EP0547316A1 - Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät für den Haushalt - Google Patents
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- EP0547316A1 EP0547316A1 EP92117206A EP92117206A EP0547316A1 EP 0547316 A1 EP0547316 A1 EP 0547316A1 EP 92117206 A EP92117206 A EP 92117206A EP 92117206 A EP92117206 A EP 92117206A EP 0547316 A1 EP0547316 A1 EP 0547316A1
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
- F25D11/022—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures with two or more evaporators
Definitions
- the invention relates to a two-temperature single-circuit cooling device for the household with a room evaporator and a freezer compartment evaporator which has a ceiling, an upright wall and a floor and is connected upstream of the latter and is fluidically connected by refrigerant channels, a collector being provided in the freezer compartment evaporator is equipped with an inflow and an outflow channel, which are higher than its intermittent volume forming the collecting space, which is flowed through by refrigerant flowing from the room evaporator to the freezer evaporator.
- the aim is to achieve the cooling capacity required for the compartments of different temperatures in the individual compartments with the shortest possible compressor runtime and the lowest possible amount of refrigerant in the refrigerant circuit.
- the dimensioning of the collector arranged in the freezer compartment is of considerable importance.
- the volume of the collector When the refrigerant compressor is at a standstill, the volume of the collector must be sufficient to accommodate the refrigerant flowing back from the ceiling area and the upright wall and the liquid refrigerant that may be conveyed from the condenser to the evaporator due to the constant pressure drop to be able to. If the volume of the collector is too small, it can happen that liquid refrigerant flows into the intake manifold, evaporates there and freezes the intake manifold, or in the worst case reaches the refrigerant compressor, where it evaporates and forms ice, which causes the compressor to Restarting could be damaged.
- the collector In the event that the collector is designed too large, the refrigerant accumulated there during the standstill of the refrigerant compressor is not completely sucked out of the collector when the refrigerant compressor starts up. The amount not extracted does not circulate in the refrigerant circuit, so that it is underfilled. In order to avoid that the refrigerant compressor runs for a disproportionately long time in order to achieve the required cooling capacity, the quantity of refrigerant which does not contribute to the cooling capacity must also be filled into the refrigerant circuit.
- the invention has for its object to dimensionally and fluidically design the collector for a generic refrigeration device such that its collector, which provides sufficient collecting space for liquid refrigerant when the refrigerant compressor is at a standstill, is completely emptied when the compressor is restarted, and no residue of liquid remains even during the running time of the compressor Forms refrigerant in the collecting space.
- This object is achieved according to the invention in that flow conditions for the refrigerant by the arrangement of the inflow and outflow connection to the collecting space and by the dimensions of this intermittent collecting space are formed in the collector, which cause a preferential loading of the entire bottom area of the collector by the refrigerant flowing through.
- the solution according to the invention ensures in a simple manner that the collector is completely emptied when the refrigerant compressor is restarted, so that the required cooling capacity in the refrigeration compartments is achieved with a minimal amount of refrigerant and the shortest possible compressor runtime.
- the collector is rectangular and is arranged in the upright wall of the freezer evaporator, the longer sides of the rectangle being parallel to the longer sides of the upright wall.
- Such a solution has the advantage that the volume of the header, without having to make it particularly deep, offers sufficient collecting space for the liquid refrigerant when the refrigerant compressor is at a standstill, as well as the advantage that the pressure fluctuations in the refrigerant circuit that frequently occur during the standstill phase have no influence on the liquid refrigerant in the collector.
- Flow through the collector is particularly favorable down to its bottom area with refrigerant during operation of the refrigerant compressor if, according to a next advantageous embodiment of the subject matter of the invention, it is provided that the inflow and outflow connections on the higher, longer one Rectangular side of the collector substantially perpendicular to this, are arranged on the lateral edges of the collector.
- the amount of refrigerant in a refrigerant circuit can be kept particularly low in order to achieve the required cooling capacity if, according to a further preferred embodiment of the object of the invention, it is provided that the longer sides of the rectangular collector in the range from 150 mm to 250 mm and the shorter sides in the range of 40 mm to 80 mm, but the collector preferably has the dimensions 200 mm x 60 mm.
- the collector is particularly expediently equipped if, according to a further preferred embodiment of the object of the invention, it is provided that the inflow and outflow connections of the collector have the same cross section.
- the volume of the collector is interrupted by button-like impressions.
- Such a solution has the advantage that the flow conditions within the collecting space can be influenced in a simple manner.
- 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, which is arranged underneath and is 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 equipped with a refrigerant compressor (not shown) is equipped with a defrostable space evaporator 15 assigned to the normal cooling compartment 13 and a U-shaped freezer compartment evaporator 16 assigned to the freezer compartment 11, which has a ceiling 17, an upright wall serving as a rear wall 18 and has a bottom 19, which as the ceiling 17 and bottom 19th serving legs of the U-shaped shape are bent in the same direction from the upright wall 18.
- the upright wall 18 forms an approximately vertical wall section, while the ceiling 17 and the floor 19 lie approximately horizontally.
- the refrigerant is guided within the ceiling 17 in a channel part 22, which still merges in the ceiling 17 in a feed channel 23 designed as a double channel, through which the refrigerant reaches the floor 19 via the upright wall 18.
- the bottom 19 flows through refrigerant in a meandering channel section 24, which still connects in the floor area outside the transition to the upright wall 18 to a discharge channel 25, which is also designed as a double channel, through which the refrigerant flows back into the ceiling 17 via the upright wall 18, where it is guided in a duct section 26 laid in turns (see in particular Fig. 3).
- the duct section 26 opens into a double-pass duct 27, which is arranged with the major part of its duct length on a web-like connecting bridge 28, which mechanically connects the space evaporator 15 to the freezer compartment evaporator 16 arranged in front of it in the refrigerant circuit and via that of the duct arrangement 29 of the room evaporator 15 is supplied with refrigerant.
- a further channel 30 which is also double-ended, which is connected upstream to the channel arrangement 29 of the space evaporator 14 and opens into a channel line 31 downstream.
- the channel line 31, which continues to connect upstream of the suction pipe 20, is interposed in the upright wall 18 with a rectangular collector 32 which interrupts its continuous course, the longer rectangular sides of which run parallel to the longer sides of the upright wall 18 together with the shorter ones Rectangle sides delimit the area of its collecting space 33.
- the collecting space 33 of the collector 32 is fluidically connected to the channel line 31 by an inlet connection 34 and an outlet connection 35, which are arranged on the higher, longer rectangular side 36 substantially perpendicular to this and at a distance from one another.
- the distance between the two nozzles 34 and 35 is such that they lie on the lateral edges of the collector 32, the outer contour of which is formed by an extension of the two shorter sides of the rectangle to the higher rectangular side 36, while the nozzle 34 is formed to form the inner contour and 35 the higher-lying rectangle side 36 is pulled up at both ends at a distance from the respective extension of the shorter rectangle side.
- the collecting space 33 is further equipped with its volume-interrupting button-like impressions 37, through which, together with the arrangement of the inlet connection 34 and the outlet connection 35 to the collecting space 33, and in combination with its dimensions, flow conditions for the refrigerants flowing into the collector 32 from the space evaporator 15 are formed, which bring about a preferential loading of the entire bottom area of the collector 32 by the refrigerant flowing through.
- buttons-like impressions (37) can be adjusted in size depending on the requirements of the flow conditions in the collecting space (33) of the collector (32).
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät für den Haushalt mit einem Raum-Verdampfer und einem diesem vorgeschalteten, eine Decke, eine aufrechte Wand und einen Boden aufweisenden Gefrierfach-Verdampfer, die miteinander durch Kältemittelkanäle strömungstechnisch verbunden sind, wobei im Gefrierfach-Verdampfer ein Sammler vorgesehen ist, der mit einem Zufluß- und einem Abflußkanal ausgestattet ist, die höher liegen als sein den Sammelraum bildendes mit Unterbrechungen versehenes Volumen, das von aus dem Raum-Verdampfer zum Gefrierfach-Verdampfer strömenden Kältemittel durchströmt wird.
- Bei Kühlgeräten der genannten Art ist man bestrebt, die für die Fächer unterschiedlicher Temperatur erforderliche Kühlleistung in den einzelnen Fächern bei möglichst minimaler Verdichterlaufzeit und geringstmöglicher Kältemittelmenge im Kältemittelkreislauf zu erreichen. In diesem Zusammenhang ist die Dimensionierung des im Gefrierfach angeordneten Sammlers von erheblicher Bedeutung.
- Bei Stillstand des Kältemittelverdichters muß das Volumen des Sammlers ausreichend sein, um das aus dem Deckenbereich und der aufrechten Wand zurücklaufende Kältemittel und das aufgrund des ständigen Druckgefälles vom Verflüssiger zum Verdampfer hin u.U. gefördertes flüssiges Kältemittel aufnehmen zu können. Ist das Volumen des Sammlers zu gering bemessen, so kann es vorkommen, daß flüssiges Kältemittel bis in das Saugrohr fließt, dort verdampft und das Saugrohr vereist oder im schlimmsten Fall in den Kältemittelverdichter gelangt, in dessen Druckraum verdampft und Eis bildet, wodurch der Verdichter beim Wiederanlaufen beschädigt werden könnte.
- Für den Fall, daß der Sammler zu groß ausgelegt ist, wird das sich dort während des Stillstandes des Kältemittelverdichters angesammelte Kältemittel beim Anlaufen des Kältemittelverdichters nicht vollkommen aus dem Sammler abgesaugt. Die nicht abgesaugte Menge zirkuliert nicht im Kältemittelkreislauf, so daß dieser unterfüllt ist. Um zu vermeiden, daß der Kältmittelverdichter unverhältnismäßig lange Zeit läuft, um die geforderte Kühlleistung zu erzielen, muß die nicht zur Kühlleistung beitragende Kältemittelmenge zusätzlich in den Kältemittelkreislauf eingefüllt werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Sammler für ein gattungsgemäßes Kühlgerät maßlich und strömungstechnisch so auszulegen, daß dessen bei stillstehenden Kältemittelverdichter ausreichend Sammelraum für flüssiges Kältemittel bietender Sammler beim Wiederanlaufen des Verdichters vollkommen leergesaugt wird und auch während der Laufzeit des Verdichters sich kein Rückstand an flüssigen Kältemittel im Sammelraum bildet.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß durch die Anordnung des Zufluß- und des Abflußstutzens zum Sammelraum und durch die Abmaße dieses mit Unterbrechungen versehenen Sammelraumes Strömungsverhältnisse für das Kältemittel im Sammler gebildet sind, die eine bevorzugte Beaufschlagung des gesamten Bodenbereiches des Sammlers durch das durchströmende Kältemittel bewirken.
- Durch die erfindungsgemäße Lösung wird auf einfache Weise sichergestellt, daß beim Wiederanlaufen des Kältemittelverdichters der Sammler vollständig entleert wird, sodaß die erforderliche Kühlleistung in den Kältefächern mit minimaler Kältemittelmenge bei geringstmöglicher Verdichterlaufzeit erzielt wird.
- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der Sammler rechteckförmig ausgebildet und in der aufrechten Wand des Gefrierfachverdampfers angeordnet ist, wobei die längeren Seiten des Rechtecks parallel zu den längeren Seiten der aufrechten Wand sind.
- Eine solche Lösung hat sowohl den Vorteil, daß das Volumen des Sammlers, ohne diesen besonders tief gestalten zu müssen, ausreichend Sammelraum für das flüssige Kältemittel bei Stillstand des Kältemittelverdichters bietet, als auch noch den Vorzug, daß die in der Stillstandsphase häufig auftretenden Druckschwankungen im Kältemittelkreislauf auf das sich im Sammler befindende flüssige Kältemittel keinen Einfluß haben.
- Besonders günstig durchströmt wird der Sammler bis in seinen Bodenbereich mit Kältemittel bei Betrieb des Kältemittelverdichters, wenn nach einer nächsten, vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß der Zufluß- und der Abflußstutzen an der höher liegenden längeren Rechteckseite des Sammlers im wesentlichen senkrecht zu dieser, an den seitlichen Rändern des Sammlers angeordnet sind.
- Besonders gering gehalten werden kann die Kältmittelmenge in einem Kältemittelkreislauf zur Erzielung der erforderlichen Kühlleistung wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die längeren Seiten des rechteckförmigen Sammlers im Bereich von 150 mm bis 250 mm und die kürzeren Seiten im Bereich von 40 mm bis 80 mm liegen, aber der Sammler vorzugsweise die Abmessung 200 mm x 60 mm aufweist.
- Besonders zweckmäßig ist der Sammler ausgestattet, wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß der Zufluß- und der Abflußstutzen des Sammlers gleichen Querschnitt aufweisen.
- Gemäß einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß das Volumen des Sammlers durch knopfartige Einprägungen unterbrochen ist.
- Eine solche Lösung hat den Vorteil, daß auf einfache Weise gezielt die Strömungsverhältnisse innerhalb des Sammelraumes beeinflußbar sind.
- Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in einer 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
- in Ansicht von oben, die mit den Ausprägungen für die Kältemittelkanäle versehene Seite des einbaufertig geformten Verdampfersystems mit in der aufrechten Wand des Gefrierfaches angeordneten Sammler raumbildlicher Darstellung und
- Fig. 3
- in Ansicht von unten den Gefrierfach-Verdampfer mit dem in seiner Rückwand angeordneten Sammler 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 Normalkühlfach 13 ausgestattet ist. Die Seitenwände des Normalkühlfachs 13 sind mit in dem Innenbehälter des Kühlschranks 10 eingeformten Nuten 14 zum Einschieben nicht dargestellter Etageren versehen.
- Der mit einem nicht dargestellten Kältemittelverdichter ausgerüstete Kühlschrank 10 ist mit einem dem Normalkühlfach 13 zugeordneten, abtaubaren Raum-Verdampfer 15 und einem dem Gefrierfach 11 zugeordneten U-förmig ausgebildeten Gefrierfach-Verdampfer 16 ausgestattet, der eine Decke 17, eine als Rückwand dienende, aufrechte Wand 18 und einen Boden 19 aufweist, wobei die als Decke 17 und Boden 19 dienenden Schenkel der U-förmigen Gestalt gleichsinnig von der aufrechten Wand 18 abgebogen sind. In Einbaulage nach Fig. 1 bildet die aufrechte Wand 18 einen annähernd senkrechtstehenden Wandabschnitt, während die Decke 17 und der Boden 19 in etwa waagerecht liegen.
- Wie insb. aus Fig. 2 hervorgeht, ist in der Decke 17 des Gefrierfach-Verdampfers 16 ein als Einspritzstelle dienendes, in einem Saugrohr 20 verlegtes Drosselrohr 21 angeordnet, über das flüssiges Kältemittel in die Decke 17 einströmt.
- Das Kältemittel wird innerhalb der Decke 17 in einem Kanalteil 22 geführt, der noch in der Decke 17 in einem als Doppelkanal ausgeführten Zuführkanal 23 übergeht, durch den das Kältemittel über die aufrechte Wand 18 in den Boden 19 gelangt. Den Boden 19 durchströmt Kältemittel in einem mäanderartig angelegten Kanalabschnitt 24, der noch im Bodenbereich außerhalb dem Übergang zur aufrechten Wand 18 an einen ebenfalls als Doppelkanal ausgebildeten Abführkanal 25 anschließt, durch den das Kältemittel über die aufrechte Wand 18 wieder in die Decke 17 einströmt, wo es in einem in Windungen verlegten Kanalstück 26 geführt ist (siehe hierzu insb. Fig. 3). Das Kanalstück 26 mündet in einen doppelzügigen Kanal 27, der mit dem überwiegenden Teil seiner Kanallänge auf einer stegartigen Verbindungsbrücke 28 angeordnet ist, die den Raum-Verdampfer 15 mit dem vor ihm im Kältemittelkreislauf angeordneten Gefrierfach-Verdampfer 16 mechanisch verbindet und über die der Kanalanordnung 29 des Raum-Verdampfers 15 Kältemittel zugeführt wird.
- Auf der Verbindungsbrücke 28 ist neben dem Kanal 27 ein weiterer, ebenfalls doppelzügig ausgeführter Kanal 30 angeordnet, der stromauf mit der Kanalanordnung 29 des Raum-Verdampfers 14 verbunden ist und stromab in einen Kanalstrang 31 mündet. Dem Kanalstrang 31, der in seinem weiteren Verlauf stromauf an das Saugrohr 20 anschließt, ist in der aufrechten Wand 18 ein seinen durchgehenden Verlauf unterbrechender, rechteckförmiger Sammler 32 dazwischengeschaltet, dessen längere, zu den längeren Seiten der aufrechten Wand 18 parallelverlaufende Rechteckseiten zusammen mit den kürzeren Rechteckseiten die Fläche seines Sammelraumes 33 eingrenzen.
- Der Sammelraum 33 des Sammlers 32 ist durch einen Zuflußstutzen 34 und einen Abflußstutzen 35, die an der höher liegenden, längeren Rechteckseite 36 im wesentlichen senkrecht zu dieser und im Abstand voneinander angeordnet sind, mit dem Kanalstrang 31 strömungstechnisch verbunden. Der Abstand der beiden Stutzen 34 und 35 ist so bemessen, daß diese an den seitlichen Rändern des Sammlers 32 liegen, wobei deren Außenkontur durch eine Verlängerung der beiden kürzeren Rechteckseiten zur höher liegenden Rechteckseite 36 hin gebildet ist, während zur Bildung der Innenkontur der Stutzen 34 und 35 die höher liegende Rechteckseite 36 an ihren beiden Enden im Abstand zu der jeweiligen Verlängerung der kürzeren Rechteckseite hochgezogen ist.
- Der Sammelraum 33 ist weiterhin mit sein Volumen unterbrechenden, knopfartigen Einprägungen 37 ausgestattet, durch die zusammen mit der Anordnung des Zuflußstutzen 34 und des Abflußstutzen 35 zum Sammelraum 33 hin und in Kombination mit dessen Abmaßen Strömungsverhältnisse für das aus dem Raum-Verdampfer 15 in den Sammler 32 einströmende Kältemittel gebildet sind, die eine bevorzugte Beaufschlagung des gesamten Bodenbereiches des Sammlers 32 durch das durchströmende Kältemittel bewirken.
- Aus Versuchen hat sich ergeben, daß sich bereits eine gute Durchströmung des Sammlerbodens zeigt, wenn die längeren Rechteckseiten eine Länge von 200 mm und die kürzeren Rechteckseiten eine Länge von 60 mm aufweisen und der Zuflußstutzen 34 und der Abflußstutzen 35 mit gleichem Strömungsquerschnitt ausgestattet sind.
- Es versteht sich, daß die knopfartigen Einprägungen (37) je nach Anforderung an die Strömungsverhältnisse im Sammelraum (33) des Sammlers (32) in ihrer Größe angepaßt werden können.
Claims (6)
- Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät für den Haushalt, mit einem Raum-Verdampfer und einem diesem vorgeschalteten, eine Decke, eine aufrechte Wand und einen Boden aufweisenden Gefrierfachverdampfer, die miteinander durch Kältemittelkanäle strömungstechnisch verbunden sind, wobei im Gefrierfach-Verdampfer ein Sammler vorgesehen ist, der mit einem Zufluß- und einem Abflußstutzen ausgestattet ist, die höher liegen als ein den Sammelraum bildendes, mit Unterbrechungen versehenes Volumen, das von aus dem Raum-Verdampfer zum Gefrierfach-Verdampfer strömenden Kältemittel durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung des Zuflußstutzens (34) und des Abflußstutzens (35) zum Sammelraum (33) und durch die Abmaße dieses mit Unterbrechungen versehenen Sammelraums (33) Strömungsverhältnisse für das Kältemittel im Sammler (32) gebildet sind, die eine bevorzugte Beaufschlagung des gesamten Bodenbereichs des Sammlers (32) durch das durchströmende Kältemittel bewirken.
- Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (32) rechteckförmig ausgebildet und in der aufrechten Wand (18) des Gefrierfach-Verdampfers (16) angeordnet ist, wobei die längeren Seiten des Rechtecks parallel zu den längeren Seiten der aufrechten Wand (18) sind.
- Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuflußstutzen (34) und der Abflußstutzen (35) an der höher liegenden längeren Rechteckseite (36) des Sammlers (32) im wesentlichen senkrecht zu dieser von den seitlichen Rändern des Sammlers (32) angeordnet sind.
- Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Seiten des rechteckförmigen Sammlers (32) im Bereich von 150 mm bis 250 mm und die kürzeren Seiten im Bereich von 40 mm bis 80 mm liegen, aber der Sammler (32) vorzugsweise die Abmessung 200 mm x 60 mm aufweist.
- Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuflußstutzen (34) und der Abflußstutzen (35) des Sammlers (32) gleichen Querschnitt aufweisen.
- Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Sammlers (32) durch knopfartige Einprägungen (37) unterbrochen ist.
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