DE931171C - Verfahren zum Betriebe von Kuehlschraenken - Google Patents

Verfahren zum Betriebe von Kuehlschraenken

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DE931171C
DE931171C DEA13200D DEA0013200D DE931171C DE 931171 C DE931171 C DE 931171C DE A13200 D DEA13200 D DE A13200D DE A0013200 D DEA0013200 D DE A0013200D DE 931171 C DE931171 C DE 931171C
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DE
Germany
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evaporator
cold
low
refrigerator
temperature
Prior art date
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Expired
Application number
DEA13200D
Other languages
English (en)
Inventor
Gunnar Axel Grubb
Wilhelm Georg Koegel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electrolux AB
Original Assignee
Electrolux AB
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • F25B39/026Evaporators specially adapted for sorption type systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

  • Verfahren zum Betriebe von Kühlschränken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Kühlschränken, die mit einem mit druckausgleichendem Gas arbeitenden Absorption-skälteapparat ausgestattet sind.
  • Wie bekannt, bestehen bei Absorptionskälteapparaten mit Hilfsgas wesentlich größere Schwierigkeiten als bei Kompressorapparaten in bezug auf die Erzeugung von konstanten niedrigen Temperaturen, d. h. Temperaturen, bei denen Eisfrieren und Tiefkühlung oder Speicherung von tiefgekühlten Waren stattfinden kann. Dies hängt unter anderem mit .der Abnahme der Kälteleistung zusammen, die bei der Herabsetzung der Verdampfungstemperatur des Kältemittels stattfindet, sowie ferner mit den Schwierigkeiten, die der zweckentsprechenden Verteilung des Kältemittelkondensats auf die verschiedenen Verdampfer entgegenstehen. Auch ist das Vermögen des Absorptionskälteapparates, die Kälteerzeugung vorübergehenden Belastungssteigerungen anzupassen, bekanntlich sehr gering.
  • Man hat, um die erwähnten Schwierigkeiten zu beseitigen, vorgeschlagen, im Verdampfer flüssiges Kältemittel zu speichern. Es hat sich aber ergeben, daß .die Ausführung dieses Vorschlags auf unüberwindbare praktische Schwierigkeiten stößt.
  • Die Erfindung sieht zu diesem Zweck eine Speicherung von Kälte vor statt der Speicherung flüssigen Kältemittels und/oder eine Zerlegung des Tieftemperaturverdampfers des Kälteapparates in zwei gegenseitig thermisch getrennte Teile, von denen die Temperatur des einen unabhängig der Belastung des anderen ist.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein besonderes Verfahren zum Betrieb von in Kühlschränken eingebauten, mit einem druckausgleichenden Gas arbeitendenAbsorptionskälteapparaten, die mehrere vom verflüssigten Kältemittel nacheinander durchflossene Verdampfer aufweisen, und besteht im wesentlichen darin, d-aß in diesen Absorptionskälteapparaten in den Perioden geringerer Belastung des vom Kältemittel zuerst durchflossenen Vorverdampfers in einem mit ihm wärmeleitend verbundenen, zweckmäßig ein Eutektikum enthaltenden Kältespeicher eine Kältereserve gespeichert wird, die zur Herabsetzung des bei höherer Belastung des Vorverdampfers eintretenden Mehrbedarfs an Kältemittel benutzt wird.
  • Das Kühlgut der Tiefkühlzelle, z. B. insbesondere die Eiskästen werden während des Einfrierens in direkte wärmeleitende Berührung mit dem Kältespeicher gebracht und geben somit ihren Wärmeinhalt nur über den Kältespeicher an den Tieftemperaturverdampfer ab.
  • Bei einem Kühlschrank, der zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist und in welchem die Tief- und Hochtemperaturverdampfer in horizontalen Ebenen ausgebildet angeordnet sind, kann gemäß der Erfindung ein vorzugsweise für :die Aufstellung von Eiskästchen ausgebildeter Tieftemperaturv erdampfer mit einem zweckmäßig ein Eutektikum enthaltenden Kältespeicher wärmeleitend verbunden werden, wobei vorzugsweise der Kältespeicher mit dem Temperaturverdampfer in:dauernder wärmeleitender Verbindung steht.
  • Ausführungsbeispiele von zur Durchführung des neuen Verfahrens geeigneten Verdampfersystemen sind in der Zeichnung dargestellt. Hier zeigt Fig. i ein Verdampfersystem von vorn gesehen, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Stirnansicht des Tieftemperaturv erdampfers, Fig.3 ein mit einem Kältespeicher verbundenes Verdampfersystem, Fig. 4 eine Ausführung, bei der zwei Tieftemperaturverdampfer die Decke bzw. den Boden einer Tiefkühlkammer bilden.
  • In Fig. i ist, teilweise im Querschnitt, der öbere Teil eines in einem Kühlschrank io an sich bekannter Art angeordneten Kühlraums gezeigt, der in zwei Tieftemperaturkühlfonen aufgeteilt ist, die von den übrigen Teilen des Kühlschranks durch eine wärmeisolierende Wand i :i getrennt sind. Der darunterliegende Kühlraum sei durch einen Kühlkörper beliebiger Art gekühlt, der in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Er kann beispielsweise flüssiges Kältemittel erhalten, das bereits durch einen oder mehrere Verdampfer geführt worden ist. Er kann auch so angeordnet sein, daß er Kältemittel von einem besonderen Kondensator erhält. Der oberhalb der Isolierungsplatte i i gelegene Raum ist durch eine Platte 12 in eine obere Tiefkühlzelle 13 und eine untere Tiefkühlkammer 14 aufgeteilt. Erstere dient zum Eisfrieren und letztere zur Aufnahme von tiefgekühltem Gut.
  • Zum Eisfrieren werden eine Anzahl in der Figur nicht dargestellte Eiskästchen an sich bekannter Art auf eine ebene Platte 15 aufgestellt, die, wie in der Fig. 2 gezeigt ist, an ihrer Unterseite mit einem in dem Gasumlaufsystem des Kälteapparates eingeschalteten und an das Kondensatorsystem angeschlossenen Tieftemperaturverdampfer 16 durch Schellen. 17 od. dgl. wärmeleitend verbunden ist. Es wird vorausgesetzt, daß Hilfsgas und flüssiges Kältemittel den Verdampfer 16 im Gleichstrom durchfließen. Die Verdampferschlange 16 ist nicht nur mit der Platte 15, sondern auch mit einer darunterliegenden Platte 12 wärmeleitend verbunden. Erfindungsgemäß ist diese letztere als Kältespeicher in Form eines ebenen Behälters geringer Höhe ausgebildet, der eine bei tiefer Temperatur gefrierende Flüssigkeit enthält, vorzugsweise ein Eutektikum, das bei Temperaturen in der Größenordnung -io bis -i5 ° C erstarrt. In Perioden, in denen der Kühlraum 13 nur eine geringe Belastung aufweist, wird Kälte in der Speicherplatte 12 gespeichert, die somit eine sehr tiefe Temperatur erhält, jedenfalls tief genug, um die Aufbewahrung tiefgefrorenen Gutes in der Kühlkammer 14 zu ermöglichen.
  • Wenn nun aber wassergefüllte Eiskästchen auf die Platte 15 aufgestellt, werden, dann steigt unmittelbar die Temperatur des Verdampfers 16 auf Temperaturen oberhalb des Wassergefrierpunktes. Da diese erhöhte Temperatur während der längere Zeit dauernden Eisfrierzeit im wesentlichen konstant bleibt, so könnten infolge Temperaturs.teigerungSchäden an den tieferliegenden, tiefgefrorenen Waren entstehen. Die zwischenliegende Speicherplatte 12 verhindert aber im wesentlichen eine Temperaturerhöhung des Kühlraums 14, insbesondere der obenliegenden Teile des Kühlgutes. Die Speicherplatte 12 hat eine Gesamtschmelzwärme, die erfindungsgemäß so gewählt ist, daß das Eutektikum während der Zeit, wo flüssiges Wasser in den Eiskästchen noch vorhanden ist, nicht schmilzt. Eine gewisse Überbemessung kann jedoch in manchen Fällen zweckmäßig sein, sie sollte aber nicht so weit gehen, daß der Kältespeicher den Nutzraum -des Kühlschranks einschränkt.
  • Wenn der Kältespeicher beim Einsetzen der wassergefüllten Eiskästchen geladen ist, dann wird ein Temperaturabfall der Platte 15 zweifellos vermindert und hierdurch das Eisfrieren wesentlich beschleunigt.
  • Das in der Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem der Fig. i im wesentlichen dadurch, daß die beiden Verdampfer 18 und i9 so angeordnet sind, daß ;sie mit einem Kältespeicher 12 zusammenwirken. Es ist ersichtlich, daß der Kältespeicher eine dämpfende Einwirkung auf die Temperaturschwankungen des untenliegend.en Raumes 14 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 14 in hohem Grade stabilisierend und verhindert, daß tiefgefrorene Waren vorübergehenden Temperaturschwankungen ausgesetzt werden, was bekanntlich für die OOualität der Waren verderblich ist. Weil die obere Platte 15, auf welche die Eiskästchen zwecks Eiserzeugung ,aufgestellt werden, von dem Verdampfer 18 thermisch getrennt ist, be.einflußt der Kältespeicher nur wenig die Eisfrierung. Will man das Ei-sfrieren 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 2o und andererseits einem oder beiden der Verdampfer 18 und i9. Es ist jedoch im allgemeinen zweckmäßiger, in derartigen Fällen den Kältespeicher 12 oben an der Platte 15 anzuordnen, d. h. als Aufstellungfläche für die Eiskästchen, oder gegebenenfalls sowohl einen derart angeordneten als auch den in der Figur gezeigten Kältespeicher vorzusehen.
  • 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 18 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 28 des Kühlraumes eine stärkere Wärmeisolation vorzusehen als für die übrigen Wandungen des Schrankes, wodurch die Möglichkeit, einen genügend großen Kondensator 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 18, damit flüssiges Kältemittel von selbst in das Verdampfersystem hineinrieseln kann. Der Boden der Tieffrierkammer 1.4 ist dann durch eine Isolierplatte i i gebildet, die gleichzeitig die Decke der Eisfrierkammer 13 bildet. Der Boden dieser Kammer wird durch die Platte 15 gebildet, mit der der Verdampfer i9 wärmeleitend verbunden ist. Die Platte 2o bildet die Decke des allgemeinen Kühlraums des Kühlschranks 'und wird zweckmäßig mit flächenvergrößernden Organen, z. B. Rippen 29, an sich bekannter Art versehen. Die Platte 2o ist mit einem Verdampfer 30 wärmeleitend verbunden, der somit als Raumkühler für den allgemeinen Kühlraum dient. Die drei Verdampfer 18, i9 und 30 sind zueinander in Reihe geschaltet und werden in der genannten Ordnung nacheinander von flüssigem Kältemittel und Hilfsgas durchflossen, wobei der Verdampfer 18 die tiefste Temperatur erhält, der Verdampfer i9 eine ein wenig höhere und der Verdampfer 30 eine Temperatur, die im allgemeinen bei o° oder ein wenig darunter liegt. Einer oder beide der beiden Verdampfer 18 und i9 können auch in diesem Fall so angeordnet werden, da,ß sie mit einem Kältespeicher zusammenwirken.
  • 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.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i.Verfahren zum Betriebvon in Kühlschränken eingebauten, mit einem druckausgleichenden Gas arbeitenden Absorptionskälteapparaten, die mehrere vom verflüssigten Kältemittel nacheinander durchflossene Verdampfer aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Perioden geringerer Belastung des vom Kältemittel zuerst durchflossenen Vo.rverdampfers in einem mit ihm wärmeleitend verbundenen, zweckmäßig ein Eutektikum enthaltenden Kältespeicher eine Kältereserve .gespeichert wird, die zur Herabsetzung des bei höherer Belastung des Vorverdampfers eintretenden Mehrbedarfs an Kältemittel benutzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgut der Tiefkühlzelle, z. B. insbesondere die Eiskästen, während des Einfrierens in direkter wärmeleitender Berührung mit dem Kältespeicher steht und somit seinen Wärmeinhalt nur über den Kältespeicher an den Tieftemperaturverdampfer abgeben kann.
  3. 3. Kühlschrank zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, in welchem die Tief-und Hochtemperaturverdampfer in horizontalen Ebenen ausgebreitet angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise für Aufstellung von Eiskästen angeordneter Tieftemperaturverdampfer mit einem zweckmäßig ein Eutektikum enthaltenden Kältespeicher wärmeleitend verbunden ist. d.
  4. Kühlschrank nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältespeicher mit dem Tieftemperaturverdampfer in dauernder wärmeleitender Verbindung steht.
  5. 5. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß der Kältespeicher in Form einer vorzugsweise über den ganzen inneren horizontalen Querschnitt des Kühlschranks sich erstreckenden Platte ausgebildet ist.
DEA13200D 1948-03-02 1949-03-01 Verfahren zum Betriebe von Kuehlschraenken Expired DE931171C (de)

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DEP35355A Expired DE861101C (de) 1948-03-02 1949-03-01 Kuehlkoerper fuer Absorptionskaelteapparate mit druckausgleichendem Gas
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DE861101C (de) 1952-12-29
AT183771B (de) 1955-11-10
US2702990A (en) 1955-03-01
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