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Wärmeaustauscher, insbesondere Verdampfer für Kühlschränke Die Erfindung
bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, bestehend aus einer Rohrschlange oder einem
Röhrensystem und ein- oder zweiseitig der Rohrschlange anliegenden, der Oberflächenvergrößerung
dienenden Platten, die gut wärmeleitend miteinander verbunden sind.
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Derartige Wärmeaustauscher werden vielfach als Verdampfer für Kühlschränke
und ähnliche Kühleinrichtungen verwendet, da sie dank ihrer im Verhältnis zum Werkstoffaufwand
großen Oberfläche im gekühlten Raum günstige Betriebsverhältnisse herbeiführen,
die sich insbesondere durch hohe Verdampfungstemperatur und hohen Feuchtigkeitsgehalt
der Kühlraumluft bemerkbar machen. Ein weiterer Vorteil, der sich besonders günstig
bei kleinen Kühlmöbeln auswirkt, besteht in der Möglichkeit, den Plattenverdampfer
als Wandung für den das Kühlgut aufnehmenden Behälter auszubilden und dadurch an
Nutzraum zu gewinnen. Bei den bisher bekannten Herstellverfahren dieser Plattenverdampfer
wird das in seine endgültige Form gebogene Rohr durchLötung einzelner Stellen an
die Platte geheftet, worauf der ganze Verdampfer noch in ein Zinn- oder ein anderes
Metallbad getaucht werden muß, damit eine dauerhafte und gut wärmeleitende Verbindung
zwischen der Platte und der Rohrschlange erreicht wird.
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Infolge der hohen Temperatur des ?Metallbades lösen sich sehr oft
die gehefteten Lötstellen, die Rohrschlange hebt sich von der Platte ab und es entstehen
Hohlräume, die nur durch zeitraubendes und teures Nachlöten beseitigt werden können.
Wird das Rohr mittels Schellen oder ähnlicher Verbindungselemente auf der Platte
befestigt, so ist der Kontakt sehr lose und die Wärmeübertragung entsprechend schlecht.
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Bei dem Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung wird zur Verbindung der
Rohrschlange mit der
Platte eine an und für sich bekannte schaumförmig
erstarrende Kunstharzmasse benutzt, die im gießförmigen Zustand stark klebefähig
ist und nach dem Erkalten bzw. Trocknen eine allen normalen Beanspruchungen genügende
feste und dauerhafte Verbindung zwischen Rohrschlange und Platte gewährleistet.
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Erfindungsgemäß kann durch Anpressen der wärmeübertragenden Platten
an die die Kältequelle führenden Rohre eine unmittelbare gut wärmeleitende Berührung
zwischen Platten und Rohren hergestellt und nach dem Erstarren des vergossenen Isoliermittels
dauerhaft gestaltet werden. Die hierzu geeigneten Kunststoffe sind bei verhältnismäßig
niedrigen Temperaturen, manche sogar in kaltem Zustand gießbar, außerdem sind sie
im Vergleich zu einem metallischen Lötmittel billig und von geringem spezifischem
Gewicht. Man kann die fertig gebogene, auf eine oder zwischen zwei Platten angepreßte
Rohrschlange in einer verhältnismäßig dicken Schicht der Kunst'harzmasse eingießen,
@da Gewicht und Preis von der Schichtstärke nur geringfügig beeinflußt werden..
Vorheriges Festheften der Rohrschlange durch Löten ist überflüssig, besonders wenn
die Rohrschlange fest angepreßt wird, wodurch die Herstellung des ganzen Wärmeaustauschers
vereinfacht und verbilligt wird.
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In manchen Fällen ist es erwünscht, die übertragbare Wärmemenge von
Verdampfern unter Beibehaltung der Rohr- und Plattenabmessungen zu erhöhen. Dies
kann nach einem weiteren Erfindungsgedanken dadurch erreicht werden, daß der Kunstharzmasse
gut wärmeleitende Beimengungen in geeigneter Form und Menge zugefügt werden. Es
kann z. B. durch Beifügung von Metallspänen, Metalldrähten, Metallwolle oder Metallpulver
in verschiedener Menge ,die Wärmeübertragung von dem Kühlsystem an die wärmeübertragenden
Platten verbessert werden.
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Man kann durch Dosierung des Metallteilchenzusatzes auch Plattenverdampfer
herstellen, die an verschiedenen Teilen ihrer Oberfläche verschiedene Wärmedurchgangsziffern
haben.
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Der in der Abbildung dargestellte Schnitt durch einen Haushaltkühlschrank
zeigt in schematischer Darstellung das Ausführungsbeispiel eines Verdampfers der
zuletzt beschriebenen Art.
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An dem aus Metall hergestellten Behälter i für die Aufnahme -des Kühlgutes
ist in Kunstharzschichten 2 und 3 liegend die Verdampferschlange4 angegossen. Die
Kunstharzschicht 2 für die senkrechte Wand besteht aus einer Masse mit wenig oder
keinem Metallpulverzusatz, während die Kunstharzschicht 3 des Bodens 9 eine größere
Menge Metallpulver bzw. Metallspäne enthält. -Der gesamte Verdampfer, bestehend
aus Behälter i, Kunstharzschichten 2 und 3 sowie Verdampferschlange 4 ist in bekannter
Weise durch Isolierung 5 gegen Wärmeeinstrahlung geschützt. Das vom Kondensator
6 kommende Kältemittel wird über eine Reguliereinrichtung 7 dem unter dem Behälterboden
9 liegenden Teil der Verdampferschlange 4 zugeführt und gasförmig durch den Kompressor
8 von der höchsten Stelle der Verdampferschlange abgesaugt.
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Wird nun durch bekannte, in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtungen
der Betrieb der Kühlmaschine so geregelt, daß beispielsweise ein Verdampferdruck
entsprechend einer Temperatur von -i5 bis -2o° C eingehalten wird, so erreicht man,
daß der Behälterboden 9, der durch die gut leitende Kunstharzschicht 3 mit der Verdampferschlange
4 verbunden ist, eine Temperatur von - 5 bis .- 8° C aufweist, während die übrigen
den Kühlraum unigebenden Wandungen des Behälters i infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit
der Kunstharzschicht 2 eine höhere Temperatur etwa um o° C haben. Die tiefe Temperatur
des Behälterbodens 9 ermöglicht es, in Schalen io, die auf seiner Oberfläche stehen,
Eis auszufrieren oder Tiefkühlwaren auf der notwendigen Gefriertemperatur zu halten.
Durch die höhereOberflächentemperaturderübrigen Behälterwände wird vermieden, daß
infolge Wasserabscheidung und Reifbildung die Kühlraumluft stark austrocknet. Um
den Gefriervorgang in den Eischalen zu beschleunigen und die kalte Bodenfläche 9
gegenüber der Kühlraumluft abzuschirmen, kann man die Eisschalen bzw. die Tiefkühlwaren
durch isolierende Hauben i i abdecken.