DE861101C

DE861101C - Cooler for absorption refrigerators with pressure equalizing gas

Info

Publication number: DE861101C
Application number: DEP35355A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Axel Grubb; Wilhelm Georg Koegel
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1948-03-02
Filing date: 1949-03-01
Publication date: 1952-12-29
Also published as: AT183771B; CH283882A; US2702990A; DE931171C

Description

Kühlkörper für Absorptionskälteapparate mit druckausgleichendem Gas Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für Absorptionskälteapparate mit druckausgleichendem Gas, der insbesondere als horizontale Trennwand zwischen zwei benachbarten Kühlkammern eines Kühlschrankes dient und zwei bei verschiedenen Temperaturen arbeitende, mehrfach in einer Ebene gewundene Verdampferrohrschlangen enthält.Heat sink for absorption chillers with pressure equalizing gas The invention relates to a heat sink for absorption refrigerators with pressure equalizing Gas, in particular as a horizontal partition between two adjacent cooling chambers one refrigerator and two working at different temperatures, multiple contains coiled evaporator coils in one plane.

Die Erfindung bezweckt, diesen Kühlkörper in möglichst einfacher Gestalt und so auszubilden, daß Temperatursteigerungen in einerderbeidenhorizontalenKühlflächen des Kühlkörpers nach Mbglichkeit verhindert oder gedämpft werden. Dieses Ziel läßt sich erreichen, wenn gemäß der Erfindung zwei bei verschiedenen Temperaturen arbeitende, mehrfach in einerEbenegewundeneVerdampferrohrschlangen so ausgebildet werden, daß sie in einer Ebene ineinandergreifen, aber thermischvoneinander isoliert bleiben. _ Insbesondere wird gemäß der Erfindung der Kühlkörper so ausgebildet, daß eine tangentiale Berührungsebene der einen Verdampferrohrschlange zwischen den tangentialen Berührungsebenen der anderen Verdampferrohrschlangen liegt und daß ferner die Windungen der beiden Rohrschlangen verschiedene Rohrdurchmesser haben.The aim of the invention is to make this heat sink as simple as possible and in such a way that temperature increases in one of the two horizontal cooling surfaces of the heat sink can be prevented or attenuated as far as possible. This goal leaves achieve when, according to the invention, two working at different temperatures, Evaporator coils wound several times in one plane are formed so that they interlock in one plane, but remain thermally isolated from one another. _ In particular, according to the invention, the heat sink is designed so that a tangential contact plane of one evaporator coil between the tangential Contact planes of the other evaporator coils and that also the turns of the two pipe coils have different pipe diameters.

Bei einem Kühlkörper, dessen Oberfläche mit einer eine Tiefkühlzelle kühlenden Tieftemperaturverdampferrohrschlange und dessen einen auf höherer Temperatur zu haltenden Kühlraum abdeckende Unterfläche mit einer Hochtemperaturverdampferrohrschlange in direkter wärmeleitender Verbindung stehen, wird gemäß der Erfindung das Kältemittel, beispielsweise im Mitstrom mit dem druckausgleichenden Gas, zunächst durch die Tieftemperaturverdampferrohrsclilauge und erst danach durch die Hochtemperaturverdiumpferrohrschlange geschickt. Zweckmäßig hät die letztere einen geringeren Rohrdurchmesser als die Tieftemperaturv erdampferrohrschlange. Man kann ferner den Erfindungsgegenstand in der Weise ausbilden, daß die Oberfläche oder Unterfläche des plattenförmigen Kühlkörpers. mit einem Kältespeicher in wärmeleitend@r Verbindung steht.In the case of a heat sink, the surface of which is a freezer cell cooling low-temperature evaporator coil and one at a higher temperature The lower surface to be held that covers the cold room with a high-temperature evaporator coil are in direct heat-conducting connection, according to the invention, the refrigerant, for example, in the current with the pressure-equalizing gas, initially through the low-temperature evaporator tube cleaning solution and only after that through the high-temperature mercury pipe sent. The latter expediently has a smaller pipe diameter than the low temperature steam pipe coil. The subject matter of the invention can also be designed in such a way that that the surface or lower surface of the plate-shaped heat sink. with a cold store is in thermally conductive @ r connection.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hier zeigen Fig. i bis 4 einen in zwei thermisch voneinander getrennte Teile aufgeteilten Tieftemperaturverdampfer, Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einem Kältespeicher, - -Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Tieftemperaturverdampfer die Decke bzw. den Boden einer Tiefkühlkammer bilden.Embodiments of the invention are shown in the drawing. Here, FIGS. 1 to 4 show a split into two parts that are thermally separated from one another Low-temperature evaporator, FIG. 5 shows a further exemplary embodiment in conjunction with a cold store, - -Fig. 6 shows an embodiment in which two low-temperature evaporators form the ceiling or floor of a freezer compartment.

Alle Ausführungsbeispiele beziehen sich auf kontinuierlich arbeitende Kälteapparate mit Hilfsgas, deren Aufbau und Arbeitsweise wohlbekannt sind, so daß eine allgemeineBeschreibungderartiger Apparate überflüssig sein dürfte. Obwohl die -Erfindung auf das Kondensorsystem des Kälteapparates nicht beschränkt ist, ist ferner in allen gezeigten Ausführungsbeispielen vorausgesetzt, daß Kältemittel durch eine einzige Kondensatleitung an alle verschiedenen Verdampfer von selbst herunterrieselt.All the exemplary embodiments relate to continuously operating Refrigerators with auxiliary gas, the structure and operation of which are well known, so that a general description of such apparatus may be superfluous. Although the -Invention is not limited to the condenser system of the refrigerator furthermore, in all of the embodiments shown, it is assumed that refrigerant is carried through a single condensate line trickles down to all the different evaporators by itself.

Gemäß Fig. i ist der Verdampfer in zwei Rohrschlangen igund 19 aufgeteilt, von denen die erstere mit einer unteren Metallplatte 2-o wärmeleitend verbunden ist, welche die Decke einer Tiefkühlkammer 14 (Fig. 6) bildet, während der Verdampferteil ig mit der Platte 15 wärmeleitend verbunden ist, Die beiden Verdampfer und auch die beiden Platten 1.5 und 2o sind gegeneinander thermisch isoliert, und zwar durch eine Isolation 21.According to Fig. I, the evaporator is divided into two coils igund 1 9 , of which the former is thermally connected to a lower metal plate 2-o, which forms the ceiling of a freezer chamber 14 (Fig. 6), while the evaporator part ig with the plate 15 is connected in a thermally conductive manner, the two evaporators and also the two plates 1.5 and 2o are thermally insulated from one another, specifically by an insulation 21.

In den Fig. 2 bis 4 bezeichnet 22 einen Gastemperaturwechsler, der in an sich bekannter Weise in das Gasumlaufsystem des Apparates eingeschaltet ist. 23 bezeichnet die von dem in der Zeichnung nicht dargestellten Kondensator des Apparates kommende Leitung, durch welche flüssiges Kältemittel zuerst in die Verdampferschlange 18, und danach in die mit ihrem Boden ein wenig tiefer gelegene Verdampferschlange ig eingeführt .wird. Vorzugsweise kann auch eine Unterkühlung des Kondensators durch den Gastemperaturrvechsler 22 vorgesehen sein, wofür die beiden Leitungen 24 angeordnet sind. Mit 25 ist eine Platte bezeichnet, die dazu bestimmt ist, die Öffnung der Hinterwandung des Kühlschrankes abzudecken, durch die der Kühlkörper in den Kühlraum eingeführt wird. Nach Durchgang durch die beiden Verdampferteile 18 und ig fließt der Überschuß an flüssigem Kältemittel in den Raumkühler 26 hinein, der vorzugsweise mit flächenvergrößernden Organen versehen ist und unterhalb des ebenen Kühlkörpers gelegen ist. Fig.4 zeigt die Anordnung der verschiedenen Verdampfer im Verhältnis zu den verschiedenen Kühlkammern, und zwar von vorn gesehen, wobei die Bezeichnungen denen der Fig.2 entsprechen. DieFig.3 zeigt, teilweise im Schnitt, dieAnordnung der Fig. 2 und 4.; von der Seite gesehen. Die in Fig. i bis 4 dargestellte Einrichtung arbeitet derart, daß. flüssiges Kältemittel im Mitstrom mit dem von dem Temperaturwechsler 2o kommenden, an Kältemittel dann armen Gas in die V erdampferschlange r& einströmt, wodurch eine starke Kühlung der Platte 2o hervorgerufen wird. Danach fließen das Kondensat und das Gas in die Verdampferschlange ig, wodurch die Platte 15 ebenfalls stark heruntergekühlt wird. Wenn aber wassergefüllte Eiskästchen auf diese Platte aufgesetzt werden, dann steigt zwar die Temperatur des Verdampferteilsig, doch kann diese Temperatursteigerung die Temperatur der Platte 2o nicht beeinflussen, weil der Verdampfer 18, unabhängig von der Belastung des Verdampfers ig, stets flüssiges Kältemittel und armes Gas erhält. Weil, wie erwähnt, die Kühlkammer 14 als Aufnahmestelle für tiefgefrorene Waren mit Temperaturen von - 15 bis - 18,° C bestimmt ist, wird die Belastung des Verdampfers 18, gering, wodurch die Zufuhr flüssigen Kältemittels an den Verdampfer ig praktisch immer sichergestellt und genügend ist.In Figs. 2 to 4, 22 denotes a gas temperature changer, the is switched on in a manner known per se in the gas circulation system of the apparatus. 23 denotes the condenser of the apparatus, not shown in the drawing incoming line through which liquid refrigerant first enters the evaporator coil 18, and then into the evaporator coil with its bottom a little lower ig. is introduced. Preferably, the condenser can also be subcooled the gas temperature changer 22 may be provided, for which the two lines 24 are arranged are. With a plate 25 is designated, which is intended to open the To cover the rear wall of the refrigerator, through which the heat sink into the refrigerator compartment is introduced. After passing through the two evaporator parts 18 and ig flows the excess of liquid refrigerant into the room cooler 26, which is preferably is provided with surface-enlarging organs and below the flat heat sink is located. 4 shows the relationship between the various evaporators to the various cooling chambers, seen from the front, with the designations correspond to those of Fig.2. Fig. 3 shows, partially in section, the arrangement of Figures 2 and 4 .; seen from the side. The device shown in Figs works in such a way that. liquid refrigerant in the flow with that of the temperature changer 2o incoming gas that is then poor in refrigerant flows into the evaporator coil r &, whereby a strong cooling of the plate 2o is caused. After that, that flow Condensate and the gas in the evaporator coil ig, making the plate 15 also is cooled down significantly. But if water-filled ice boxes on this plate are put on, then the temperature of the evaporator part rises, but can this temperature increase does not affect the temperature of the plate 2o because the evaporator 18, regardless of the load on the evaporator ig, always liquid Maintains refrigerant and lean gas. Because, as mentioned, the cooling chamber 14 as a receiving point is intended for deep-frozen goods with temperatures from - 15 to - 18. ° C the load on the evaporator 18, low, reducing the supply of liquid refrigerant to the vaporizer ig is practically always ensured and sufficient.

Erfindungsgemäß ist, wie erwähnt, der Verdampfer 16 in zwei im wesentlichen in der gleichen. Ebene gelegene Teilverdampfer aufgeteilt, die jedoch gegenseitig derart verschoben sind, daß Kühlmittel von demjenigen Verdampferteil, der zum Kühlen der untenliegenden Kühlfläche dient, zu dem Verdampfer, der zum Kühlen einer oben gelegenen Kühlfläche vorgesehen ist, fließen kann. Eine derartige Anordnung ist vorzugsweise in Verdampfern verschiedener Art verwendbar, in denen zwei untereinanderliegende Kühlflächen v erschiedenerTemperaturen erwünscht sind. Wie aus der Fig. i hervorgeht, liegen die beiden zueinander parallelen Tangentialebenen der beiden Verdampfer innerhalb einander. ' -Das in der Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem der Fig. i im wesentlichen dadurch, daiß die beiden Verdampfer i&. und i g so angeordnet sind, daß sie mit einem Kältespeicher 12 zusammenwirken. Dieser Kältespeicher ist in Form eines ebenen Behälters geringer Höhe ausgebildet, der eine bei tiefer Temperatur gefrierende Flüssigkeit enthält, vorzugsweise. ein Eutektikum, das bei Temperaturen in der Großenordnung von - io bis - 15 ° C erstarrt.According to the invention, as mentioned, the evaporator 16 is essentially in two ways in the same. Partial evaporator located on the level is divided, but mutually exclusive are shifted so that coolant from that evaporator part, which is used for cooling the cooling surface below is used to the evaporator, which is used to cool a top located cooling surface is provided, can flow. One such arrangement is can preferably be used in vaporizers of various types, in which two Cooling surfaces of different temperatures are desired. As can be seen from Fig. I, the two parallel tangential planes of the two evaporators lie within each other. '-The embodiment shown in Fig. 5 differs from that of FIG. i essentially in that the two evaporators i &. and i g are arranged in such a way that they interact with a cold accumulator 12. This Cold storage is designed in the form of a flat container of low height, the contains a liquid that freezes at low temperature, preferably. a eutectic, which solidifies at temperatures of the order of - 10 to - 15 ° C.

In Abhängigkeit von denjenigen Temperaturen, bei denen man zu .arbeiten wünscht, können verschiedene Stoffe zur Herstellung des Eutektikums benutzt werden. Auch einheitliche Stoffe mit Schmelzpunkt unterhalb des Gefrierpunktes des Wassers können statt eines Eutektikums benutzt werden.Depending on the temperatures at which you work If desired, various substances can be used to produce the eutectic. Also uniform substances with a melting point below the freezing point of water can be used instead of a eutectic.

Es ist ersichtlich, daß der Kältespeicher eine dämpfende Einwirkung auf die rfemperaturschwankungen des untenliegenden Raumes 1 4. hat, und zwar insbesondere in den Fällen, wo der Kälteapparat mit Thermostat arbeitet, der in Abhängigkeit der Kühlluft- oder Verdampfertemperaturen die Kälteerzeugung durch periodische Abschaltungen der Wärmezufuhr zu dem Kocher des Kälteapparates regelt. Während der Abschaltperioden wirkt der Kältespeicher n2 in hohem Grade stabilisierend und verhindert, daß tiefgefrorene Waren vorübergehenden Temperaturschwankungen ausgesetzt werden, was bekanntlich für die Qualität der Waren verderblich ist. Weil die obere Platte 15, auf welche die Eiskästchen zwecks Eiserzeugung aufgestellt werden, von dem Verdampfer 1-& thermisch getrennt ist, beeinflußt der Kältespeicher nur wenig die Eisfrierung. Will man das Eisfrieren beschleunigen, so muß man im allgemeinen entweder eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Kältespeicher und der Platte 15 anordnen, z. B. durch Metallprofile od. dgl., was zweckmäßiger ist als ein direkter thermischer Kontakt zwischen einerseits den beiden Platten 15 und 16 und andererseits einem oder beiden der Verdampfer 18- und ig. Es ist jedoch im allgemeinen zweckmäßiger, in derartigen Fällen den Kältespeicher 12 oben an der Platte i,5 anzuordnen, d. h. als Aufstellungsfläche für die Eiskästchen oder gegebenenfalls sowohl einen derart angeordneten als auch den in der Abbildung gezeigten Kältespeicher vorzusehen.It can be seen that the cold store has a damping effect has on the rfemperaturschufen the room below 1 4th, and in particular in those cases where the refrigeration machine works with a thermostat, which depends on the cooling air or evaporator temperatures, the generation of cold through periodic shutdowns regulates the heat supply to the cooker of the refrigerator. During the shutdown periods works the cold storage n2 is highly stabilizing and prevents deep-frozen Goods are exposed to temporary temperature fluctuations, which is known is perishable for the quality of the goods. Because the top plate 15 on which the ice boxes are set up for the purpose of ice production, from the evaporator 1- & is thermally separated, the cold storage has little effect on ice freezing. If you want to accelerate the ice freezing, you generally either have to use a thermally conductive one Arrange connection between the cold storage and the plate 15, for. B. by metal profiles or the like, which is more useful than direct thermal contact between on the one hand the two plates 15 and 16 and on the other hand one or both of the evaporators 18- and ig. However, it is generally more expedient to use the cold store in such cases 12 to be placed on top of plate i, 5, d. H. as the installation area for the ice boxes or possibly both one arranged in this way and the one in the figure Provide cold accumulator shown.

Es kann in vielen Fällen erwünscht sein, die zum Eisfrieren vorgesehene Kammer 13 unterhalb der für Aufbewahrung von tiefgefrorenen Waren angeordneten Kammer 14 anzuordnen. In diesem Fall soll, wenn möglich, der für die letzterwähnte Kammer vorgesehene Verdampfer i.& hoch, d. h. unterhalb der Decke des Kühlraumes angeordnet sein, von dem er gegebenenfalls durch eine besondere Isolation isoliert sein soll, d. h. von der metallischen Innenbekleidung des Kühlraumes. Aus verschiedenen Gründen kann es dabei zweckmäßig sein, für die Decke 2@7 des Kühlraumes eine stärkere Wärmeisolation vorzusehen als für die übrigen Wandungen des Schrankes, wodurch die Möglichkeit, einen genügend großenKondensator des Kälteapparates oberhalb des Verdampfers 18 anzuordnen, wesentlich gesteigert wird. Der Kondensator muß, wenn keine besondere Kondensatpumpe an sich bekannter Art vorhanden ist, höher gelegen sein als der Verdampfer iß, damit flüssiges Kältemittel von selbst in das Verdampfersystem hineinrieseln kann. Der Boden der Tieffrierkammer 14 ist dann durch eine Isolierplatte i,v gebildet, die gleichzeitig die Decke der Eisfrierkammer 13 bildet. Der Boden dieser Kammer wird durch die Platte 15 gebildet, mit der der Verdampfer ig wärmeleitend verbunden ist, analog wie im Falle der Fig. i. Die Platte 20 bildet die Decke des allgemeinen Kühlraumes des Kühlschrankes und wird zweckmäßig mit flächenvergrößernden Organen, z. B. Rippen 28 an sich bekannter Art, versehen. Die Platte 2o ist mit einem Verdampfer 29 wärmeleitend verbunden, der somit als Raumkühler für den allgemeinen Kühlraum dient. Die drei Verdampfer 18, i9 und 219 sind zueinander in Reihe geschaltet und werden in der genannten Ordnung nacheinander von flüssigem Kältemittel und Hilfsgas durchflossen, wobei der Verdampfer i8 die tiefste Temperatur erhält, der Verdampfer i@g eine ein wenig höhere und der Verdampfer 29 eine Temperatur, die im allgemeinen bei o° oder ein wenig darunter liegt. Einer oder beide der beiden Verdampfer 18 und ig können auch in diesem Fall so angeordnet werden, daß. sie mit einem Kältespeicher zusammenwirken.In many cases it may be desirable to use the one intended for ice freezing Chamber 13 below the chamber arranged for storing frozen goods 14 to be arranged. In this case, if possible, the one for the last-mentioned chamber intended evaporator i. & high, d. H. arranged below the ceiling of the refrigerator from which it should be isolated by special insulation, if necessary, d. H. of the metallic inner lining of the refrigerator. For various reasons it may be useful to have a stronger thermal insulation for the ceiling 2 @ 7 of the cold room than for the other walls of the cabinet, which makes it possible to a sufficiently large condenser of the refrigeration apparatus above the evaporator 18 to arrange is increased significantly. The capacitor must, if not special Condensate pump of a known type is present, be located higher than the evaporator Eat so that liquid refrigerant trickles into the evaporator system by itself can. The bottom of the deep freezing chamber 14 is then formed by an insulating plate i, v, which at the same time forms the ceiling of the ice freezer chamber 13. The bottom of this chamber is formed by the plate 15, with which the evaporator ig thermally connected is, analogous to the case of FIG. The plate 20 forms the ceiling of the general Cooling space of the refrigerator and is expediently with surface-enlarging organs, z. B. ribs 28 of a known type provided. The plate 2o is with an evaporator 29 connected in a thermally conductive manner, thus acting as a room cooler for the general cold room serves. The three evaporators 18, i9 and 219 are connected in series with one another and are sequentially liquid refrigerant and auxiliary gas in the order mentioned flowed through, whereby the evaporator i8 receives the lowest temperature, the evaporator i @ g a slightly higher and the evaporator 29 a temperature that in general is at o ° or a little below. One or both of the two evaporators 18 and ig can also be arranged in this case so that. them with a cold store cooperate.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Rahmens des grundlegenden Erfindungsgedankens in zahlreichen Varianten abgewandelt werden. Dies gilt sowohl für die gegenseitige Schaltung der verschiedenen Verdampfer als auch für die gegenseitige Anordnung der verschiedenen Kühlkammern. In vielen Fällen kann es zweckmäßig, in anderen. Fällen notwendig sein, in einem oder mehreren der Verdampfer Gegenstrom zwischen Kühlmittel und Hilfsgas anzuordnen.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown, but can be in numerous ways within the framework of the basic concept of the invention Variants can be modified. This applies both to the mutual switching of the different evaporators as well as for the mutual arrangement of the different Cooling chambers. In many cases it may be useful in others. Cases may be necessary in one or more of the evaporators countercurrent between coolant and auxiliary gas to arrange.

Claims

PATENT CLAIMS: i. . Heat sink in the form of a plate for absorption chillers .with pressure-equalizing gas, in particular as a horizontal partition between two adjacent cooling chambers of a refrigerator are used and two are used in different ones Temperature working evaporator coils wound several times in one plane contains, characterized in that the turns of the pipe coils (18, ig) in one level interlocking, but are arranged thermally insulated from one another.

2. Kühlkbrper according to claim i "characterized in that a tangential plane of contact the one evaporator coil (18) between the tangential planes of contact the other evaporator coil (vg).

3. Heat sink according to claim i or 2, characterized in that the turns of the two coils (18, ig) different Have pipe diameter.

4. Heat sink according to claim i, the surface of which with a a deep-freeze cell cooling low-temperature evaporator coil and its one The lower surface to be kept at a higher temperature is to be kept in the cooling space with a high-temperature evaporator coil are in direct heat-conducting connection, characterized in that the refrigerant first the low-temperature evaporator pipe coil (eat) and only then the high-temperature v steam pipe coil (ig) flows through it.

5. Heat sink according to claim 4, characterized in that the high-temperature evaporator tube coil (18 ) has a smaller tube cross-section than the low-temperature evaporator tube coil.

6. Heat sink after one of claims i to 5, characterized in that the surface or lower surface the plate is in a thermally conductive connection with a cold store.