EP0547310B1 - Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät - Google Patents

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EP0547310B1
EP0547310B1 EP92117021A EP92117021A EP0547310B1 EP 0547310 B1 EP0547310 B1 EP 0547310B1 EP 92117021 A EP92117021 A EP 92117021A EP 92117021 A EP92117021 A EP 92117021A EP 0547310 B1 EP0547310 B1 EP 0547310B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
ceiling
evaporator
refrigerator according
section
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92117021A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0547310A1 (de
Inventor
Friedrich Dipl.-Ing. Arnold
Roland Renner
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0547310A1 publication Critical patent/EP0547310A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0547310B1 publication Critical patent/EP0547310B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F25B39/022—Evaporators with plate-like or laminated elements
    • F25B39/024—Evaporators with plate-like or laminated elements with elements constructed in the shape of a hollow panel

Definitions

  • the invention relates to a two-temperature single-circuit refrigerator for the household, comprising an evaporator which essentially has two sections and forms a system of connected refrigerant channels, the first section of which forms a ceiling, an upright wall and a bottom of a freezer compartment, as a room evaporator in one section serving below the freezer compartment is connected upstream, the refrigerant supplied from the injection point into the channel system flows from a downward-running supply channel in the upright wall of the first evaporator section into a channel arranged in a meandering manner in the bottom of the freezer section, which channel flows into a channel in the upright wall of the first evaporator section leading discharge channel opens, which merges in the ceiling in a channel arrangement laid in turns, the output of which is directed downward in the upright wall with the input d it is connected to the second section forming the space evaporator.
  • an evaporator for a two-temperature single-circuit refrigerator which has a freezer compartment and a section associated with its normal refrigerator compartment.
  • the freezer evaporator upstream of the defrostable normal refrigerator compartment evaporator in the refrigerant circuit is formed from an upright wall provided with refrigerant channels and two legs bent in the same direction, which serve as a ceiling and a floor and are also equipped with refrigerant channels.
  • the channel structure in the bottom of this evaporator essentially has three interconnected sections, each of which is formed from two large-volume pipelines communicating with one another via transverse channels, the predominant length of which is arranged perpendicular to the free end of the bottom.
  • One of the three sections is connected on the outlet side in the floor to two parallel duct runs, which are connected to each other in the upright wall via a transverse duct and merge into a single refrigerant duct laid in turns in the ceiling.
  • the invention has for its object to design the channel system in the freezer compartment evaporator in cooling devices of the type mentioned so that it is ensured at all times that no liquid refrigerant reaches the connection point between the freezer compartment evaporator and the refrigerator compartment evaporator during the downtime of the refrigerant compressor.
  • the object is achieved according to the invention in that the feed channel and the discharge channel are connected via a bypass arranged at a distance above the bottom of the first evaporator section, which has an increased flow resistance in the bottom compared to the bridged channel arrangement.
  • the solution according to the invention ensures that the pressure generated by the refrigerant flowing in from the condenser to the evaporator when the refrigerant compressor is at a standstill, for example caused by the cooling refrigerant compressor, is reduced without this influencing the liquid refrigerant resting in the bottom of the freezer compartment evaporator can, so that no liquid refrigerant reaches the connection point between the two evaporator sections even over long periods of time. Furthermore, the Cooling capacity in the cooling compartments is not affected by the bypass. In addition, standing time noises caused by air bubbles rising from the liquid refrigerant are significantly reduced.
  • the bypass connecting the feed channel to the discharge channel and having a higher flow resistance is arranged in the ceiling of the first evaporator section.
  • a solution according to these features has the advantage that the pressure propagating from the condenser to the evaporator is diverted to the cooling compartment evaporator shortly after it enters the ceiling.
  • the increased flow resistance of the bypass is determined by a corresponding length arranged in turns and / or in particular by a reduction in cross section.
  • the channels of the bypass are sufficiently large when the flow resistance differs from the rest of the channel arrangement if, according to a preferred embodiment of the object of the invention it is provided that the channel cross sections of the bypass and the feed channel are in a ratio of 1: 3 to 1: 7, but preferably in a ratio of 1: 5.
  • the feed channel has a main channel and at least one secondary channel running parallel thereto, the main channel being equipped with transverse channels which branch off approximately perpendicularly from it and are spaced apart from one another and which is fluidically connected to the secondary channel connect.
  • Such a solution has the advantage that an uneven distribution, which is essentially independent of the channel cross-section of the main channel and the feed channel, occurs as a result of the inertia of the refrigerant flowing into the feed channel, so that essentially the main channel is exposed to liquid refrigerant, while the secondary channel has hardly any liquid Refrigerant leads.
  • the discharge channel has a main channel and at least one secondary channel running parallel to it, the main channel being equipped with transverse channels which branch off approximately perpendicularly from it and are spaced apart from one another and which is fluidically connected to the secondary channel connect.
  • both the transverse channels of the feed channel and those of the discharge channel are at a distance from one another which is greater than the height of the upright wall, but is preferably dimensioned such that the transverse channels are in the vicinity of the transition lie on the upright wall in the floor or in the ceiling.
  • the solution has the advantage that both the feed channel and the discharge channel are guided in two strands over the bending zones of the U-shaped evaporator section, so that the cross section of the two channels can be reduced compared to a single channel, whereby the influence on their flow cross section by constriction is considerably reduced , and thus the transitions do not have a flow-restricting effect on the circulating refrigerant.
  • the channel cross sections of the supply and discharge channels are particularly expedient if, according to a preferred embodiment of the subject matter of the invention, it is provided that the main and the secondary channel of the supply and discharge channels have the same cross section.
  • the liquid refrigerant is significantly more difficult to enter the bypass if, according to an advantageous embodiment of the subject of the invention, that the transverse channel of the supply channel branches in the ceiling with the bypass in such a way that the refrigerant can enter the bypass after a sharp deflection.
  • the main channel of the discharge channel downstream of its branching transverse channel in the ceiling merges into a collector-shaped channel section provided with button-like impressions, which is arranged parallel to the free end of the ceiling.
  • the feed channel merges into a channel piece in the area after its entry into the ground, the channel section opening into at least two mutually parallel, opening into the discharge channel, essentially the same cross section as the channel piece having duct sections branched, the predominant length of which is arranged parallel to the free end of the base and which cross at least in a common duct bed downstream of the branching.
  • a solution corresponding to these features on the one hand has a favorable effect on the separation of the liquid and the gaseous refrigerant, and on the other hand it is ensured in a simple manner that sufficient volume is available in the standstill phase of the refrigerant compressor for the liquid refrigerant collecting in the soil.
  • the arrangement of the feed and discharge channel in the upright wall is particularly expedient and space-saving if, according to a preferred embodiment of the object of the invention, it is provided that the channels are arranged vertically in the upright wall.
  • a channel system of a freezer evaporator provides additional security in order to prevent liquid refrigerant from being able to pass from the freezer compartment evaporator into the refrigerator compartment evaporator during the standstill phase of the refrigerant compressor, if, according to an advantageous embodiment of the object of the invention, it is provided that the ceiling duct arrangement connected downstream of the floor arrangement is in relation to the latter has lower capacity for liquid refrigerant, but has a larger capacity compared to the ceiling channel arrangement upstream of the floor.
  • a two-temperature single-circuit refrigerator 10 is shown, which, as usual, is equipped with an overhead freezer compartment 11 and a normal refrigerator compartment 13 arranged underneath and separated from this by a heat-insulating intermediate wall 12.
  • the side walls of the normal cooling compartment 13 are provided with grooves 14 formed in the inner container of the refrigerator 10 for inserting shelves (not shown).
  • the refrigerator 10 which is equipped with a refrigerant compressor (not shown), is equipped with an evaporator 15 having two sections A and B and forming a system of coherent refrigerant channels, which is formed from two circuit boards connected by roller welding and receiving the refrigerant channels between them.
  • the section of the evaporator 15, designated A, assigned to the freezer compartment 11 has a ceiling 16, an upright wall 17 serving as the rear wall and a bottom 18, which are formed from a one-piece circuit board section.
  • the section B downstream of section A is arranged in the refrigerant circuit of the evaporator 15 and is designed as a defrostable room evaporator.
  • the sections A and B of the evaporator 15 are connected to one another by a web-like connecting bridge 19 (cf. in particular FIGS. 2 and 3).
  • the evaporator 15 shown in the development in FIG. 2 from a roll-welded circuit board is formed into a U-shaped profile, shown in particular in FIG. 1, by bending along the bending zones located between the individual sections and delimited by dash-dotted lines both ends are open.
  • the legs of the U-shaped profile bent in the same direction from the upright wall 17 have a slightly larger angle than 90 ° with respect to the upright wall 17 after the bending process.
  • the liquid refrigerant is fed to the duct system of the evaporator 15 via a throttle tube 21 which is installed in a suction pipe 20 and is arranged in the ceiling 16 (cf. FIGS. 2 and 3 in this regard).
  • the refrigerant flows through the ceiling 16 in a large-volume channel part 22 which runs close to the transition to the upright wall 17 and which is still in the ceiling 16, outside the bending zone, connects to a downwardly extending feed channel 23 arranged in the upright wall 17 of the first evaporator section (see also FIG. 3).
  • connection point between the channel part 22 and the feed channel 23, which has a main channel 24 and a secondary channel 25 running parallel thereto, is designed such that the channel routing of the channel part 22 continues seamlessly in the main channel 24.
  • the main channel 24 and the secondary channel 25 have the same channel cross-section and are connected to one another in terms of flow technology with two transverse channels 26 which branch off perpendicularly from the main channel 24 and are arranged at a distance from one another and have a short channel length.
  • the distance between the two transverse channels 26 branching off from the main channel 24 is such that the respective branch point from the main channel 24 lies outside the bending zones of the evaporator section denoted by A in its ceiling 16 or in its bottom 18 in the vicinity of the transitions to the upright wall 17 (See Fig.
  • the main channel 24 of the feed channel 23 continues seamlessly in a channel piece 27. After a relatively short path, this branches symmetrically into two channels 28, which run parallel to one another and run in a meandering manner in the bottom 18, each having the same channel cross section of the channel piece 17, the predominant length of which is arranged parallel to the free end of the bottom. Downstream after the branching, the channels 28 are briefly combined in a common channel bed 29, but then separated again. For this purpose, the channel bed 29 divides both upstream and downstream symmetrically with a channel cross section corresponding to the channels 28 in each case.
  • the channels 28 are at their output end connected in the bottom 18 by an essentially circular connection piece 30, which is arranged outside the bending zone, to a discharge channel 31 rising vertically in the upright wall 17 of the first evaporator section.
  • the discharge channel 31 like the feed channel 23, has a main channel 32 and a secondary channel 33 running parallel thereto, which is arranged adjacent to the secondary channel 25 of the feed channel 23.
  • the main channel 32 of the discharge channel 31 is also equipped with transverse channels 34 branching perpendicularly from it, but the transverse channel arranged in the bottom 18 is formed by an annular sector of the annular connecting piece 30.
  • the transverse channels 34 are arranged at a distance from one another which is greater than the height of the upright wall 17 and corresponds to the distance between the transverse channels 26 of the feed channel 23.
  • the outlet-side end of the feed channel 23 is connected to the outlet-side end of the discharge channel 31 in the ceiling 16 which is arranged directly next to it, by means of a bypass 35 which has an increased flow resistance and bridges the channel arrangement in the bottom 18, the bypass 35 at the junction of the transverse channels in the Secondary channels are connected to this.
  • the increased flow resistance of the bypass 35 is achieved, in addition to a corresponding length arranged in turns, additionally by a reduced channel cross section compared to the channels of the feed channel 23 and the discharge channel 31, the ratio of the channel cross sections between the bypass 35 and the main or secondary channels of the Feed channel 23 or the discharge channel 31 is approximately 1: 5.
  • the channel section 36 designed in the manner of a collector belongs to a channel arrangement which is laid in turns in the ceiling 16 and has the same channel cross section as the expanded main channel 32.
  • the outlet of the channel arrangement is connected to a channel line 38, which is directed downward on the connecting bridge 19 and is designed as a double channel across the bending zones, with the input of the section, which is not explained in more detail and which forms the space evaporator and is designated by B (see also FIG 3).
  • the design of the feed channel 23 ensures that the liquid refrigerant flows mainly in its main channel 24 and, in relation thereto, a small proportion in its secondary channel 25.
  • the bypass 35 connected to the secondary duct 25, which is also equipped with an increased flow resistance in comparison to the duct cross-sections of the feed duct 23, is only acted on with small amounts of liquid refrigerant, so that there is no loss of performance in the freezer compartment evaporator during the running time of the refrigerant compressor .
  • the pressure drop between the condenser and evaporator which e.g. created by the cooling compressor, and which usually manifests itself in the afterflow of essentially gaseous refrigerant from the condenser to the evaporator, is reduced via the bypass 35. Due to the fact that the flow resistance for the medium flowing in the bypass 35 is less than the resistance that the liquid accumulated in the bottom 18 of the freezer evaporator during the standstill phase of the refrigerant compressor opposes the pressure of the flowing medium during its movement, the inflowing refrigerant becomes transferred to the backspace evaporator. The liquid refrigerant accumulated in the bottom 18 thus remains at rest.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät für den Haushalt, mit einem im wesentlichen zwei Abschnitte aufweisenden, ein System von zusammenhängenden Kältemittelkanälen bildenden Verdampfer, dessen erster, eine Decke, eine aufrechte Wand und einen Boden eines Gefrierfaches bildender Abschnitt seinem zweiten, als Raumverdampfer in einem unterhalb des Gefrierfaches angeordneten Normalkühlfach dienenden Abschnitt vorgeschaltet ist, wobei das von der Einspritzstelle in das Kanalsystem zugeführte Kältemittel von einem in der aufrechten Wand des ersten Verdampferabschnittes abwärts verlaufenden Zuführkanal in einem mäanderartig im Boden des Gefrierfaches angeordneten Kanal einströmt, der in einen in der aufrechten Wand des ersten Verdampferabschnittes aufsteigenden Abführkanal mündet, welcher in der Decke in eine in Windungen verlegte Kanalanordnung übergeht, deren Ausgang mit einem in der aufrechten Wand nach unten gerichteten Kanalstrang mit dem Eingang des den Raumverdampfer bildenden zweiten Abschnittes verbunden ist.
  • Aufgrund der einer solchen Verdampferkonstruktion eigentümlichen Reihenschaltung zwischen Gefrierfachverdampfer und Kühlfachverdampfer, wobei der Gefrierfachverdampfer dem Kühlfachverdampfer vorgeschaltet ist, kann es vorkommen, daß auch während der Abtauphase bei stillstehendem Kältemittelverdichter, infolge von im Kältemittelsystem herrschenden Druckunterschieden, Tropfen flüssigen Kältemittels vom Gefrierfachverdampfer zum Kühlfachverdampfer über dessen gemeinsame Verbindungsstelle gedrückt werden. Durch den Eintritt des flüssigen Kältemittels in die Verbindungsstelle zum wärmeren Kühlfachverdampfer verdampft das Kältemittel dort sofort, so daß die Temperatur an dieser Stelle die Schmelztemperatur des Eises bis zum Wiederanlauf des Kältemittelverdichters nicht überschreitet. Dadurch kommt es an der kritischen Verbindungsstelle zu einer bleibenden und im Laufe der Zeit ständig zunehmenden Vereisung, deren Entfernung eine vorübergehende Stillegung des Kühlgerätes bedeuten würde.
  • Aus der DE-PS 31 34 300 ist ein Verdampfer für ein Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät bekannt, der einen dessen Gefrierfach und einen dessen Normalkühlfach zugeordneten Abschnitt aufweist. Der dem abtaubaren Normalkühlfach-Verdampfer im Kältemittelkreislauf vorgeschaltete Gefrierfachverdampfer ist aus einer mit Kältemittelkanälen versehenen aufrechten Wand und zwei davon gleichsinnig abgebogenen Schenkeln gebildet, die als Decke und als Boden dienen und ebenfalls mit Kältemittelkanälen ausgestattet sind.
  • Die Kanalstruktur im Boden dieses Verdampfers weist im wesentlichen drei miteinander verbundene Abschnitte auf, die aus jeweils zwei großvolumigen über Querkanäle miteinander kommunizierenden Rohrleitungen gebildet sind, deren überwiegende Länge senkrecht zum freien Ende des Bodens angeordnet ist. Einer der drei Abschnitte ist ausgangsseitig im Boden an zwei parallel zueinander verlaufende Kanalstränge angeschlossen, die in der aufrechten Wand über einen Querkanal miteinander verbunden sind und in der Decke in einen einzügigen, in Windungen verlegten Kältemittelkanal übergehen.
  • Durch die Kanalanordnung des Verdampfers soll bei Stillstand des Kältemittelverdichters eine erste Trennung zwischen den gasförmigen und flüssigen Anteilen des Kältemittelstromes im Boden und in der aufrechten Wand stattfinden, wobei die großvolumigen Rohrleitungen im Boden als Sammler für das flüssige Kältemittel dienen. Eine weitere Trennung des gasförmigen vom flüssigen Kältemittel soll durch die geneigte Anordnung der Decke zur aufrechten Wand erreicht werden, wobei das flüssige Kältemittel der Schwerkraft folgend, in dem Boden des Gefrierfachverdampfers zurückströmt. Für den Fall, daß aus dem Verflüssiger Kältemittel nachströmt, wird Druck auf das sich fertigungsbedingt im vorderen Bereich des Bodens angesammelte, die Kanäle vollends füllende flüssige Kältemittel ausgeübt. Da die einzelnen Abschnitte der Kanalanordnung im Boden stets nur über eine einzügige Leitung miteinander verbunden sind, pflanzt sich der Druck unweigerlich auf den ausgangsseitig mit den parallelen Kanalsträngen verbundenen Abschnitt fort und schiebt das angesammelte Flüssigkeitsvolumen in die in der aufrechten Wand angeordneten parallelen Kanalstränge. Strömt Kältemittel aus dem Verflüssiger zum Verdampfer über einen längeren Zeitraum nach, z.B. als Folge des sich abkühlenden Kältemittelverdichters, so besteht die Gefahr, daß trotz der getroffenen aufwendigen Maßnahmen Pfropfen flüssigen Kältemittels an die Verbindungsstelle zwischen Gefrierfachverdampfer und Normalkühlfachverdampfer gelangen und dort verdampfen, so daß die Verbindungsstelle trotz zyklisch durchgeführten Abtauens ständig vereist ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Kühlgeräten der genannten Gattung das Kanalsystem im Gefrierfachverdampfer so auszubilden, daß jederzeit sichergestellt ist, daß während der Stillstandszeit des Kältemittelverdichters kein flüssiges Kältemittel an die Verbindungsstelle zwischen Gefrierfachverdampfer und Kühlfachverdampfer gelangt.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Zuführkanal und der Abführkanal über einen im Abstand über den Boden des ersten Verdampferabschnittes angeordneten Bypaß verbunden ist, der gegenüber der überbrückten Kanalanordnung im Boden einen erhöhten Strömungwiderstand aufweist.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß der bei stillstehendem Kältemittelverdichter durch vom Verflüssiger zum Verdampfer hin nachströmendes Kältemittel erzeugte Druck, beispielsweise hervorgerufen durch den sich abkühlenden Kältemittelverdichter, abgebaut wird, ohne daß dieser auf das im Boden des Gefrierfach-Verdampfers ruhende flüssige Kältemittel Einfluß nehmen kann, so daß auch über längere Zeiträume hinweg kein flüssiges Kältemittel an die Verbindungsstelle zwischen den beiden Verdampferabschnitten gelangt. Ferner wird die Kühlleistung in den Kühlfächern durch den Bypaß nicht beeinträchtigt. Außerdem werden Stehzeitgeräusche, die durch aus dem flüssigen Kältemittel aufsteigende Luftblasen verursacht werden, deutlich vermindert.
  • Nach einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der den Zuführkanal mit dem Abführkanal verbindende, einen höheren Strömungswiderstand aufweisende Bypaß in der Decke des ersten Verdampferabschnittes angeordnet ist.
  • Eine Lösung entsprechend diesen Merkmalen hat den Vorteil, daß sich der vom Verflüssiger zum Verdampfer hin ausbreitende Druck bereits kurz nach seinem Eintritt in die Decke zum Kühlfachverdampfer hin umgelenkt wird.
  • Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der erhöhte Strömungswiderstand des Bypasses durch eine entsprechende, in Windungen angeordnete Länge und/oder insbesondere durch Querschnittsminderung bestimmt ist.
  • Diese Lösung hat den Vorteil, daß die den Strömungswiderstand definierenden Parameter einfach und wirtschaftlich herzustellen sind und zudem eine gute, gleichbleibende Genauigkeit aufweisen.
  • Ohne fertigungsbedingte, aufwendige Zusatzmaßnahmen sowie in engen Toleranzgrenzen fertigbar, sind die Kanäle des Bypasses bei ausreichend großem Unterschied des Strömungswiderstandes zu der übrigen Kanalanordnung, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die Kanalquerschnitte des Bypasses und des Zuführkanals in einem Verhältnis von 1:3 bis 1:7, vorzugsweise aber in einem solchen von 1:5 stehen.
  • Gemäß einer nächsten bevorzugten Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zuführkanal einen Hauptkanal und wenigstens einen dazu parallel verlaufenden Nebenkanal aufweist, wobei der Kauptkanal mit annähernd senkrecht von ihm abzweigenden und in Abstand voneinander angeordneten Querkanälen ausgestattet ist, die ihn mit dem Nebenkanal strömungstechnisch verbinden.
  • Eine derartige Lösung hat den Vorteil, daß eine vom Kanalquerschnitt des Hauptkanals und des Zuführkanals im wesentlichen unabhängige, ungleiche Aufteilung infolge der Massenträgheit des in den Zuführkanal einströmenden Kältemittels erfolgt, so daß im wesentlichen der Hauptkanal mit flüssigem Kältemittel beaufschlagt ist, während der Nebenkanal kaum flüssiges Kältemittel führt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der Abführkanal einen Hauptkanal und wenigstens einen dazu parallel verlaufenden Nebenkanal aufweist, wobei der Hauptkanal mit annähernd senkrecht von ihm abzweigenden und im Abstand voneinander angeordneten Querkanälen ausgestattet ist, die ihn mit dem Nebenkanal strömungstechnisch verbinden.
  • Hierbei erzielt man den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln, gemäß den Gesetzen der Schwerkraft, gasförmige Einschlüsse innerhalb des flüssigen Kältemittelstromes entweichen können, ohne daß diese dabei Pfropfen flüssigen Kältemittels vor sich herschieben.
  • Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß sowohl die Querkanäle des Zuführkanals als auch die des Abführkanals untereinander einen Abstand aufweisen, der größer als die Höhe der aufrechten Wand, aber vorzugsweise so bemessen ist, daß die Querkanäle im Nahbereich des Übergangs zur aufrechten Wand im Boden bzw. in der Decke liegen.
  • Die Lösung hat den Vorteil, daß sowohl der Zuführkanal als auch der Abführkanal zweistrangig über die Biegezonen des U-förmigen Verdampferabschnittes geführt werden, so daß der Querschnitt der beiden Kanäle gegenüber einem einzelnen Kanal verringert werden kann, wodurch die Beeinflussung ihres Strömungsquerschnitts durch Einschnürung erheblich herabgesetzt ist, und somit die Übergänge sich nicht strömungsbeeinträchtigend auf das zirkulierende Kältemittel auswirken.
  • Besonders zweckmäßig sind die Kanalquerschnitte von Zu- und Abführkanal ausgelegt, wenn nach einer bevorzugten Ausführungform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß der Haupt- und der Nebenkanal des Zu- bzw. des Abführkanals gleichen Querschnitt aufweist.
  • Deutlich erschwert wird dem flüssigen Kältemittel das Eindringen in den Bypaß, wenn nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß der Querkanal des Zuführkanals in der Decke mit dem Bypaß derart verzweigt, daß das Kältemittel nach einer scharfen Umlenkung in den Bypaß einzutreten vermag.
  • Nach einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der Hauptkanal des Abführkanals stromab nach seinem abzweigenden Querkanal in der Decke in einen sammlerartig ausgebildeten und mit knopfartigen Einprägungen versehenen Kanalabschnitt übergeht, der zum freien Ende der Decke parallel angeordnet ist.
  • Der Vorteil einer solchen Lösung liegt darin, daß dadurch neben einer weiteren Abscheidemöglichkeit des gasförmigen, vom flüssigen Kältemittel noch zusätzlich Sammelvolumen für unter Umständen aus dem Boden in die Decke gedrückte Flüssigkeitspfropfen geschaffen ist, die dann dort wegen der geringfügig höheren Temperatur als der im Boden verdampfen und nicht an die Verbindungsstelle zwischen Gefrierfach und Kühlfachverdampfer gelangen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zuführkanal im Bereich nach seinem Eintritt in den Boden in ein Kanalstück übergeht, das sich in wenigstens zwei zueinander parallele, in den Abführkanal mündende, je im wesentlichen den gleichen Kanalquerschnitt wie das Kanalstück aufweisende Kanalabschnitte verzweigt, deren überwiegende Länge parallel zum freien Ende des Bodens angeordnet ist und sich stromab nach der Verzweigung mindestens in einem gemeinsamen Kanalbett kreuzen.
  • Eine Lösung ensprechend diesen Merkmalen wirkt sich einerseits günstig auf die Entmischung des flüssigen und des gasförmigen Kältemittels aus und andererseits wird auf einfache Weise sichergestellt, daß in der Stillstandsphase des Kältemittelverdichters für das sich im Boden sammelnde flüssige Kältemittel ausreichend Volumen vorhanden ist.
  • Besonders zweckmäßig und platzsparend ist die Anordnung des Zuführ- und Abführkanals in der aufrechten Wand, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß deren Kanäle in der aufrechten Wand vertikal angeordnet sind.
  • Eine zusätzliche Sicherheit um zu verhindern, daß flüssiges Kältemittel in der Stillstandsphase des Kältemittelverdichters vom Gefrierfachverdampfer in den Kühlfachverdampfer übertreten kann, bietet ein Kanalsystem eines Gefrierfachverdampfers, wenn nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die der Bodenananordnung nachgeschaltete Deckenkanalanordnung ein gegenüber dieser geringeres Fassungsvermögen für flüssiges Kältemittel aufweist, aber im Vergleich zu der dem Boden vorgeschalteten Deckenkanalanordnung ein größeres Fassungvermögen besitzt.
  • Die Erfindung ist in einer nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    im Ausschnitt einen Zweitemperaturen-Einkreiskühlschrank, mit einem Gefrierfach und einem unterhalb diesem angeordneten Normalkühlfach, teilweise geschnitten, um dessen Verdampfersystem sichtbar zu machen, in raumbildlicher Darstellung,
    Fig. 2
    das als walzgeschweißte Platine ausgebildete Verdampfersystem des Kühlschranks entsprechend Fig. 1 in abgewickelter Darstellung,
    Fig. 3
    in Ansicht von oben, die mit den Ausprägungen für die Kältemittelkanäle versehene Seite des einbaufertig geformten Verdampfersystems in raumbildlicher Darstellung,
    Fig. 4
    in Ansicht von unten den als Gefrierfachverdampfer ausgebildeten Abschnitt des Verdampfersystems in raumbildlicher Darstellung.
  • Gemäß Fig. 1 ist ein Zweitemperaturen-Einkreiskühlschrank 10 dargestellt, der wie üblich mit einem obenliegenden Gefrierfach 11 und einem darunter angeordneten, durch eine wärmeisolierende Zwischenwand 12 von diesem getrennten Normalkülfach 13 ausgestattet ist. Die Seitenwände des Normalkühlfaches 13 sind mit in den Innenbehälter des Kühlschrankes 10 eingeformten Nuten 14 zum Einschieben nicht dargestellter Etageren versehen.
  • Der mit einem nicht dargestellten Kältemittelverdichter ausgerüstete Kühlschrank 10 ist mit einem zwei Abschnitte A und B aufweisenden, ein System von zusammenhängenden Kältemittelkanälen bildenden Verdampfer 15 ausgestattet, der aus zwei durch Walzschweißen verbundene, die Kältemittelkanäle zwischen sich aufnehmende Platinen gebildet ist.
  • Der mit A bezeichnete, dem Gefrierfach 11 zugeordnete Abschnitt des Verdampfers 15 weist eine Decke 16, eine als Rückwand dienende aufrechte Wand 17 und einen Boden 18 auf, die aus einem einstückigen Platinenabschnitt gebildet sind. Unterhalb des Gefrierfachs 11, im Normalkühfach 13, ist der im Kältemittelkreislauf des Verdampfers 15, der dem Abschnitt A nachgeschaltete Abschnitt B angeordnet der als abtaubarer Raumverdampfer ausgeführt ist.
  • Die Abschnitte A und B des Verdampfers 15 sind durch eine stegartige Verbindungsbrücke 19 (vgl. hierzu insbesondere Fig. 2 und Fig. 3) miteinander verbunden.
  • Der in Fig. 2 in der Abwicklung dargestellte Verdampfer 15 aus einer walzgeschweißten Platine wird durch Abwinkeln entlang der zwischen den einzelnen Abschnitten gelegenen und durch strichpunktierte Linien eingegrenzten Biegezonen zu einem insbesondere in der Fig. 1 in seinem Gebrauch gezeigten U-förmigen Profil geformt, dessen beide Stirnseiten offen sind. Die gleichsinnig von der aufrechten Wand 17 abgebogenen Schenkel des U-förmigen Profiles weisen nach dem Biegevorgang einen geringfügig größeren Winkel als 90° bezüglich der aufrechten Wand 17 auf.
  • In an sich bekannter Weise wird das flüssige Kältemittel über ein in einem Saugrohr 20 verlegten, in der Decke 16 angeordneten Drosselrohr 21 dem Kanalsystem des Verdampfers 15 zugeführt (vgl. hierzu Fig. 2 und Fig. 3). Das Kältemittel durchströmt die Decke 16 in einem bis nahe an den Übergang zur aufrechten Wand 17 verlaufenden großvolumigen Kanalteil 22, der noch in der Decke 16, außerhalb der Biegezone, an einen in der aufrechten Wand 17 des ersten Verdampferabschnittes vertikal angeordneten, abwärts verlaufenden Zuführkanal 23 anschließt (siehe hierzu auch Fig. 3). Die Anschlußstelle zwischen dem Kanalteil 22 und dem Zuführkanal 23, der einen Hauptkanal 24 und einen dazu parallel verlaufenden Nebenkanal 25 aufweist, ist derart ausgeführt, daß sich die Kanalführung des Kanalteils 22 übergangslos im Hauptkanal 24 fortsetzt. Der Hauptkanal 24 und der Nebenkanal 25 weisen gleichen Kanalquerschnitt auf und sind strömungstechnisch untereinander mit zwei vom Hauptkanal 24 senkrecht abzweigenden und im Abstand voneinander angeordneten, mit kurzer Kanallänge ausgestatteten Querkanälen 26 verbunden. Der Abstand der beiden vom Hauptkanal 24 abzweigenden Querkanäle 26 zueinander ist so bemessen, daß die jeweilige Abzweigstelle vom Hauptkanal 24 außerhalb der Biegezonen des mit A bezeichneten Verdampferabschnittes in dessen Decke 16 bzw. in dessen Boden 18 im Nahbereich von deren Übergänge zur aufrechten Wand 17 liegt (siehe hierzu Fig, 3 und Fig. 4). Außerhalb der Biegezone, im Boden 18, nahe dessen Übergang zur aufrechten Wand setzt sich der Hauptkanal 24 des Zuführkanals 23 übergangslos in einem Kanalstück 27 fort. Dieses verzweigt sich nach relativ kurzem Weg symmetrisch in zwei zueinander parallele, mäanderartig im Boden 18 verlaufende, je den gleichen Kanalquerschnitt des Kanalstücks 17 aufweisende Kanäle 28, deren überwiegende Länge parallel zum freien Ende des Bodens angeordnet ist. Stromab nach der Verzweigung werden die Kanäle 28 in einem gemeinsamen Kanalbett 29 kurzzeitig zusammengeführt, aber anschließend wieder getrennt. Zu diesem Zweck teilt sich das Kanalbett 29 sowohl stromauf als auch stromab symmetrisch mit jeweils den Kanälen 28 entsprechenden Kanalquerschnitt gabelartig auf. Die Kanäle 28 sind an ihrem ausgangsseitigen Ende im Boden 18 durch einen noch außerhalb der Biegezone angeordnetes, im wesentlichen kreisringförmiges Anschlußstück 30 mit einem in der aufrechten Wand 17 des ersten Verdampferabschnittes vertikal aufsteigenden Abführkanal 31 verbunden.
  • Der Abführkanal 31 weist ebenso wie der Zuführkanal 23 einen Hauptkanal 32 und einen dazu parallel verlaufenden Nebenkanal 33 auf, der benachbart zum Nebenkanal 25 des Zuführkanals 23 angeordnet ist. Genauso wie der Hauptkanal 24 des Zuführkanals 23, so ist auch der Hauptkanal 32 des Abführkanals 31 mit senkrecht von ihm abzweigenden Querkanälen 34 ausgestattet, wobei jedoch der im Boden 18 angeordnete Querkanal durch einen Kreisringsektor des kreisringförmigen Anschlußstückes 30 gebildet wird. Die Querkanäle 34 sind in einem Abstand voneinander angeordnet, der größer als die Höhe der aufrechten Wand 17 ist und dem Abstand der Querkanäle 26 des Zuführkanals 23 entspricht.
  • Das ausgangsseitige Ende des Zuführkanals 23 ist mit dem unmittelbar neben ihm angeordneten ausgangsseitigen Ende des Abführkanals 31 in der Decke 16 durch einen einen erhöhten Strömungswiderstand aufweisenden, die Kanalanordnung im Boden 18 überbrückenden Bypaß 35 verbunden, wobei der Bypaß 35 an der Einmündung der Querkanäle in die Nebenkanäle an diese angeschlossen ist. Der erhöhte Strömungswiderstand des Bypasses 35 wird neben einer entsprechenden, in Windungen angeordneten Länge zusätzlich noch durch einen gegenüber den Kanälen des Zuführkanals 23 und des Abführkanals 31 verminderten Kanalquerschnitt erreicht, wobei das Verhältnis der Kanalquerschnitte zwischen dem Bypaß 35 und der Haupt- bzw. Nebenkanäle des Zuführkanals 23 bzw. der Abführkanals 31 in etwa 1:5 beträgt.
  • In etwa auf der Höhe der Anschlußstelle des Bypasses 35 an den Nebenkanal 33 des Abführkanals 31, erweitert sich der Querschnitt seines Hauptkanals 32 stromab nach seinem abzweigenden Querkanal 34 in der Decke 16, bevor er in einem zum freien Ende der Decke 16 parallelen, sammlerartig ausgebildeten Kanalabschnitt 36 übergeht, dessen Volumen mit knopfartigen Einprägungen 37 unterbrochen ist (siehe hierzu Fig. 2 und Fig. 3).
  • Der sammlerartig ausgebildete Kanalabschnitt 36 gehört zu einer in der Decke 16 in Windungen verlegten, den gleichen Kanalquerschnitt wie der erweiterte Hauptkanal 32 aufweisenden Kanalanordnung. Der Ausgang der Kanalanordnung ist mit einem auf der Verbindungsbrücke 19 nach unten gerichteten Kanalstrang 38, der über die Biegezonen hinweg als Doppelkanal ausgeführt ist, mit dem Eingang des den nicht näher erläuterten, den Raumverdampfer bildenden, mit B bezeichneten Abschnitt verbunden (siehe hierzu auch Fig. 3).
  • Bei Betrieb des Kältemittelverdichters wird durch die Gestaltung des Zuführkanals 23 erreicht, daß das flüssige Kältemittel hauptsächlich in seinem Hauptkanal 24 und im Verhältnis dazu ein geringer Anteil in seinem Nebenkanal 25 strömt. Durch diese Maßnahme wird der an den Nebenkanal 25 angeschlossene Bypaß 35, der zudem noch mit einem im Vergleich den Kanalquerschnitten des Zuführkanals 23 erhöhten Strömungswiderstand ausgestattet ist, nur mit geringen Mengen flüssigen Kältemittels beaufschlagt, so daß während der Laufzeit des Kältemittelverdichters keine Leistungseinbußen im Gefrierfachverdampfer auftreten.
  • In der Stillstandsphase des Kältemittelverdichters wird das Druckgefälle zwischen Verflüssiger und Verdampfer, das z.B. durch den sich abkühlenden Verdichter entsteht, und das sich meist im Nachströmen von im wesentlichen gasförmigen Kältemittel vom Verflüssiger zum Verdampfer äußert, über den Bypaß 35 abgebaut. Aufgrund der Tatsache, daß der Strömungswiderstand für das in dem Bypaß 35 strömende Medium geringer ist als der Widerstand, den die im Boden 18 des Gefrierfachverdampfers während der Stillstandsphase des Kältemittelverdichters angesammelte Flüssigkeit bei ihrer Bewegung dem Druck des strömenden Mediums entgegensetzt, wird das einströmende Kältemittel in den Rückraumverdampfer übergeleitet. Das sich im Boden 18 angesammelte flüssige Kältemittel bleibt somit in Ruhe.
  • Sollten einzelne flüssige Anteile den aus dem Verflüssiger in den Verdampfer einströmenden Kältemittelstrom beaufschlagen, so werden diese spätestens in dem mit den knopfartigen Einprägungen versehenen Kanalabschnitt 36 verdampft, sofern dies nicht schon in der Zuleitung zum Bypaß 35 geschehen ist.

Claims (13)

  1. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät für den Haushalt, mit einem im wesentlichen zwei Abschnitte aufweisenden, ein System von zusammenhängenden Kältemittelkanälen bildenden Verdampfer (15), dessen erster, eine Decke (16), eine aufrechte Wand (17) und einen Boden (18) eines Gefrierfachs bildender Abschnitt (A) seinem zweiten, als Raumverdampfer in einem unterhalb des Gefrierfaches angeordneten Normalkühlfach dienenden Abschnitt (8) vorgeschaltet ist, wobei das von einer Einspritzstelle in das Kanalsystem zugeführte Kältemittel von einem in der aufrechten Wand (17) des ersten Verdampferabschnitts (A) abwärts verlaufenden Zuführkanal (32) in einem mäanderartig im Boden (18) des Gefrierfaches angelegten Kanal (28) einströmt, der in einem in der aufrechten Wand (17) des ersten Verdampferabschnittes (A) aufsteigenden Abführkanal (31) mündet, welcher in der Decke (16) in eine in Windungen verlegte Kanalanordnung übergeht, deren Ausgang mit einem in der aufrechten Wand (17) nach unten gerichteten Kanalstrang (38) mit dem Eingang des Raumverdampfers bildenden zweiten Abschnitt (B) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (23) und der Abführkanal (31) über einen im Abstand über dem Boden (18) des ersten Verdampferabschnittes angeordneten Bypaß (35) verbunden ist, der gegenüber der überbrückten Kanalanordnung im Boden (18) einen erhöhten Strömungswiderstand aufweist.
  2. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Zuführkanal (23) mit dem Abführkanal (31) verbindende, einen höheren Strömungswiderstand aufweisende Bypaß (35) in der Decke (16) des ersten Verdampferabschnittes angeordnet ist.
  3. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erhöhte Strömungswiderstand des Bypasses (35) durch eine entsprechende, in Windungen angeordnete Länge und/oder insbesondere durch Querschnittsminderung bestimmt ist.
  4. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalquerschnitte des Bypasses (35) und die des Zuführkanals (23) in einem Verhältnis im Bereich von 1:3 bis 1:7, vorzugsweise aber in einem solchen von 1:5 stehen.
  5. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (23) einen Hauptkanal (24) und wengistens einen dazu parallel verlaufenden Nebenkanal (25) aufweist, wobei der Hauptkanal (24) mit annähernd senkrecht von ihm abzweigenden und im Abstand voneinander angeordneten Querkanälen (26) ausgestattet ist, die ihn mit dem Nebenkanal (25) strömungstechnisch verbinden.
  6. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführkanal (31) einen Hauptkanal (32) und wenigsten einen dazu parallel verlaufenden Nebenkanal (33) aufweist, wobei der Hauptkanal (32) mit annähernd senkrecht von ihm abzweigenden und im Abstand voneinander angeordneten Querkanälen (34) ausgestattet ist, die ihn mit dem Nebenkanal (33) strömungstechnisch verbinden.
  7. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Querkanäle (26) des Zuführkanals (23) als auch die Querkanäle (34) des Abführkanals (31) untereinander einen Abstand aufweisen, der größer als die Höhe der aufrechten Wand (17) ist, aber vorzugsweise so bemessen ist, daß die Querkanäle (26, 34) im Nahbereich des Übergangs zur aufrechten Wand (17) im Boden (18) bzw. in der Decke (16) liegen.
  8. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkanal (24, 32) und der Nebenkanal (25, 33) des Zuführkanals (23) bzw. des Abführkanals (31) gleichen Querschnitt aufweisen.
  9. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querkanal (26) des Zuführkanals (23) in der Decke (16) mit dem Bypaß (35) derart verzweigt, daß das Kältemittel nach einer scharfen Umlenkung in dem Bypaß (35) einzutreten vermag.
  10. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkanal (32) des Abführkanals (31) stromab nach seinem abzweigenden Querkanal (33) in der Decke (16) in einem sammlerartig ausgebildeten und mit knopfartigen Einprägungen 37 versehenen Kanalabschnitt 36 übergeht, der zum freien Ende der Decke (16) parallel angeordnet ist.
  11. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (23) im Bereich nach seinem Eintritt in den Boden (18) in ein Kanalstück (27) übergeht, das sich in wenigstens zwei zueinander parallele, in den Abführkanal (31) mündende, je im wesentlichen den gleichen Querschnitt wie das Kanalstück (27) aufweisende Kanäle (28) verzweigt, deren überwiegende Länge parallel zum freien Ende des Bodens (18) angeordnet ist und sich stromab nach der Verzweigung mindestens in einem gemeinsamen Kanal (29) kreuzen.
  12. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (23) und der Abführkanal (31) in der aufrechten Wand (18) vertikal angeordnet sind.
  13. Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die der Bodenkanalanordnung nachgeschaltete Deckenkanalanordnung ein gegenüber dieser ein geringeres Fassungsvermögen für flüssiges Kältemittel aufweist, aber im Vergleich zu der dem Boden (18) vorgeschalteten Deckenkanalanordnung ein größeres Fassungsvermögen besitzt.
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