3 ist ein Verdampfungskanal 7
vorgesehen, in dem ein Verdampfer 8 angeordnet ist, der
bezüglich der von den beiden Fächern 5 und 6 abgezogenen und
durch den Verdampfungskanal 7 geleiteten Luft einen
Wärmeaustausch vornimmt. Die dabei gekühlte Luft wird mittels
eines Gebläses 9 einem Ausgangskanal 10 zugeführt, wo diese
sowohl in das Gefrierfach 5 als auch in das Kühlfach 6
abgeleitet wird. Bei diesem Kühlsystem wird ein Nahrungsmittel,
das tiefgefroren werden soll, im Gefrierfach 5 gelagert,
während eine Nahrungsmittel, das auf einer höheren Temperatur
gehalten werden soll, in dem Kühlfach 6 gelagert wird. Bei
diesem Aufbau der Kühleinrichtung absorbiert im übrigen das
durch den Verdampfer 8 strömende, eine relativ niedrige
Temperatur aufweisende Kühlmittel Wärme von der relativ warmen,
feuchten, aus den Fächern 5 und 6 abgezogenen Luft. Der
Temperaturunterschied zwischen dem Kühlmittel und der Luft
bewirkt eine Eisbildung am Verdampfer 8. Um dieses Eis
abschmelzen zu können, wird bei der konventionellen
Abtauvorrichtung ein elektrisches Heizrohr 81 verwendet, das am
oberen und unteren Teil einer Vielzahl von Rippen 84
eingebettet ist, wie dies im einzelnen in den Fig. 5 und 6
dargestellt ist. Dieses Heizrohr 81 wird periodisch mit
elektrischer Leistung versorgt, so daß das am Verdampfer 8
gebildete Eis geschmolzen werden kann. Wie aus Fig. 5
ersichtlich, weist der Verdampfer 8 zwei Träger 82, die in
Richtung der Kühlluft montiert sind, ein Kühlmittelrohr 83, das
mit den Trägern 82 unter Ausbildung einer Vielzahl von
Schleifen verbunden ist, eine Vielzahl von Rippen 84, die
zwischen den beiden Trägern in einer Reihe angeordnet und mit
dem Kühlmittelrohr 83 zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche
verbunden sind, sowie das elektrische Heizrohr 81 auf, das in
den oberen und unteren Teilen der Rippen 84 sowie der Träger 82
eingebettet ist, um das am Verdampfer 8 ausgebildete Eis
abtauen zu können. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist auf der
Bodenfläche des Verdampfungskanals 7 ein Heizkabel 31
vorgesehen, um zu verhindern, daß das beim Abtauvorgang
(Heizrohr 81 ist in Betrieb) vom Verdampfer 8 abtropfende
Wasser nicht wieder gefriert. Da bei der konventionellen
Abtauvorrichtung ein Heizrohr 81 verwendet wird, das an beiden
Seiten des Verdampfers 8 befestigt ist, weist dieser Verdampfer
8 relativ große Abmessungen auf. Außerdem sind zur Herstellung
dieses Verdampfers viele Arbeitsschritte erforderlich. Außerdem
ist infolge der geringen Kontaktfläche zwischen dem Heizrohr 81
und den Trägern 82 sowie dem Heizrohr 81 und den Rippen 84 ein
gleichmäßiges Abtauen des am Verdampfer 8 ausgebildeten Eises
nicht möglich. Auch wenn die Abstände zwischen den einzelnen
Rippen 84 relativ gering gemacht werden, um ein gleichmäßiges
Abtauen des Eises vom Verdampfer 8 zu ermöglichen, so
verursacht die Vereisung der Rippen eine Störung bzw. Hemmung
des Kühlluftstromes durch den Verdampfer, was die
Leistungsfähigkeit der Kühleinrichtung herabsetzt. Ferner ist
auf der abwärts gerichteten Seite des rückseitigen Teils des
Verdampfers 8 ein Abflußkanal 85 für das vom Verdampfer
abtropfende Wasser vorgesehen. Infolge dieses Abflußkanals 85
strömt die in den vorderen Teil des Verdampfers 8 eingeleitete
Luft nicht durch den Endteil des Verdampfers, wodurch sich eine
geringe Kühlwirkung einstellt.
Wird andererseits zur Lösung der vorstehend geschilderten
Probleme anstelle des Heizrohres eine unter der Bodenfläche des
Verdampfers angeordnete Heizplatte verwendet, so wird bei einer
zu hohen Wärmeabgabe das angrenzende Schaumstoff-
Isoliermaterial der Trennwand infolge seiner relativ niedrigen
Hitzebeständigkeit deformiert. Wird demzufolge mehr
Isoliermaterial zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit
verwendet, so wird der für die Lagerung der Nahrungsmittel
verfügbare Raum verringert. Wird die Heizplatte unter der
Bodenfläche des Verdampfers angebracht und werden ein Bimetall
und eine Temperatursicherung zwischen den Kühlmittelrohren des
Verdampfers angeordnet, so tritt außerdem das nachfolgend
geschilderte Problem auf. Dieses Bimetall dient dazu,
sicherzustellen, daß die Heizplatte keine zu hohe Temperatur
annimmt, indem die Temperatur des Verdampfers erfaßt und bei
Erreichen eines Temperaturgrenzwertes die Stromversorgung zur
Heizplatte unterbrochen wird. Startet die dem Bimetall
zugeordnete Temperatursicherung infolge eines Defekts am
Bimetall den Heizvorgang, so erreicht die Temperatur der
Heizplatte einen höheren Wert, wodurch das unter der Heizplatte
vorgesehene Isoliermaterial sich deformiert und die Gefahr
eines Brandes besteht. Selbst wenn eine zu hohe
Wärmeentwicklung an der Heizplatte verhindert werden kann,
indem die Betriebstemperatur der Sicherung herabgesetzt wird,
besteht ein weiteres Problem darin, daß die Sicherung
gelegentlich eine Abschaltung fehlerhafterweise dann vornimmt,
wenn die Umgebungstemperatur hoch ist, wie z. B. im Sommer.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Abtauvorrichtung
vorzuschlagen, bei der das Heizrohr vom Verdampfer getrennt
werden kann, um die Gesamtabmessungen des Verdampfers zu
minimieren, wodurch die Leistung der Kühleinrichtung durch
Bereitstellung eines ausreichend großen Kanals für die zu
kühlende Luft gesteigert werden kann.
Ferner soll eine Abtauvorrichtung mit einer Heizplatte
vorgesehen werden, die an der Bodenfläche des Verdampfers
angeordnet ist, und ein Heizkabel aufweist, wodurch die
Abtauwirkung über den ganzen Verdampfer gleichmäßig erfolgen
kann. Außerdem soll sichergestellt werden, daß das Schaumstoff-
Isoliermaterial sich nicht entzünden kann. Ferner soll die
Temperatursicherung der Abtauvorrichtung so ausgebildet werden,
daß bei einem Defekt des Bimetalls eine übermäßige Aufheizung
der Heizplatte ausgeschlossen werden kann, so daß sich eine
größere Zuverlässigkeit beim Betrieb der Kühleinrichtung
erzielen läßt.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des
Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche 2 bis 6.
Gemäß der Erfindung weist die Abtauvorrichtung eine Heizplatte,
die unter der Bodenfläche des Verdampfers angeordnet ist und
sich über die Bodenfläche des Verdampfers erstreckt, eine
wärmestabile, feuerhemmende Isolierplatte, die zwischen der
Heizplatte und der Zwischenwand der Kühleinrichtung angeordnet
ist, eine Temperatursicherung, die von einem Bimetallelement,
das am Kühlmittelrohr an der Eingangsseite des Verdampfers
befestigt ist, getrennt und über der Heizplatte an der
Eingangsseite des Verdampfers vorgesehen ist.
Da die für die Abtauvorrichtung vorgesehene Heizplatte einen
Aufbau aufweist, bei dem sich eine geringe Höhe des Verdampfers
ergibt, kann das Volumen der in die Verdampfungskammer
strömenden Luft vergrößert werden.
Da die Heizplatte eine größere Berührungsfläche in bezug auf
den Verdampfer aufweist, kann gegenüber dem Verdampfer eine
gleichmäßigere Abtauwirkung erzielt werden, während
gleichzeitig der sich durch Eisklumpenbildung am Verdampfer
ergebende Strömungswiderstand gegenüber der Kühlluft minimiert
wird.
Da die vordere Kante des Abtropfwasser-Abflußkanals am
rückseitigen Ende des Verdampfers angrenzt, wird verhindert,
daß die Kühlluft in den Abtropfwasser-Abflußkanal abgelenkt
wird, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Verdampfers verbessert
wird.
Da ein Teil des früher vom Schaumstoff-Isoliermaterial
eingenommenen Raumes durch die Isolierplatte ersetzt wird, kann
der Raum in der Kühleinrichtung vergrößert werden, der dem
Lagern der Nahrungsmittel dient.
Da die Temperatursicherung an der kritischen Stelle angeordnet
ist, an der sie die Temperatur der Heizplatte exakt
feststellen kann, kann verhindert werden, daß Bauelemente der
Kühleinrichtung infolge einer zu hohen Temperatur der
Heizplatte deformiert werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Kühleinrichtung mit einer erfindungsgemäßen
Abtauvorrichtung in Schnittansicht;
Fig. 2 einen die Abtauvorrichtung aufweisenden Verdampfer in
perspektivischer Ansicht;
Fig. 3 die Abtauvorrichtung in Schnittansicht;
Fig. 4 eine Kühleinrichtung mit einer konventionellen
Abtauvorrichtung in Schnittansicht;
Fig. 5 einen Verdampfer mit der konventionellen
Abtauvorrichtung in perspektivischer Ansicht; und
Fig. 6 eine Querschnittsansicht gemäß Linie 6-6 in Fig. 5.
Die Fig. 1, 2 und 3 verdeutlichen ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Abtauvorrichtung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Verdampfer 400 in dem
Verdampfungskanal 7 zwischen der oberen Trennwand 2 und der
unteren Trennwand 3 an der gleichen Stelle wie beim
konventionellen Beispiel angeordnet. Der Verdampfer 400 weist
zwei Träger 410, die in Strömungsrichtung der Kühlluft montiert
sind, ein Kühlmittelrohr 420, das unter Ausbildung einer
Vielzahl von Schleifen mit den beiden Trägern 410 verbunden
ist, sowie eine Vielzahl von Rippen 430 auf, die zwischen den
beiden Trägern 410 in mehreren Reihen angeordnet und mit dem
Kühlmittelrohr 420 zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche
verbunden sind. Unter der Bodenfläche des Verdampfers 400 ist
die Abtauvorrichtung vorgesehen. Diese Abtauvorrichtung umfaßt
eine Isolierplatte 200 sowie eine darüber angeordnete
Heizplatte 100. Diese Heizplatte 100 besteht aus einer dünnen
Platte 110 aus Aluminium oder dergleichen, einem Heizkabel 120,
das an der Unterseite der dünnen Platte 110 zum Übertragen der
von dem Heizkabel 120 erzeugten Wärme auf die Träger 410, die
Rippen 430 und das Kühlmittelrohr 420 angeordnet ist. Hinter
dem rückseitigen Teil des Verdampfers 400 ist abwärts gerichtet
ein Abführkanal 130 vorgesehen, der das vom Verdampfer 400 beim
Abtauvorgang abtropfends Wasser sammelt. Die unter der
Heizplatte 100 vorgesehene Isolierplatte 200 verhindert, daß
die Wärme des Heizkabels 120 zum Schaumstoff-Isoliermaterial an
der unteren Trennwand 3 übertragen wird. Für die Isolierplatte
200 wird ein wärmestabiles und feuerlöschendes Material
verwendet, bei diesem Ausführungsbeispiel z. B. Schaum-
Polyäthylen (PE). Zwischen dem bodenseitigen Ende des Trägers
410 und dem der Rippe 430 des Verdampfers 400 kann in bezug auf
die Heizplatte 100 in einem bestimmten Umfang ein Freiraum
vorgesehen werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zur
Erzielung eines effizienteren Abtauvorganges die bodenseitigen
Enden des Trägers 410 und die bodenseitigen Enden der Rippen
430 insgesamt mit der Heizplatte 100 verbunden. Am Eingangsteil
des Verdampfers 400 ist an dem oberseitig gelegenen
Kühlmittelrohr ein Bimetallelement 140 befestigt, das
entsprechend der erfaßten Temperatur des Kühlmittelrohres
periodisch arbeitet. D. h. das Bimetallelement 140 unterbricht
die Stromversorgung, falls die Temperatur des Verdampfers nach
Abschluß des Abtauvorganges über einen bestimmten
Temperaturwert ansteigt. Unterhalb des Bimetallelements 140 ist
in der Nähe der dünnen Platte 110 der Heizplatte 100 eine
Temperatursicherung 150 installiert, die eine übermäßige
Erhitzung des Heizkabels 120 über die dünne Platte 110
feststellen kann.
Die vorstehend erwähnte Abtauvorrichtung hat folgende
Wirkungsweise:
Luft, die einen Kühlvorgang in dem Gefrierfach 2 und dem Kühnlich 3 bewirkt hat, strömt anschließend in den Verdampfungskanal 7. Diese Luft, die eine geringfügig höhere Temperatur und eine geringe Feuchtigkeit aufweist, kommt mit den Rippen 430, dem Kühlmittelrohr 420 und den beiden Trägern 410 des Verdampfers 400 in Berührung, wodurch eine Eisbildung auf diesen Elementen des Verdampfers erfolgt. Wird dieses Eis mittels eines nicht dargestellten Detektors festgestellt, so wird das Heizkabel 120 mit Strom versorgt und strahlt demzufolge Wärme ab. Diese Wärme wird auf die dünne Platte 110 übertragen, die aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht. Infolge der von der dünnen Platte 110 übertragenen Wärme wird das am Verdampfer 400 ausgebildete Eis geschmolzen. Nach dem Wegschmelzen des Eises erreicht die Temperatur der Heizplatte 100 bereits eine relativ hohe Temperatur. Jedoch wird eine Übertragung einer übermäßigen Wärme infolge der Isolierplatte 200 unterbunden, wodurch eine Deformierung des Schaumstoff- Isoliermaterials der unteren Trennwand 3 unterbunden werden kann. Falls das Bimetallelement 140 defekt sein sollte, so nimmt die dünne Platte 110 die Wärme vom Heizkabel 120 kontinuierlich auf und wird übermäßig erhitzt. Jedoch wird dieser Zustand der dünnen Platte über die Sicherung 150 erfaßt, die in der Nähe der dünnen Platte angeordnet ist, und demzufolge die Stromversorgung des Heizkabels 120 unterbrochen.
Luft, die einen Kühlvorgang in dem Gefrierfach 2 und dem Kühnlich 3 bewirkt hat, strömt anschließend in den Verdampfungskanal 7. Diese Luft, die eine geringfügig höhere Temperatur und eine geringe Feuchtigkeit aufweist, kommt mit den Rippen 430, dem Kühlmittelrohr 420 und den beiden Trägern 410 des Verdampfers 400 in Berührung, wodurch eine Eisbildung auf diesen Elementen des Verdampfers erfolgt. Wird dieses Eis mittels eines nicht dargestellten Detektors festgestellt, so wird das Heizkabel 120 mit Strom versorgt und strahlt demzufolge Wärme ab. Diese Wärme wird auf die dünne Platte 110 übertragen, die aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht. Infolge der von der dünnen Platte 110 übertragenen Wärme wird das am Verdampfer 400 ausgebildete Eis geschmolzen. Nach dem Wegschmelzen des Eises erreicht die Temperatur der Heizplatte 100 bereits eine relativ hohe Temperatur. Jedoch wird eine Übertragung einer übermäßigen Wärme infolge der Isolierplatte 200 unterbunden, wodurch eine Deformierung des Schaumstoff- Isoliermaterials der unteren Trennwand 3 unterbunden werden kann. Falls das Bimetallelement 140 defekt sein sollte, so nimmt die dünne Platte 110 die Wärme vom Heizkabel 120 kontinuierlich auf und wird übermäßig erhitzt. Jedoch wird dieser Zustand der dünnen Platte über die Sicherung 150 erfaßt, die in der Nähe der dünnen Platte angeordnet ist, und demzufolge die Stromversorgung des Heizkabels 120 unterbrochen.
Claims (6)
1. Abtauvorrichtung für einen in einer Zwischenwand einer
Kühleinrichtung vorgesehenen Verdampfer,
gekennzeichnet durch
- - eine Heizplatte (100), die unter der Bodenfläche des Verdampfers (400) angeordnet ist, sich über die Bodenfläche des Verdampfers (400) erstreckt und aus einer dünnen, eine gute Leitfähigkeit aufweisenden Platte (110) sowie einem an der Bodenfläche der dünnen Platte (110) befestigten Heizkabel (120) besteht, wodurch die Wärme des Heizkabels zum Verdampfer geleitet wird,
- - eine Isolierplatte (200), die zwischen der Heizplatte (100) und der Zwischenwand der Kühleinrichtung angeordnet ist und verhindert, daß eine übermäßige Wärme der Heizplatte (100) zum Schaumstoff-Isoliermaterial der Zwischenwand (3) übertragen wird,
- - eine Stromabschalteinrichtung (150), die nahe der dünnen Platte (110) an der Eingangsseite des Verdampfers (400) angeordnet ist und den Stromfluß zur Heizplatte (100) unterbricht, falls die Heizplatte (100) übermäßig erhitzt wird, und
- - eine Temperatur-Erfassungseinrichtung (140), die an der Eintrittsseite des Verdampfers an einem Kühlmittelrohr des Verdampfers zum Ermitteln der Temperatur des Verdampfers befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolierplatte (200) aus einem wärmestabilen und
feuerselbstlöschenden Material besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromabschalteinrichtung (150) aus einer
Temperatursicherung besteht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur-Erfassungseinrichtung (140) ein
Bimetall-Element ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dünne Platte (110) mit der Bodenfläche des
Verdampfers (400) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das rückseitige Ende des Verdampfers (400) an die
Vorderkante eines für das Schmelzwasser des Verdampfers
vorgesehenen Abflußkanals (130) angrenzt.
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