DE69913296T2

DE69913296T2 - Gasabsorptions-Kühlgerät

Info

Publication number: DE69913296T2
Application number: DE69913296T
Authority: DE
Inventors: David W. Sidney Leistner
Original assignee: Norcold Inc Sidney; Norcold Inc
Current assignee: Norcold Inc Sidney; Norcold Inc
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1999-10-16
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2019-10-17
Also published as: EP1001231A1; US6212902B1; EP1001231B1; DE69913296D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft generell einen Gasabsorptions-Kühlschrank, wie er zum Beispiel üblicherweise ein Erholungsfahrzeug (EF), Boot oder einen Wohnwagen ausstattet. Spezieller betrifft die Erfindung einen Gasabsorptions-Kühlschrank mit erhöhter Kühlungsleistung verglichen mit einem herkömmlichen EF-Kühlschrank ohne das Kühlschrankgehäuse in eine nach oben gerichtete Richtung zu vergrößern. Diese zusammenwirkende Anordnung von Fahrzeugraum und Kühlschrankbauteilen ermöglicht es, das Kühlschrankkaltabteil in einer horizontalen Richtung zu vergrößern.
Erholungsfahrzeuge sind häufig mit Kühlschränken zum Kühlen und Aufbewahren von Nahrung und Getränken ausgestattet. Solche Kühlschränke sind üblicherweise herkömmliche Gasabsorptionstyp-Kühlschränke, welche eine Wärmequelle verwenden, um Kühlung zu bewirken. Absorptionskühlschränke werden in Fahrzeugen bevorzugt, wie z. B. Erholungsfahrzeugen, weil ein Kompressor nicht benötigt wird und der Wärmegenerator entweder eine elektrische Widerstandsheizvorrichtung oder eine Gasheizvorrichtung sein kann und sie die Auswahl zwischen den Wärmequellen erlauben. Die Gasheizvorrichtung kann mit Propangas betrieben werden, welches üblicherweise in einem Erholungsfahrzeug mitgeführt wird.
In einem Absorptionskühlschrank erwärmt der Wärmegenerator eine Lösung eines Kühlmittels und eines Absorptionsmittels. Erwärmen der Lösung setzt einen Teil des Kühlmittels in Form eines Dampfes aus der Lösung frei. Der Kühlmitteldampf wird in einem Kühlkondensator kondensiert. Das Kühlmittel wird in dem Verdampfer gekocht, welcher Wärme aus dem isolierten Abteil abtransportiert. Der Kühlmitteldampf wird in dem Absorber in die Lösung vereinigt, und die vereinigte Lösung wird zurück zu dem Erzeuger geleitet.
Es ist im Stand der Technik wohl bekannt, daß Absorptionskühlungseinheiten ohne besondere Maßnahmen nicht funktionieren können, wenn sie merklich aus der Vertikalen geneigt werden, typischerweise über 3°, aufgrund der Abhängigkeit der Anordnung von Schwerkraft und Auftrieb zum Bewirken der Zirkulation von Arbeitsflüssigkeiten in dem benötigten thermodynamischen Kreisprozess. Dies ist ein besonderes Problem für EF und andere mobile Kühlschränke, da das Fahrzeug unterwegs oder geparkt nicht ausgerichtet sein kann. Es wird in den US-Patenten 3,775,996; 3,802,219; 3,851,497 und 4,458,504 gelehrt, daß es wünschenswert ist, den Kondensator, Verdampfer und Absorber in wesentlich höheren Winkeln, zwischen 10° und 20°, zu neigen, um die Funktion des Kühlschranks bei größeren Neigungswinkeln zu gestatten. Diese Lösung hat einen bestimmten Nachteil, wie auch immer, weil die vertikale Positionierung der Bauteile der Anordnung kritisch ist und lange gerade Verrohrungsabschnitte, welche quer zur Breite des Kühlschranks abgewinkelt sind, dazu führen können, daß ein gegebenes Bauteil zu viel der verfügbaren Gehäusehöhe verbraucht, um eine einwandfreie vertikale Positionierung von anderen Bauteilen zu gestatten. Das Problem wird besonders akut, wenn die verfügbare vertikale Höhe für das Gehäuse beschränkt ist, bis hin zu dem Punkt, daß es den normalen Winkel der Verrohrungsneigung in einem kurzen Gehäuse nicht gestattet. Die vorgenannten Patente lehren Lösungen dieses Problems durch besondere Anordnung des Kondensators und Absorbers mit kürzeren, winkligen Rohrverläufen in komplexen V-förmigen oder umgekehrten V-förmigen Anordnungen.
Andere Kühlschränke, welche für die Erfindung von Bedeutung sind, sind in U5-A-2 368 374, und DE-B2-1025910 offenbart.
Ein Gasabsorptionskühlschrank mit begrenzter Gehäusehöhe hat das zusätzliche Problem, daß die Höhe des Generators beschränkt ist, da er, aufgrund Notwendigkeit, vertikal an dem Gehäuse unterhalb des Kondensators angeordnet sein muß. Für eine gegebene Wärmeeinspeisung sind die Flüssigkeitsund Gasdrucke, welche durch den Generator erzeugt werden, teilweise bestimmt durch die Höhe der Generatorsäule. Wenn die Gesamtlänge des Kondensators, Verdampfers oder Absorbers unverhältnismäßig lang relativ zur Höhe des Generators ist oder wenn der Fluidstrompfad übermäßig gewunden oder beschränkt ist, ist der der Fluidstrom nicht ausreichend für einen effizienten Wärmetransfer und die Kühlleistung des Kühlschranks wird vermindert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend stellt diese Erfindung die Kombination von zwei Gasabsorptionskühlungseinheiten, wie in Anspruch 1 definiert, bereit, in einer Weise, welche die Probleme und Nachteile der herkömmlichen Techniken im Stand der Technik überwindet. Kurz gesagt schließt die Erfindung eine einzigartige Anordnung einer Vielzahl von Gasabsorptions-Kühlungsystemen ein, welche befestigt, angebracht oder verbunden sind, um so ein gemeinsames Gehäuse, Wärmequelle, Generatorgehäuse und Steuerungen und/oder Regelungen zu teilen. Die Kombination von zwei Gasabsorptions-Kühlungseinheiten führt zu einem System, welches für zusätzliche Kühlleistung sorgt, als sie anders in dem gleichen vertikalen Raum erreichbar wäre, welcher vom dem Kühlschrank eingenommen wird. Jedes individuelle Kühlungssystem erlangt das wünschenswerte Seitenverhältnis dadurch, daß es höher als breit ist. Dies ermöglicht es EF-Konstrukteuren, Kühlschrankanordnungen innerhalb des Wohnraums in dem EF zu konstruieren, welche vor dieser Erfindung unmöglich gewesen wären aufgrund der Höhenbeschränkungen an den Kühlungssystemen.
Weitere Zwecke, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden deutlich bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung genommen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden deutlich aus der Erörterung und beigefügter Zeichnung, in welcher:
1 eine perspektivische Ansicht eines EF-Kühlschrankgehäuses ist, welche das Gasabsorptions-Kühlungssytem dieser Erfindung zeigt, welches auf der Rückseite des Gehäuses montiert ist.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist lediglich beispielhaft von Natur, und ist keineswegs beabsichtigt, die Erfindung oder Ihre Anwendung oder Einsatzmöglichkeiten zu beschränken. Das Kühlgerät 10 dieser Erfindung ist in 1 dargestellt, an der Rückwand 12 eines Kühlschrankgehäuses 14 montiert, welches ein isoliertes Abteil 16 umgibt. Das Kühlgerät 10 besteht aus zwei Systemen, A und B, jedes bestehend aus herkömmlichen Gasabsorptions-Kühlungsbauteilen, nämlich einem Absorber 18, einem Verdampfer 20, einem Kondensator 22 und einem Generator 24. Die Systeme A und B teilen eine elektrische Gleichstrom-(DC)-Heizvorrichtung 26, eine elektrische Wechselstrom-(AC)-Heizvorrichtung 28, einen Gasbrenner 30 und einen einzigen Brenner- und Steuerung- und/oder Regelungsbehälter 32 mit einem einzigen Gaskamin 34. Die Generatoren 24, Heizvorrichtungen 26 und 28 und der obere Teil des Kamins 34 sind innerhalb einer Generatoreinfassung 36 enthalten.
Derzeit benötigt jedes Gasabsorptions-Kühlungssystem einen Satz von Steuerungen und/oder Regelungen, um die innere Kühlschranktemperatur zu überwachen und die Wärme zu Ihrem Generatorbereich auf diese Weise zu steuern und/oder zu regeln. Die Erfindung stellt eine Kombination von Gasabsorptions-Kühlungssystemen bereit, welche es einem Generator eines zweiten Gasabsorptions-Kühlungssystems gestattet, erwärmt zu werden, in Verbindung mit einem Generator eines anderen Gasabsorptionssystems unter Verwendung eines einzigen Satzes von Steuerungen und/oder Regelungen. Die zwei Gasabsorptions-Kühlungssysteme (System "A" und System "B") werden in dem Generatorbereich in einer solchen Weise zusammengefügt, daß ein einziger Gasbrenner und/oder eine elektrische Heizeinheit Wärme für beide Generatoren bereitstellen kann. Die Kombination der beiden Gasabsorptionskühlungseinheiten führt zu einem System, welches zusätzliche Kühlleistung bereitstellt als sie sonst in einem begrenzten vertikalen Raum wegen der Höhe des Generators erreichbar wäre, und folglich ist der Systemfluidstrom angepaßt an die Länge des Kondensators, Generators und Verdampfers. Zusätzlich, weil das gewünschte Höhe zu Breite Verhältnis jedes Systems vergrößert wird, können die im allgemeinen horizontalen Verrohrungsverläufe unter größeren Winkeln angefertigt werden, um befriedigende Fahrzeugneigungstoleranzen zu gestatten.
Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit zur Schaffung von Gasabsorptionskühlung für Kühlschrankanordnungen, welche ansonsten ungeeignet wären, um Gasabsorptions-Kühlung aufgrund von Höhenbeschränkungen effizient zu nutzen. Die Verwendung eines gemeinsamen Wärmequellen-, Steuerungenund/oder Regelungen- und Generatorbehälters zum Versorgen einer Vielzahl von Absorptionssystemen mit Energie, beseitigt die Vervielfachung von Bauteilen. Durch Applizieren von Wärmeenergie auf einen Absorptionssystemge nerator empfängt eine Vielzahl von Absorptionssystemen ausreichend Wärmeenergie und Fluidstrom, um wie vorgesehen zu funktionieren. Die Anordnung von Bauteilen in dieser Erfindung stellt zusätzliche Absorptionskühlungsleistung bereit in einer Anwendung, in welcher Apparaturhöhe begrenzt ist, und befriedigt doch einen nicht nivellierten Betrieb. Zusätzlich gestattet die Verwendung von zwei Kühlungssystemen die Kühlung auf einem reduzierten Niveau, wenn ein System ausfallen sollte. Die Erfindung wird einfach hergestellt unter Verwendung herkömmlich konfigurierter Gasabsorptions-Kühlungsbauteile.

Claims

Ein Gasabsorptions-Kühlgerät umfassend: a. eine Vielzahl separater Gasabsorptions-Kühlungssysteme anordnungen bestehend aus einem Generator, einem Kondensator, einem Verdampfer, einem Absorber und Verrohrung, welche die vorgenannten Teile verbindet, um ein vollständiges Zirkulationssystem für ein Kühlmittel zu bilden, ein Absorptionsmittel und ein inertes Gas; b. die Gasabsorptions-Kühlungssysteme sind an ein gemeinsames Gehäuses montiert, die Verdampfer jedes Systems sind innerhalb eines gemeinsamen, thermisch isolierten Abteils innerhalb des Gehäuses angeordnet; und c. der Generator jedes Systems teilt eine gemeinsame Wärmequelle.
Das Gerät nach Anspruch 1, wobei die Gasabsorptions-Kühlungssysteme nebeneinander an einer gemeinsamen Wand des Gehäuses angeordnet sind.
Das Gerät nach Anspruch 1, wobei die Wärmequelle aus einem Gasbrenner und einer elektrischen Widerstandsheizungseinheit besteht.
Das Gerät nach Anspruch 3, wobei die elektrische Widerstandsheizungseinheit aus einer elektrischen Wechselstromwiderstandsheizvorrichtung und einer Gleichstromwiderstandsheizvorrichtung besteht.
Das Gerät nach Anspruch 3, wobei eine einzige Steuer- und/oder Regeleinheit die Art der Wärme, welche durch die Wärmequelle bereitgestellt wird, auswählt und steuert und/oder regelt.
Das Gerät nach Anspruch 5, ferner einschließend die Steuer- und/oder Regeleinheit einteilig mit einem Brennerbehälter mit einem einzelnen Gasbrenner und Kamin.
Das Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Generatoren und Wärmequelle innerhalb einer gemeinsamen Generatoreinfassung untergebracht sind.
Ein Verfahren zum Verbinden einer Vielzahl von Gasabsorptions-Kühlungssystemen mit einem gemeinsamen Gehäuse, umfassend die Schritte: a. Bereitstellen einer Vielzahl separater Gasabsorptions-Kühlungssysteme bestehend aus einem Generator, einem Kondensator, einem Verdampfer, einem Absorber und Verrohrung, welche die vorgenannten Teile verbindet, um ein vollständiges Zirkulationssystem für ein Kühlmittel zu bilden, ein Absorptionsmittel und ein inertes Gas; b. Bereitstellen eines Gehäuses, welches mindestens eine Wand aufweist; c. Montieren der Gasabsorptions-Kühlungssysteme an das Gehäuse; d. Bereitstellen einer Wärmequelle; e. Anordnen der Generatoren und der Wärmequelle in geringem Abstand, so daß die Generatoren die Wärmequelle teilen; f. Bereitstellen eines thermisch isolierten Abteils innerhalb des Gehäuses; und g. Anordnen der Verdampfer gemeinsam innerhalb des thermisch isolierten Abteils.
Das Verfahren nach Anspruch 8, einschließend den weiteren Schritt des Montierens der Gasabsorptions-Kühlungssysteme an eine gemeinsame Wand des Gehäuses.
Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Wärmequelle aus einem Gasbrenner und einer elektrischen Widerstandsheizungseinheit besteht.
Das Verfahren nach Anspruch 8, einschließend die weiteren Schritte des Bereitstellens einer elektrischen Wechselstromwiderstandsheizvorrichtung und einer elektrischen Gleichstromwiderstandsheizvorrichtung und Verbindens der elektrischen Wechselstromwiderstandsheizvorrichtung und der elektrischen Gleichstromwiderstandsheizvorrichtung in der elektrischen Widerstandsheizungseinheit.
Das Verfahren nach Anspruch 10, einschließend die weiteren Schritte des Bereitstellens einer einzigen Steuer- und/oder Regeleinheit, welche ge eignet ist, die Wärmeart, welche durch die Wärmequelle bereitgestellt wird, auszuwählen und zu steuern und/oder zu regeln, Installierens der Steuer- und/oder Regeleinheit an dem Gehäuse und Herstellens elektrischer oder mechanischer Steuer- und/oder Regelverbindungen zu der Wärmequelle.
Das Verfahren nach Anspruch 12, einschließend die weiteren Schritte des Bereitstellens eines Brennerbehälters mit einem einzigen Gasbrenner, Kamin, und einer integralen Steuer- und/oder Regeleinheit und Installierens des Brennerbehälters an dem Gehäuse.
Das Verfahren nach Anspruch 8, einschließend die weiteren Schritte des Bereitstellens einer einzigen Generatoreinfassung, Installierens der Generatoreinfassung an das Gehäuse und Unterbringens der Generatoren und Wärmequelle innerhalb der Generatoreinfassung.