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Kühlschrank, insbesondere für Haushaltungszwecke Die Erfindung betrifft
einen Kühlschrank, insbesondere für Haushaltungszwecke, der durch einen mit druckausgleichendem
Gas arbeitenden Absorptionskälteapparat betrieben wird und durch eine als Plattenverdampfer
ausgebildete horizontale Trennwand in zwei voneinander getrennte Kühlräume verschiedener
Temperatur unterteilt ist.
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Es ist zwar an sich schon bekannt, einen Kühlschrank durch eine waagerecht
verlaufende Zwischenwand in Kühlräume verschiedener Arbeitstemperatur zu unterteilen.
Es handelt sich hier jedoch um einen mit Kompressormaschine ausgestatteten Kühlschrank,
dessen Verdampfer aus zwei im wesentlichen ebenen an ihren Rändern miteinander verschweißten
Platten gebildet ist, die zusammen- eine waagerechte Trennwand bilden.
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Eine solche Ausführungsform ist wohl für mit Kompressionskältemaschinen
ausgestattete Kühlschränke verwendbar, nicht aber für solche Schränke, die mit kontinuierlichen
Absorptionskältemaschinen ausgestattet@sind, weil bei diesen im Verdampfer verschiedene
Partialdrücke und infolgedessen verschiedene Temperaturen herrschen können.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, einen Kühlschrank mit unterhalb
des Kühlraumes eingebauter Kompressionskältemaschine senkrecht zu unterteilen, so
daß zwei nebeneinanderliegende Kühlräume entstehen. Bei diesem Kühlschrank herrscht
in
beiden durch die Zwischenwand gebildeten Abteilungen die gleiche Temperatur.
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Es ist ferner schon der Vorschlag gemacht worden, in mit Absorptionskältemaschinen
betriebenen Haushaltungskühlschränken eine Raumteilung in der Weise vorzunehmen,
daß eine waagerechte im wesentlichen aus Isolierstoff bestehende Wand eingezogen
wurde. Bei dieser Bauart wurde der Verdampfer in Gestalt zweier ebener Rohrschlangen
ausgebildet, von denen die eine im oberen Raum und die andere im oberen Teil des
unteren Kühlschrankraumes angeordnet wurde. Diese Bauart ist deshalb nicht günstig,
weil durch sie, insbesondere bei kleineren Kühlschrankeinheiten, der Nutzraum, in
der Höhenrichtung gemessen, zu sehr vermindert wird.
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Es ist ferner ein Kühlschrank mit einem Absorptionskälteapparat bekanntgeworden,
in welchem unterhalb eines für Tiefkühlzwecke dienenden Faches ein mit Kühlrippen
versehener Verdampfer angeordnet ist, der sich über einen kleinen Teil des Kühlraumes
erstreckt.
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Abweichend von den bisherigen Vorschlägen besteht die Erfindung darin,
daß ein Kühlschrank der eingangs gekennzeichneten Bauart, bei welcher also der Kühlschrank
durch einen mit druckausgleichendem Gas arbeitenden Absorptionskälteapparat betrieben
wird, durch eine als Plattenverdampfer ausgebildete horizontale Trennwand in zwei
Kühlräume verschiedener Temperatur unterteilt wird, und diese Trennwand selbst aus
zwei ohne dazwischenliegendem Nutzkühlraum übereinander angeordneten, bei verschiedenen
Temperaturen arbeitenden, in horizontaler Richtung mehrfach gewundenen Verdampferschlangen
besteht.
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Diese neue Bauart gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß in der
Höhe nur sehr wenig Raum verlorengeht und daß die Anwendung des druckausgleichenden
Gases es erlaubt, in den beiden in verschiedenen Kühlräumen zugeordneten horizontalen
Rohrschlangen ganz verschiedene Temperaturen je nach dem gewollten Kältebedarf zu
erzeugen.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Erfindung dargestellt.
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In den Zeichnungen stellt die Fig. i schematisch einen mit druckausgleichendem
Gas arbeitenden Absorptionskälteapparat für kontinuierlichen Betrieb dar, bei dem
die Erfindung angewandt ist; Fig. 2 und 3 zeigen, ebenfalls schematisch, einen Verdampfer
von vorn bzw. von oben gesehen; Fig. q. eine modifizierte Ausführungsform einer
Einzelheit der Fig. 2 und 3 ; Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform eines
Verdampfers gemäß der Erfindung, von vorn bzw. von oben gesehen; Fig. 7 und 8 zeigen
endlich einen Kälteerzeuger in einem Kühlschrank eingebaut, von- dem jedoch nur
ein Teil der Kühlschrankwandung in den Abbildungen gezeigt ist.
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In der Fig i bezeichnet io den Kocher des Kälteapparates, von dem
Kältemitteldämpfe einem Kondensator i i zugeführt werden. Das gebildete Kondensat
wird dem Verdampfer des Apparates durch eine Leitung 13 zugeführt, die die Form
eines U-Rohres aufweist. Der Verdampfer ist von einem Rohrsystem aufgebaut und derart
ausgebildet, daß dessen oberer Teil einen Tieftemperaturverdampfer 12 für Tiefkühlzweclce
verwirklicht, während der untere Teil einen Hochtemperaturverdampfer .46 zur Kühlung
des vom Apparat betriebenen Kühlraumes bildet. Ferner bezeichnet 14 den Gastemperaturwechsler
des Apparates und 15 den Absorber mit seinem Absorbergefäß 16. Vom Absorbergefäß
fließt reiche Absorptionslösung durch den mit 17 bezeichneten Flüssigkeitstemperaturwechsler
des Apparates an die mit 18 bezeichnete Umlaufspumpe der Absorptionslösung. Die
arme Lösung fließt vom Kocher io durch den Außenmantel des Temperaturwechslers 17
sowie eine Leitung icg an den oberen Teil des Absorbers 15. Dieser Teil kommuniziert
durch eine Entlüftungsleitung 2o mit dem Kondensatorsystem i i.
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Das Fl_üssigkeitsumlaufsystem des Kälteappararates ist in an sich
bekannter Weise ausgebildet, und daher braucht die Arbeitsweise dieses Systems nicht
weiter erwähnt zu werden. Der Apparat ist zum Arbeiten mit Wasser, Ammoniak und
Wasserstoff als Absorptionsmittel, Kältemittel bzw. druckausgleichendes Gas bestimmt.
Das Gasumlaufsystem, das den Verdampfer. Gastemperaturwechsler und Absorber enthält,
ist ebenfalls hauptsächlich in an sich bekannter Weise ausgebildet, zeigt jedoch
besondere Einzelheiten auf, die sich von Apparaten bisher bekannter Art unterscheiden.
Der Umlauf des Hilfsgases ist durch Pfeile schematisch angegeben. So strömt das
an Kältemitteldämpfe arme Gas vom Absorber durch den Temperaturwechsler 14. und
eine Leitung 21 an die untere Mündung eines liegenden U-Rohres, das den Tieftemperaturverdampfer
12 bildet. Das Gas durchströmt diesen Verdampfer im Gegenstrom zu dem durchfließenden
Kältemittelkondensat. Nach dem Durchgang des oberen Schenkels des Tieftemperaturverdampfers
strömt das angereicherte Gas durch eine Leitung 22 in den oberen Schenkel eines
liegenden U-Rohres, das den Hochtemperaturverdampfer 46 bildet, dessen unterer Schenkel
an einen an dem Gastemperaturwechsler angeordneten äußeren Mantel 23 angeschlossen
ist, durchströmt nachher den Wechsler um durch eine Leitung 2.4 sowie das Absorbergefäß
16 wieder in den Absorber 15 einzuströmen. Zur Entwässerung des Gastemperaturwechslers
sind besondere Entwässerungsöffnungen 25 an sich bekannter Art vorgesehen.
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Wie bereits erwähnt, wird der Tieftemperaturverdampfer 12 vom Gas
in Gegenstrom zu dem herabfließenden Kondensat durchströmt, während der Hochtemperaturvemdampfer46
vom Gas in Mitstrom mit dem Kältemittelkondensat durchflossen ist. Erfindungsgemäß
wird das Kältemittelkondensat, das durch den Tieftemperaturverdampfer 12 geflossen
ist, in einem Teich 26 gespeichert und wird durch eine Leitung 27, die in wärmeleitender
Verbindung
mit der Leitung 13 angeordnet ist, durch die das vom Kondensator i i kommende
Kältemittelkondensat dem Tieftemperaturverdampfer zugeführt wird, abgezogen. Die
beiden Leitungen können beispielsweise parallel verlegt und mit geeigneten Schweißfugen
zusammengeschweißt sein. Die Schweißfuge bildet dann zusammen mit den Leitungsteilen
einen Temperaturwechsler 28. Nach Durchgang dieses Wechslers fließt das Kältemittelkondensat
durch die Leitung 27 in den Hochtemperaturverdampfer 46 hinein. Durch diese Vorrichtung
wird eine sehr starke Unterkühlung des Kondensats erzielt, das dem Tieftemperaturverdampfer
i2 zugeführtwird,dessen Temperatur dadurch besonders niedrig wird. Diese Unterkühlung
wird durch sehr einfache Mittel erzielt, was dadurch ermöglicht wird, daß der Tieftemperaturverdampfer
als Vorkühler für das Kondensat ausgenutzt wird, durch das das Kältemittel in der
Leitung 13 seinerseits vorgekühlt wird.
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Sowohl die in der Fig. i schematisch dargestellte Anordnung der Hoch-
und Tieftemperaturverdampfer sowie die darin dargestellte Anordnung für die Vorkühlung
des Kältemittelkondensats sind besonders für Kühlkörper in Haushaltkühlschränken
geeignet, und zwar insbesondere in derartigen Kühlschränken, in denen der Kühlkörper
im wesentlichen in horizontaler Richtung ausgebreitet ist und im wesentlichen sich
über die ganze Breite des Kühlraumes erstreckt. Die Fig. 2 und 3 stellen schematisch
dar, wie ein derartiger Verdampfer in der Praxis ausgeführt sein kann. Die Bezeichnungen
der Fig.2 und 3 entsprechen denen der Fig. i. Der Tieftemperaturverdampfer 12 hat
die Form einer ebenen Rohrschlange, deren gegenseitig parallele Rohrabschnitte bei
der Montage des Verdampfers im Kühlraum parallel zu den beiden Seitenwandungen des
Kühlraumes verlegt werden. Der unten gelegene Hochtemperaturverdampfer 46 ist ebenfalls
als eine Rohrschlange ausgebildet mit gegenseitig parallelen Rohrabschnitten, die
im wesentlichen rechtwinklig zu den entsprechenden Rohrabschnitten des Verdampfers
12 angeordnet sind. Die Rohrschlange ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit
flächenvergrößernden Rippen 29 versehen, die jedoch nur in 'der Fig. 3 gezeigt sind.
Der Gastemperaturwechsler 14 hat die Form eines sogenannten stehenden Wechslers,
d. h., die Strömungswege sind; im wesentlichen in senkrechter Richtung ausgebreitet,
und ist dazu bestimmt, bei der Montage des Apparates in einem hinter dem Kühlschrank
angeordneten Apparatraum eingebaut zu werden, d. h. außerhalb des Kühlraumes. Es
kann in manchen Fällen zweckmäßig sein, diesen Temperaturwechsler oder jedenfalls
dessen kältere Teile in einer Isolation einzubauen. Vom Innenrohr des Wechslers
führt eine Leitung 3o an das eine Ende der Verdampferschlange i2, die von an Kältemitteldämpfen
von Anfang an armem Hilfsgas durchflossen ist in Gegenstrom zu dem durch die Kondensatleitung
13 in das andere Ende der Schlange 12 einströmenden Kältemittelkondensat. Von dem
letzterwähnten Ende strömt das Hilfsgas nach teilweiser Sättigung mit Kältem:itteldämpfen
durch eine Leitung 31 in die Verdampferschlange 46. In diese Leitung 31 mündet auch
die Kondensatleitung 27 ein, deren anderes Ende an den Speicher 26 an der einen
Mündung der Verdampferschlange 12 angeschlossen ist. Die beiden Leitungen 13 und
27 bilden den Temperaturwechsler 28, der jedoch in dem gezeigten Ausführungsbeispiel,
und zwar im Gegensatz zur Ausführungsform der Fig. i, vom Kältemittelkondensat in
einer und derselben Richtung durchflossen ist, wie es die Pfeile in der Fig. 3 anzeigen.
Für den Fall, daß diese Ausbildung des Wechslers in gewissen Fällen sich als ungeeignet
erweisen sollte, kann der Temperaturwechsler 28 auch in der in der Fig. 4 schematisch
dargestellten Weise ausgebildet werden. Die Bezeichnungen entsprechen denen der
Fig.3. Das Kondensat fließt vom Kondensator des Apparates in die Leitung 13, in
der ein Rohrmantel 32 eingeschaltet ist, der einen Teil der Leitung 27 umgibt
und mit diesem einen Temperaturwechsler 28 bildet. Wie oben erwähnt, wird die Verdampferschlange
12 vom Gas in Gegenstrom und die Verdampferschlange 46 in Mitstrom mit dem durch
die verschiedenen Verdampfer fließenden Kältemittelkondensat durchflossen. Vom letzterwähnten
Verdampfer strömt das Hilfsgas zusammen mit gegebenenfalls entstehendem Überschuß
an Kältemittelkondensat durch die Leitung 33 in den Außenmantel des Temperaturwechslers
14 ein.
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Die Fig. 5 und 6 stellen weitere Ausführungsbeispiele des Verdampfers
gemäß der Erfindung dar, die sich von der Ausführungsform der Fig. 2 bis 4 im wesentlichen
dadurch unterscheiden, daß Gastemperaturwechsler 14 in einer besonders zweckmäßigen
Weise der besonderen Art von Verdampfern angepaßt ist, bei denen der Hochtemperaturverdampfer
unterhalb' des Tieftemperaturverdampfers angeordnet ist. Die Bezeichnungen der Fig.
5 und 6 entsprechen denen der Fig. 2 und 3. Der Gastemperaturwechsler 14 ist im
wesentlichen in einer Horizontalebene angeordnet und in der in der Fig. 6 dargestellten
Weise gebogen. Die Verdampferschlangen 12 und 46 sind dazu ausgebildet, in dem Kühlschrank
derart eingezogen zu werden, daß die geraden Rohrstrecken parallel zu den beiden
Seitenwandungen des Schrankes liegen. Der Gastemperaturwechsler 14 zusammen mit
dem Kondensattemperaturwechsler 28 ist dazu ausgebildet, in dem sogenannten Apparatfenster
angebracht zu werden, wie es näher im Zusammenhang mit den Fig. 7 und 8 erwähnt
wird. Wie aus der Fig. 6 hervorgeht, fließen die beiden Kondensatströme im Temperaturwechsler
28 gegenseitig in Mitstrom, das Kondensat im Verdampfer 12 in Gegenstrom zum Hilfsgas,
während der Kondensatstrom in der Verdampferschlange 46 in Mitstrom mit dem Gas
fließt.
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Die Fig. 7 und 8 stellen endlich die Ausführung und Montage des Kühlkörpers
dar, für den die Verdampferschlangen nach Fig. 5 und 6 vorgesehen sind. Der Kühlkörper
besteht aus einem parallelepipedischen,
aus Metallblech hergestellten
Kasten, der hauptsächlich in einer Horizontalebene ausgebreitet und derart bemessen
ist, daß der Kasten sich im wesentlichen über die gesamte Breite und Tiefe des Kühlraumes
erstreckt und daher den Rauminhalt des Schrankes in zwei getrennten Teilen zerlegt
ohne nennenswerten gegenseitigen Luftaustausch. Im oberen, Tiefkühlzwecken dienenden
Kühlraum 4.7 ist der Boden von der Dachplatte des Kälteerzeugers gebildet, während
im tiefer gelegenen Kühlraum 34. das Dach von der Bodenplatte des Kälteerzeugers
gebildet ist. Die übrigen Wandungen sind von der Innenbekleidung 39 des Kühlschrankes
sowie von der in der Figur nicht gezeigten Kühlschranktür gebildet. In manchen Fällen
ist es jedoch zweckmäßig, für den Tiefkühlraum :I7 eine besondere, zweckmäßig durchsichtige
Tür in Form einer Platte vorzusehen, die mit Scharnieren an der Vorderkante 36 des
Kälteerzeugers befestigt ist und somit ihre Drehachse parallel mit dieser Vorderkante
hat. Wie es insbesondere aus der Fig. 8 hervorgeht, ist der Kühlkörper außerdem
mit einer Umhüllung 37 für den Gastemperaturwechsler, den Kondensattemperaturwechsler
und andere Apparatteile zu einer Einheit zusammengebaut, die mit den übrigen, außerhalb
der Hinterwand 38 des Kühlschrankes angebrachten Apparat durch den Gastemperaturwechsler
14 und die in der Fig. 7 gezeigte Zufuhrleitung 13 für das Kondensat kommuniziert.
Das ganze Verdampferaggregat wird durch das sogenannte Apparatfenster 39 eingeschoben,
das eine durch einen Holzrahmen .Io abgegrenzte, über die ganze Breite des Kühlschrankes
sich erstreckende Öffnung darstellt, deren Größe so nahe, wie möglich der Größe
der Umhüllung 37 angepaßt ist. Dieses Aggregat sowie gegebenenfalls besondere Teile
des Gastemperaturwechslers und damit zusammenhängende Leitungen sind mit einer Deckplatte
41 fest verbunden., die, nachdem der Verdampfer in den Kühlraum eingeschoben worden
ist, durch Schrauben an die hintere Außenbekleidung des Kühlschrankes festgeschraubt
wird. Als eine weitere Unterstützung des Kühlkörpers sind an beiden Seitenwandungen
der Kühlraumbekleidung 35 unterhalb des Kühlkörpers zwei Rippen oder Schienen vorgesehen,
von denen nur eine, 4.3, in der Figur ersichtlich ist. Zwischen der Umhüllung 37
und der Kante der Innenbekleidung 35 desApparatfcnsters entlang ist eine Deckungsleiste
44 eingelegt, gegen die die Umhüllung 37 gepreßt wird, wenn die Schrauben 4.2 eingesetzt
werden. Die Umhüllung 37 ist aus einem Rahmen 40 aus Holz oder einem anderen wärmeisolierenden
Material zusammengesetzt, in dem die Kantflansche der Plattenumhüllung des Verdampfers
sowie die Deckplatte 41 befestigt sind.
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In der Fig. 7 ist der Kühlkörper teilweise im Durchschnitt gezeigt,
und die Bezeichnungen entsprechen denen der Fig.5 und 6. Wie aus der Fig. 7 hervorgeht,
liegt die Verdarnpferschlange 12 gegen das Dach der Kühlkörperumhüllung an, mit
dem die Schlange gegebenenfalls durch Schweißen od, dgl. verbunden sein kann. In
ähnlicher Weise ist die Verdampferschlange 4.6 in wärmeleitender Verbindung mit
der Bodenplatte der Kühlkörperumhüllung angeordnet. Diese beiden Platten dienen
somit als wärmeaufnehmende Organe für die beiden Kühlräume 47 und 3,4. Gegenseitig
sind die beiden Verdampferschlangen 12 und 4.6 thermisch getrennt, und um den Temperaturunterschied
noch weiter zu steigern, kann ein Wärmeisolationsmaterial, beispielsweise Glaswolle,
in die Kühlkörperumhüllung eingelegt werden, wie es in den Abbildungen mit .I5 angedeutet
ist. Gemäß dem Verfahren der Erfindung erhält man sehr tiefe Temperaturen in dem
Tiefkühler, und durch das Anbringen der obenerwähnten Isolation kann ein Unterschied
der Oberflächentemperaturen zwischen dem Hoch- und Tieftemperaturverdampfer auch
bei hoher Raumtemperatur, wie z. B. ,I3° C, von im Mittel io° C aufrechterhalten
werden. Insbesondere die Bodenplatte der Tiefkühlkammer .I7 soll so eben sein, daß
Kühlgut, insbesondere Eiskästchen, mit guter wärmeleitender Verbindung auf diese
Platte aufgestellt werden kann. Als Material für die Herstellung der Kühlkörperumhüllung
kann zweckmäßig Blech gewählt werden, und nachdem die Umhüllung an die Verdampfer
angebracht ist, soll zweckmäßig der angefertigte Verdampfer in geschmolzenes Zink
eingetaucht «=erden oder in ein anderes korrosionsschützendes Metall. Durch einen
derartigen Eintauchproze-ß erhält man somit teils eine Schutzschicht aus Metall
an dem Blech und der Verdampferschlange und teils eine gute von dem Zink vermittelte
wärmeleitende Verbindung zwischen der Umhüllung und den an sie anliegenden Schlangen.
Selbstverständlich können auch andere korrosionsschützende Materialien, wie z. B.
rostfreies Blech, verchromtes Kupfer od. dgl.. benutzt werden. Die Dachplatte im
Kühlraum 3.4 ist im allgemeinen an sich genügend groß, um die Kühlung dieses Raumes
an die verhältnismäßig hohe Temperatur, die dort erwünscht ist, zu erzielen, jedoch
kann man, wenn erwünscht, diese Platte mit oberflächenvergrößernden Organen, z.
B. Metallrippen od. dgl. versehen. Es ist ferner unter anderem aus hygienischen
Gründen zweckmäßig, die beiden Seitenwandungen der Kühlkörperumhüllung möglichst
dicht an die Seitenwandungen der Innenbekleidung 35 anzulegen, damit Wasser u. dgl.
nicht zwischen die beiden aneinanderliegenden Flächen eindringt.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern kann in verschiedener Weise variiert werden.