DE4443591A1 - Kältegerät, insbes. Haushaltskältegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushalts­ kältegerät mit wenigstens zwei thermisch voneinander ge­ trennten, eine unterschiedliche Lagertemperatur aufweisenden Kältefächern, von denen jedes von einem platinenartigen, mit unterschiedlicher Platinenfläche ausgestatteten Verdampfer gekühlt ist, welche in Parallelschaltung zueinander angeord­ net sind, wobei die durch die Parallelschaltung gebildeten Kältekreise von einem Verdichter mit Kältemittel beauf­ schlagt sind.

Bei Haushaltskältegeräten mit zwei thermisch voneinander ge­ trennten Kältefächern unterschiedlicher Temperatur ist es bekannt, daß die zur Erzeugung der Lagertemperatur in den Kältefächern vorgesehenen Verdampfer mit einem einzigen Ver­ dichter mit Kältemittel versorgt sind. Um den Anforderungen an die gewünschte Lagertemperatur in den Kältefächern ge­ recht werden zu können, muß jeder der in diesen Fächern an­ geordneten Verdampfer ein bestimmtes Kältemittel-Aufnahmevo­ lumen aufweisen, welches je nach Temperaturunterschied zwi­ schen den beiden Fächern völlig unterschiedlich ist. Wird die in den Kältekreis eingebrachte Kältemittelmenge auf das Fach tieferer Temperatur ausgelegt, so tritt bei dem im Fach höherer Temperatur angeordneten Verdampfer geringerer Kälte­ leistung eine Überfüllung mit flüssigem Kältemittel auf, so daß das an den Verdichter angeschlossene Saugrohr bereift und ersterer flüssiges Kältemittel ansaugt. Wird hingegen die Kältemittel-Füllmenge im Kältekreis so bemessen, daß die voranstehend geschilderte Problematik nicht auftritt, indem die Kältemittelmenge auf den Verdampfer geringerer Kältelei­ stung ausgelegt ist, dann führt dies bei dem im Kältefach tieferer Temperatur angeordneten Verdampfer höherer Kälte­ leistung zu einer Unterfüllung mit flüssigem Kältemittel, so daß dieses Kältefach nicht mehr ausreichend gekühlt ist.

Um diesen Problemstellungen zu begegnen, sind bereits ver­ schiedene Lösungen vorgeschlagen worden, welche im allgemei­ nen darauf abzielen, die sich aus der zweckmäßigsten Füll­ menge für die beiden Verdampfer unterschiedlicher Temperatur ergebende Kältemittel-Mengendifferenz auf der dem Verdichter nachgeordneten Hochdruckseite des Kältemittelkreises zu speichern. Um die gespeicherte Kältemittelmenge jederzeit bei Bedarf wieder in den Kältekreislauf einbinden zu können, bedarf es einer oftmals aufwendigen Ansteuerung eines zur Speicherung des Kältemittels dienenden Kältemittelspeichers.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Haushaltskältegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 Maßnahmen vorzuschla­ gen, mit welchen die eingangs erwähnten Füllmengenprobleme mit einfachen konstruktiven Mitteln wirkungsvoll beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die mit unterschiedlicher Platinengröße ausgestatteten Ver­ dampfer mit einer Kältemittel-Kanalanordnung versehen sind, deren Kältemittel-Aufnahmevolumen im wesentlichen aneinander angepaßt ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich für beide Ver­ dampfer die gleiche Füllmenge, so daß sich Speicherelemente für Kältemittel in Form von sogenannten ansteuerbaren Samm­ lern samt deren zum gezielten Zuführen des gespeicherten Kältemittels dienenden Steuereinrichtungen in Form von Heiz­ einrichtungen oder Elektromagnetventilen mit deren Ansteue­ rungen erübrigen. Außerdem erfordert der nunmehr mit hoher Kälteleistung ausgestattete, aber im Kältefach mit höher Temperatur eingesetzte Verdampfer eine zeitlich deutlich re­ duzierte Beaufschlagung des flüssigen Kältemittels um die erforderliche Kühlfachtemperatur zu erzeugen, so daß gerin­ gere Verdichterlaufzeiten und somit eine nicht unwesentliche Energieeinsparung für das Kältegerät die Folge sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegen­ standes der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anpassung der Kältemittel-Kanalanordnung der einzelnen Verdampfer hin­ sichtlich ihrer Kältemittel-Aufnahmevolumina durch im we­ sentlichen im Vergleich zueinander gleichlang ausgebildete Kältemittelkanäle mit im wesentlichen gleichflächig ausge­ bildeten Kanalquerschnitten erzeugt ist.

Bei derartig ausgebildeten Verdampferplatinen, welche übli­ cherweise durch einen Verbund zweier Blechplatinen gebildet sind, kann Platinenmaterial mit im wesentlichen gleichen Verformungseigenschaften zur Anwendung kommen, da an keine der Platinen für beide Verdampfer besondere Anforderungen hinsichtlich deren Verformbarkeit zur Ausprägung der Kälte­ mittelkanäle aufgrund der im wesentlichen identischen Kälte­ mittel-Kanalquerschnitte zu stellen sind.

Entsprechend einer alternativen Ausgestaltung des Gegenstan­ des der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Anpassung der Kältemittel-Kanalanordnungen der Verdampfer hinsichtlich ihrer Kältemittelaufnahmevolumina durch im Vergleich zuein­ ander verschieden lang ausgebildete Kältmittelkanäle und im Verhältnis dazu im wesentlichen entsprechend angeglichenen Kanalquerschnitten erzeugt ist.

Eine derartige Ausbildung der Kältmittelkanalanordnung für beide Verdampferplatinen ermöglicht eine auf die jeweilige Platinengröße angepaßte, die Kältemittelkanalanordnung dar­ stellende Berohrung, so daß der Abstand der Kältemittelab­ schnitte untereinander fertigungs- und somit kostengünstig wählbar ist.

Besonders einfach unterbringbar sind Verdampferplatinen un­ terschiedlicher Größe, wenn nach einer nächsten vorteilhaf­ ten Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die die Verdampfer aufnehmenden Kältefächer hin­ sichtlich ihrer Lagerkapazität unterschiedlich bemessen sind.

Besonders zweckmäßig ausgebildet sind die Kältefächer, wenn nach einer letzten vorteilhaften Ausgestaltung des Gegen­ standes der Erfindung vorgesehen ist, daß eines der Kältefä­ cher als Kaltlagerfach und das andere als Normalkühlfach ausgebildet ist.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand von zwei in der beigefügten Zeichnung vereinfach dargestell­ ten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schemadarstellung eines Zweitemperaturen- Kühlgerätes, dessen eine unterschiedliche Lager­ kapazität aufweisenden Kältefächer mit verschie­ denflächig ausgebildeten Verdampfern mit einer Kältemittel-Kanalberohrung gleicher Abmessungen gekühlt sind, als erstes Ausführungsbeispiel und

Fig. 2 ebenfalls eine Schemadarstellung eines Zweitem­ peraturen-Kühlgerätes, dessen Verdampfer in Ab­ wandlung zum ersten Ausführungsbeispiel mit ei­ ner Kältemittel-Kanalberohrung verschiedener Ab­ messung aufweist, als zweites Ausführungsbei­ spiel.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils ein schematisch darge­ stelltes Zweitemperaturen-Kühlgerät 10 mit einem wärmeiso­ lierenden Gehäuse 11 gezeigt, innerhalb dem zwei thermisch voneinander getrennte, eine unterschiedliche Lagertempera­ tur aufweisende Kältefächer angeordnet sind, von denen das eine größere Lagerkapazität aufweisende Kältefach als Kalt­ lagerfach 12 und das unterhalb diesem angeordnete, eine ge­ ringere Lagerkapazität aufweisende Kältefach als Normal­ kühlfach 13 dient. Zur Erzeugung der im Kaltlagerfach 12 und im Normalkühlfach 13 gewünschten Temperatur ist das Zweitemperaturen-Kühlgerät 10 mit einem gemeinsamen Kälte­ aggregat 14 ausgestattet, welches zwei anhand eines Elek­ tromagnetventils 15 ansteuerbare Kältekreisläufe 16 und 17 aufweist, wobei der Kältekreislauf 16 dem Kaltlagerfach 12 und der Kältekreislauf 17 dem Normalkühlfach 13 zugeordnet ist. Beide Kältekreisläufe 16 und 17 weisen ausgangsseitig an ihrer tiefsten Stelle ein gemeinsames nicht steuerbares Sammelelement 18 auf, welches mit seinem Ausgang an die Saugseite eines Verdichters 19 angeschlossen ist. Dieser ist druckseitig mit einem Verflüssiger 20 verbunden, dessen Ausgang an das Elektromagnetventil 15 angeschlossen ist. Dieses wird durch eine nicht näher dargestellte Temperatur- Regelelektronik gesteuert, welche die Signale von ebenfalls nicht dargestellten, jeweils in den Kältefächern 12 und 13 angeordneten Temperatursensoren auswertet, welche den zur Aufrechterhaltung der bestimmungsgemäßen Lagertemperatur in den Kältefächern notwendigen Kältebedarf signalisieren. Dieser wird für das Kaltlagerfach 12 bzw. für das Normal­ kühlfach 13 durch jeweils einen als sogenannten Coldwall- Verdampfer 21 bzw. 22 bereitgestellt. Diese sind beispiels­ weise durch Verschweigen von zwei gleichflächigen, Alumini­ um-Blechplatinen gebildet, deren Platinenflächen weitestge­ hend an die Fläche der Rückwand des Kaltlagerfaches 12 bzw. des Normalkühlfaches 13 angeglichen sind, wodurch sich der im Kaltlagerfach 12 angeordnete Verdampfer 21 hinsichtlich seiner Größe deutlich von dem im Normalkühlfach angeordne­ ten Verdampfer 22 unterscheidet. Die Verdampfer 21 und 22 sind zur Führung des vom Verdichter 19 angetriebenen Kälte­ mittels mit einer Kältemittel-Kanalanordnung versehen, wel­ che sich bei dem in den beiden Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommenden Verdampfern 21 und 22 hinsichtlich ihres Kanalbildes untereinander deutlich unterscheiden. Während der im ersten Ausführungsbeispiel im Kaltlagerfach 12 ange­ ordnete Verdampfer 21 mit einer Kanalanordnung 23 versehen ist, deren schematisch dargestellter Kältemittelkanal in weit angelegten Windungen sich über die Höhe der Verdamp­ ferplatine des Verdampfers 21 erstreckt, weist der im Nor­ malkühlfach 13 angeordnete Verdampfer 22 eine Kältemittel- Kanalanordnung 25 mit einem in engen Windungen und mit ge­ ringem Windungsabstand über die Höhe der Verdampferplatine des Verdampfers 22 verlaufenden Kältemittelkanal 26 auf. Dieser ist sowohl hinsichtlich seiner Kanalquerschnittsflä­ che und deren Geometrie als auch in bezug auf seine Kanal­ länge im wesentlichen identisch zu der des Kältemittelka­ nals 24 ausgebildet. Durch die Anpassung der Kältemittelka­ näle 24 und 26 aneinander verfügen beide Kanalanordnungen 23 und 25 über ein im wesentlichen identisches Kältemittel- Aufnahmevolumen. Durch die im wesentlichen identischen Auf­ nahmevolumina für die beiden Kältemittel-Kanalanordnungen 23 und 25 ergibt sich eine für beide Verdampfer gleiche Füllmenge an Kältemittel, welches bei Stillstand des Ver­ dampfers aufgrund der überwiegend fallend angeordneten Käl­ temittelkanäle 25 und 26 sich im nicht steuerbaren Sammler 18 sammelt und somit bei Anlauf des Verdichters 19 in vol­ lem Umfang für jeden der Kältemittelkreisläufe 16 oder 17 zur Verfügung steht.

Während die Verdampfer 21 und 22 gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel (Fig. 1) mit Kältemittelkanälen gleicher Län­ ge und gleicher Querschnittsfläche ausgestattet ist, ist der Verdampfer 21 gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 mit einer Kältemittel-Kanalanordnung 27 ausgestattet, deren in norma­ len Windungsabständen über die Höhe der Verdampferplatine verlaufende Kältemittelkanal 28 eine gegenüber den Kälte­ mittelkanälen 24 und 26 verminderte Kanal-Querschnittsflä­ che aufweist (durch dünne Linienführung angedeutet). Diese ist auch gegenüber einem zu einer Kanalanordnung 29 gehö­ renden Kältemittelkanal 30 am Verdampfer 22 geschmälert, wobei der Kältemittelkanal 30 hinsichtlich seiner Länge deutlich kürzer als der Kältemittelkanal 28 ausgeführt ist, jedoch eine gegenüber diesem deutlich vergrößerte Kanal­ querschnittsfläche aufweist (durch starke Linien angedeu­ tet). Durch die Vergrößerung der Kanalquerschnittfläche in Verbindung mit der Kanallänge des Kältemittelkanals 30 ist für die Kältemittel-Kanalanordnung 29 ein Kältemittel-Auf­ nahmevolumen geschaffen, welches dem der Kältemittel-Kanal­ anordnung 27 entspricht. Die Anpassung der Kältemittel-Auf­ nahmevolumina ist dabei durch eine Abstimmung der Verhält­ nisse zwischen den Kanallängen der Kältemittelkanäle 28 und 30 und deren Kanalquerschnittsflächen-Verhältnisse erzeugt. Wie auch gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Käl­ temittelkanäle 28 und 30 der Kältemittel-Kanalanordnung 27 und 29 im wesentlichen fallend angeordnet, so daß sich bei Stillstand des Kältemittelverdichters das flüssige Kälte­ mittel im Sammler 18 sammelt und jedem der Kältekreisläufe 16 oder 17 bei Kältebedarf für eines der Kältefächer in vollem Umfang zur Verfügung steht.

Es versteht sich, daß die in den vorliegenden Ausführungs­ beisspielen nur einzügig ausgebildeten Kältemittelkanäle 24, 26, 28 und 30 auch mehrzügig ausgebildet sein können.

Claims (5)

1. Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät mit wenigstens zwei thermisch voneinander getrennten, eine unter­ schiedliche Lagertemperatur aufweisenden Kältefächern, von denen jedes von einem platinenartigen, mit unter­ schiedlicher Platinenfläche ausgestatteten Verdampfer gekühlt ist, welche in Parallelschaltung zueinander an­ geordnet sind, wobei die durch die Parallelschaltung gebildeten Kältekreise von einem Verdichter mit Kälte­ mittel beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit unterschiedlicher Platinengröße ausgestatteten Verdampfer (21, 22) mit einer Kältemittel-Kanalanord­ nung (23, 25, 27, 29) versehen sind, deren Kältemittel- Aufnahmevolumen im wesentlichen aneinander angepaßt ist.

2. Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Kältemittelkanalanordnungen (23, 25) der Verdampfer (21, 22) hinsichtlich ihrer Kältemittel- Aufnahmevolumina durch im wesentlichen im Vergleich zu­ einander gleichlang ausgebildete Kältemittelkanäle (24, 26) mit im wesentlichen gleichflächig ausgebilde­ ten Kanalquerschnitten erzeugt ist.

3. Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Kältemittel-Kanalanordnungen (27, 29) der Verdampfer (21, 22) hinsichtlich ihrer Kältemittel- Aufnahmevolumina durch im Vergleich zueinander ver­ schieden lang ausgebildete Kältemittelkanäle (28, 30) und im Verhältnis dazu im wesentlichen entsprechend an­ geglichenen Kanalquerschnitten erzeugt ist.

4. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verdampfer (21, 22) aufneh­ menden Kältefächer hinsichtlich ihrer Lagerkapazität unterschiedlich bemessen sind.

5. Kältegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kältefächer als Kaltlagerfach (12) und das andere als Normalkühlfach (13) ausgebildet ist.