DE4143254C2 - Abtaueinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abtaueinrichtung für einen luftgekühlten Verdampfer einer Kühleinrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Abtaueinrichtung ist aus dem DE-GM 17 53 241 bekannt.

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 werden Nahrungsmittel, die tiefgefroren werden sollen, im Gefrierfach 5 gelagert, während Nahrungsmittel, die auf einer höheren Temperatur gehalten werden soll, in dem Kühlfach 6 gelagert werden. Bei diesem Aufbau der Kühleinrichtung absorbiert im übrigen das durch den Verdampfer 8 strömende, eine relativ niedrige Temperatur aufweisende Kältemittel Wärme von der relativ warmen, feuchten, aus den Fächern 5 und 6 abgezogenen Luft. Der Temperaturunterschied zwischen dem Kältemittel 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 Kältemittelrohr 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 Kältemittelrohr 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.

Aus dem DE-GM 88 02 861 ist ein Kühlschrank mit zwei Kühlfächern bekannnt, die unterschiedliche Kühltemperaturen aufweisen. Die beiden Kühlfächer sind durch eine Wand mit einer Kammer voneinander getrennt. In dieser Kammer ist ein Verdampfer eines Kühlkreises untergebracht. Zum Entfernen des auf dem Verdampfer abgelagerten Eises ist ein elektrisches Widerstandsheizelement vorgesehen. Beim Abtauen des Verdampfers mittels des Widerstandselements gelangt das Wasser und das abfallende Eis in einen unter dem Verdampfer befindlichen Behälter. Damit ein Sperren des Behälterabflusses durch Eisteile vermieden wird, ist auf dem Boden des Behälters ein weiteres Widerstandselement angeordnet.

Aus der DE-OS 19 63 336 ist es ferner bekannt, beim Abtauvorgang ein Überschreiten der zulässigen Temperatur durch einen Sicherheitsthermostaten zu verhindern.

Aus dem eingangs erwähnten DE-GM 17 53 241 ist eine Abtaueinrichtung für eine Kühleinrichtung bekannt, bei der unterhalb eines Kühlraumes ein Kühlluftkanal vorgesehen ist, in dem ein Verdampfer angeordnet ist. Dieser Verdampfer enthält mehrere elektrische Heizelemente, die gemeinsam mit weiteren, unmittelbar unterhalb der Bodenwandung des Kanals angeordneten Heizelementen an einem mit Schaltmittel versehenen Heizstromkreis angeschlossen sind, um so die Enteisung des Verdampfers von Zeit zu Zeit zu bewirken. Diese Bodenwandung des Kanals bildet somit eine Heizplatte, die im Bereich der Rückseite des Verdampfers einen Kanal zum Ableiten des abgetauten Eises aufweist. Da einerseits der Verdampfer von der Heizplatte abgesetzt ist und die im Verdampfer vorgesehenen Heizelemente ungleichmäßig verteilt sind, ergibt sich ein ungleichmäßiges Abtauen des Verdampfers.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Abtauvorrichtung der vorstehend genannten Art so weiterzubilden, daß ein gleichmäßigeres Abtauen des Verdampfers und der Heizplatte ermöglicht wird.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4.

Gemäß der Erfindung weist die Abtaueinrichtung u. a. 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 Kältemittelrohr an der Eingangsseite des Verdampfers befestigt ist, getrennt und über der Heizplatte an der Eingangsseite des Verdampfers vorgesehen ist.

Da die für die Abtaueinrichtung 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 große 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 Abtaueinrichtung in Schnittansicht;

Fig. 2 einen die Abtaueinrichtung aufweisenden Verdampfer in perspektivischer Ansicht;

Fig. 3 die Abtaueinrichtung in Schnittansicht;

Fig. 4 eine Kühleinrichtung mit einer konventionellen Abtaueinrichtung in Schnittansicht;

Fig. 5 einen Verdampfer mit der konventionellen Abtaueinrichtung 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 Abtaueinrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Verdampfer 400 in dem Kühlluftkanal 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 Kältemittelrohr 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 Kältemittelrohr 420 zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche verbunden sind. Unter der Bodenfläche des Verdampfers 400 ist die Abtaueinrichtung vorgesehen. Diese Abtaueinrichtung 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 Kältemittelrohr 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 Kältemittelrohr ein Bimetallelement 140 befestigt, das entsprechend der erfaßten Temperatur des Kältemittelrohres 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 Abtaueinrichtung hat folgende Wirkungsweise:
Luft, die einen Kühlvorgang in dem Gefrierfach 2 und dem Kühlfach 3 bewirkt hat, strömt anschließend in den Kühlluftkanal 7. Diese Luft, die eine geringfügig höhere Temperatur und Feuchtigkeit aufweist, kommt mit den Rippen 430, dem Kältemittelrohr 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 (4)

1. Abtaueinrichtung für einen luftgekühlten Verdampfer einer Kühleinrichtung, die ein Kühlfach (6) und ein Gefrierfach (5) aufweist,
mit einer Heizplatte (100) zum Abtauen des Verdampfers (400), die unter diesem angeordnet ist und sich über dessen Bodenfläche erstreckt, wobei die Heizplatte (100) aus einer dünnen, wärmeleitenden Platte (110) besteht, mit einer Heizung (120) verbunden und zum Ableiten des abgetauten Eises ausgebildet ist,
mit einer Zwischenwand (2, 3) zwischen dem Kühl- und Gefrierfach (6, 5) und
mit Schalteinrichtungen zum automatischen Abtauen des Verdampfers (400), dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Zwischenwand (2, 3) und der Heizplatte (100) eine wärmestabile Isolierplatte (200) vorgesehen ist,
daß zum Abschalten des Abtauvorgangs an einem Kältemittelrohr (420) des Verdampfers (400) ein Temperaturfühler (140) und zum Abschalten der der Heizung (120) zugeführten Energie bei überhöhten Temperaturen der Heizplatte (100) ein Sicherheitsthermostat (150) angeordnet ist, und
daß die Heizplatte (100) mit der Bodenfläche des Verdampfers (400) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmestabile Isolierplatte (200) aus einem feuerselbstlöschenden Material besteht.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rückseitige Ende des Verdampfers (400) an die Vorderkante eines für das abgetaute Eis vorgesehenen Abflußkanals (130) angrenzt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfühler (140) an der Eintrittsseite des Verdampfers (400) an einem Kältemittelrohr (420) des Verdampfers (400) und der Sicherheitsthermostat (150) an der Eingangsseite des Verdampfers (400) nahe der dünnen, wärmeleitenden Platte (110) angeordnet ist.