EP0758732A2 - Kühlgerät - Google Patents

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EP0758732A2
EP0758732A2 EP96112307A EP96112307A EP0758732A2 EP 0758732 A2 EP0758732 A2 EP 0758732A2 EP 96112307 A EP96112307 A EP 96112307A EP 96112307 A EP96112307 A EP 96112307A EP 0758732 A2 EP0758732 A2 EP 0758732A2
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EP
European Patent Office
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evaporator
cooling
plate
normal
refrigerant
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EP96112307A
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English (en)
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EP0758732B1 (de
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Eugen Schmid
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Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Liebherr Hausgeraete GmbH
Original Assignee
Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Liebherr Hausgeraete GmbH
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Publication of EP0758732A3 publication Critical patent/EP0758732A3/de
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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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • 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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D2317/00—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2317/04—Treating air flowing to refrigeration compartments
    • F25D2317/041—Treating air flowing to refrigeration compartments by purification
    • F25D2317/0411—Treating air flowing to refrigeration compartments by purification by dehumidification
    • 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
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    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/08—Refrigerator tables
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2500/00—Problems to be solved
    • F25D2500/02—Geometry problems

Definitions

  • the invention relates to a cooling device with a normal cooling room, preferably with a normal cooling room and a freezer compartment, the evaporator of which consists of two evaporator sections connected in series with the refrigerant pipe sections, of which the section into which the compressor provided with a control device introduces the refrigerant Freezer is assigned.
  • the coherent evaporator system and the insulation of the device are designed so that at normal ambient temperatures (+16 ° C to +32 ° C) the freezer at certain positions of the temperature in the
  • the normal cooling room regulating thermostat maintains at least -18 ° C, while the normal cooling room may have temperatures between 0 ° C and +5 ° C depending on the position of the thermostat. For example, at an ambient temperature of 25 ° C and a temperature of 5 ° C in the normal cold room, this means a temperature difference from the ambient temperature to the normal cold room of 20 K and to the 3-star freezer compartment of 43 K. Because of these values, the insulation strength is about 3- Star freezer compartment of the refrigerator is generally much thicker than around the normal cold room.
  • the usual control of a refrigerator with freezer compartment is carried out by a thermostat, the temperature sensor is located in the normal cold room and preferably on the evaporator plate.
  • the switch-on values of this thermostat are designed so that the evaporator section for the normal cold room defrosts in every switch-off phase of the compressor. To do this, the temperature on the surface of the evaporator of the normal cold room must rise at least above 0 ° C. Switch-on values of the thermostat at 3 ° C to 5 ° C are common. This means that in the case in which the switch-on value of the thermostat is, for example, 5 ° C, when the ambient temperature falls below 5 ° C, the thermostat no longer switches on, so that the temperature in the freezer compartment inevitably rises.
  • the goods in the freezer compartment can then warm up to thaw, so that the refrigerator is no longer fully functional. Even at ambient temperatures above 5 ° C to about 9 ° C, there are still considerable problems in maintaining the required minimum temperature in the freezer compartment, since the relative duty cycle of the compressor is too short to provide the cooling capacity required for the evaporator compartment.
  • the refrigerator compartment evaporator In order to ensure that the minimum temperature in the freezer compartment is maintained even if the ambient temperature drops below the normal temperature, i.e. below 16 ° C, it is known to adjust the relative duty cycle of the compressor to the minimum required cooling capacity of the freezer compartment. In cooling devices that are highly insulated for the purpose of saving energy the cooling requirement for the refrigerator compartment is very small. Since the refrigerator compartment evaporator is connected in series with the freezer compartment evaporator, the refrigerator compartment evaporator also receives a relatively high amount of coolant as a result of the relative duty cycle of the compressor, which is matched to the cooling requirements of the freezer compartment. In order not to cool the normal cold room too much, the cold room evaporator is therefore made very small.
  • the cold room evaporator In addition to its function as a heat exchanger, the cold room evaporator also forms the dehumidification plate on which the condensate condenses, so that the condensed water can drip off specifically from the cold room evaporator in collecting channels and can be discharged via these, for example for the purpose of evaporation to the compressor.
  • the dehumidification area formed by the small cold room evaporator can become too small, so that condensation can form on other parts of the cold room, preferably on the cooling part ceiling, which is due to the adjacent freezer compartment may be at a lower temperature than the dew point, and on the glass plates. If condensate forms at locations other than on the cold room evaporator plate, the condensed water cannot be drained off specifically, but it also drips onto the refrigerated goods in an undesirable manner.
  • the object of the invention is therefore to provide a cooling device of the type specified, in which one leads to dripping Condensation on parts of the cold room other than the cold room evaporator is prevented.
  • this object is achieved in a cooling device of the type specified at the outset in that the evaporator or evaporator section assigned to the normal cooling space consists of a plate made of a good heat-conducting material, the size of which is designed for the area required for dehumidification, and that the plate is connected with the the refrigerant pipe section is connected so that it is supplied with the cooling capacity required for the normal cooling space at essentially the same temperature distribution.
  • cooling capacity is supplied to the normal cooling space through a small cooled area
  • the cooling capacity per area is too large.
  • Such a small, cooled surface with high cooling capacity means that dehumidification takes place essentially only in the vicinity of the cooling surface, so that the moisture accumulates in the areas of the normal cooling space which are further away from the surface supplying the cooling capacity.
  • the supply of the cooling capacity through a small area also has the disadvantage that this area can become iced up, as a result of which the cooling capacity drops.
  • the cooling capacity per area of the evaporator plate is reduced, so that it supplies the required cooling capacity with a reduced surface temperature.
  • the evaporator plate assigned to the normal cooling space is designed once so large that it forms a sufficiently large dehumidification surface and, on the other hand, is kept at a temperature such that it supplies the required cooling capacity.
  • the pipe section carrying the refrigerant can be connected to the cold room evaporator plate only over part of its length and / or material which is less conductive than heat, such that the normal cooling room is supplied with the required cooling capacity by thermal decoupling despite the enlarged plate.
  • the pipe section connected to the evaporator plate of the normal cooling space or running in this plate and carrying the refrigerant has a length corresponding to the heat output to be transmitted.
  • the pipe section can be connected directly to the evaporator plate by means of clamp connections or connections of a conventional type, or else can be integrated into the plate, as is the case with roll or Z-bond evaporator boards.
  • the pipe section carrying the refrigerant is connected to the plate at least over part of its length or runs in this and that the plate is provided with cutouts or window-like openings.
  • the plate is expediently provided with rows of recesses, the pipe sections carrying the refrigerant running between the rows.
  • the pipe sections carrying the refrigerant, apart from the rows on the edge only run between every other row of recesses.
  • the cold is only introduced from one side into each section of the evaporator plate, which is provided with the rows of recesses, so that there is a particularly good, uniform temperature distribution over the plate.
  • Condensed moisture condenses on parts whose temperature is below the dew point temperature.
  • the temperature of the evaporator plate of the cold room rises to above 0 ° C, which is necessary for defrosting the evaporator plate and the pipe section laid on it or the cold room walls behind which the evaporator is foamed. It is therefore possible that, for example, temporarily during the switch-off times of the compressor, the cooling compartment ceiling has a temperature which is below that of the evaporator plate and below the dew point temperature. Nevertheless, during the times in which the temperature of the refrigerator compartment ceiling is temporarily below that of the evaporator plate, not so much moisture should deposit on the refrigerator compartment ceiling that dripping can occur.
  • the thermal coupling of the tube section assigned to the normal cooling space to the evaporator plate of the normal cooling space is selected such that its temperature is substantially below the dew point temperature.
  • the size of the evaporator plate and its thermal coupling to the pipe section carrying the refrigerant are expediently chosen so that condensate which temporarily forms on the cooling part ceiling evaporates again and is then deposited on the evaporator plate of the normal cooling space when its temperature drops again after restarting the compressor the dew point temperature and the temperature of the refrigerator compartment ceiling.
  • the evaporator plate assigned to the normal cooling chamber is so large that it forms a sufficiently large dehumidification surface, and is thermally coupled to the pipe section carrying the refrigerant, or is only carried out for such a long time when the heat-conducting connection to the evaporator plate is complete that the surface temperature of the evaporator plate is just below the dew point.
  • an evaporator plate that is significantly enlarged in terms of area and forms a heat exchanger can be arranged in the normal cooling room, or the cooling capacity can be supplied through a much larger wall area of the normal cooling room if the evaporator is foamed in behind the cooling room wall, without the cooling capacity becoming too large for the normal cooling room and the cold room temperature drops too far.
  • the wall area through which the cooling capacity is supplied to the normal cold room can be significantly increased.
  • the recesses themselves are closed by the wall of the normal cooling space, which is made of a plastic plate, so that the temperature gradually decreases from the edges of the recesses to their central regions during the switching-on phases of the compressor, so that the recessed regions still participate in the transmission of the cooling capacity .
  • the arrangement of the recesses in the evaporator plate enables the direct connection of the pipe section carrying the refrigerant to it or the integration of this section into it, so that the reproducibility of the transfer of the cooling power to the evaporator plate is more favorable than with a point-only coupling or a coupling only over short distances or insulating materials to the evaporator plate.
  • By arranging the recesses in the evaporator plate this can be stretched over a desired larger area of the normal cold room inner wall.
  • the type of thermal coupling of the pipe section to the evaporator plate or the length of the pipe section connected to the evaporator plate and the size of the evaporator plate can be calculated or also determined empirically for the different types of cooling devices.
  • the area of the evaporator plate of the normal cooling room should be chosen so large that it fulfills its function as a dehumidifying plate, the thermal coupling of the dehumidifying and evaporating plate to the pipe section carrying the refrigerant or its length being carried out and selected such that the cooling capacity does not become too high and nevertheless the dew point temperature is not reached during the switch-on phases of the compressor.
  • the liquefied refrigerant is fed to the evaporator via a capillary tube, which forms a throttle element. Since the liquefied refrigerant has a relatively high temperature, the line leading the liquefied refrigerant to the capillary tube is laid in the suction line, via which the compressor sucks the evaporated refrigerant out of the evaporator. This cools the liquefied refrigerant, since the refrigerant vapor present in the intake pipe is still at a relatively low temperature. Nevertheless, the refrigerant expanded in the capillary tube is still at a higher temperature in front of it, so that the residual heat of the refrigerant must also be dissipated, which worsens the energy balance.
  • This supply of heat to the cold room evaporator plate is useful not only in the evaporator plate according to the invention, which is coupled to the pipe section carrying the refrigerant only with reduced heat conduction, but also in conventional cooling devices with a 3-star compartment. Because with cooling devices it is known to arrange a heating device in the normal cooling room or behind the wall of the normal cooling room at ambient temperatures below normal, which supplies the normal cooling room with heat if, due to the too small temperature difference between the temperature of the normal cooling room and the ambient temperature, the target temperature in the freezer compartment, the relative duty cycle of the compressor is no longer achieved. The supply of heat to the cold room evaporator through a section of the conduit carrying the liquefied refrigerant can therefore make an additional heating device in the normal cold room superfluous.
  • the transition area of the evaporator between the freezer evaporator section and the normal cold room evaporator section, which is located in the area of the normal cold room, is critical because this transition area is at a lower temperature than the main surface of the freezer evaporator is located, so that this transition part tends to freeze in an undesirable manner.
  • a section of the liquefied refrigerant leading to the capillary tube is laid in the transition area between the two evaporator sections in or near the normal cooling space.
  • This liquefied refrigerant line section is expediently in heat-conducting connection with the transition area, so that it is ensured that this critical transition area also defrosts during the downtimes of the compressor.
  • the conventional type of cooling device shown schematically with reference to FIGS. 3 and 4 consists of a housing 1 with an outer shell and an inner shell, with the space between the shells for Thermal insulation is foamed with a polyurethane foam.
  • the U-shaped curved evaporator section 3 assigned to the freezer compartment 2 is arranged behind the shell of the freezer compartment and foamed.
  • the evaporator section 5 assigned to the normal cooling space 4 is also foamed in behind the inner normal cooling space shell.
  • Both evaporator sections 3, 5 are bent out of a common roll or Z-bond evaporator board and connected to one another by a narrow board strip 6 in which the lines are arranged, through which the two evaporator sections are connected in series with one another.
  • the condenser 7 is arranged behind the rear wall of the cooling device in a conventional manner and the compressor 8 is located in a niche of the cooling device housing.
  • a thermostat 9 is arranged on the cooling space evaporator section and controls the starting frequency of the compressor.
  • FIG. 1 shows a refrigerator in which an evaporator plate 10 which is reduced in size in accordance with the low cooling requirement of the normal cooling space is arranged in the normal cooling space, the lower edge of which is designated by the dashed line 11.
  • an evaporator plate 10 which is reduced in size in accordance with the low cooling requirement of the normal cooling space is arranged in the normal cooling space, the lower edge of which is designated by the dashed line 11.
  • the normal cooling space evaporator plate 10 is enlarged by the dashed-line evaporator plates 12, which are connected in one piece to the bottom edge of the evaporator plate 10 shown in dashed lines.
  • the evaporator plate 10, 12 is connected to the evaporator plate only at the points marked by crosses 13.
  • connection of the pipe coil 14 carrying the refrigerant to the dehumidification evaporator plate 10, 12 only point by point or in sections can be carried out in the usual way by spot welding, crimping, gluing or by clamp connections.
  • 12 channels are provided in a conventional manner for collecting and draining the dripping water.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of an evaporator plate 15 foamed in behind the rear wall of a normal cooling space.
  • This consists of a so-called roll or Z-bond evaporator board, in which the tube section 16 carrying the refrigerant is arranged approximately with a rectangular shape.
  • the circuit board is provided with four rows of rectangular recesses 17 lying next to one another.
  • the horizontal run Branches of the pipe sections 16 in such a way between the rows of the recesses 17 that the cooling power is supplied to each row only from one horizontal branch of the pipe section 16.
  • the influence of the vertical branches of the pipe section is neglected. This could also be reduced by this enclosing lateral, gap-shaped recesses.
  • each row of the recesses 17 receives its cooling capacities essentially only from a horizontal branch of the tube section, these run on a circuit board with four rows of recesses between the first and second and between the third and fourth rows, so that they a distance of a from the upper and lower edge and aa from each other.

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Abstract

Der Verdampfer eines Kühlgeräts mit einem Normalkühlraum (4) und einem Tiefkühlfach (2) besteht aus zwei in Reihe geschalteten Verdampferabschnitten (3,5), von denen der Abschnitt, in den der mit einer Steuereinrichtung (9) versehene Kompressor (8) das Kältemittel einleitet, dem Tiefkühlfach (2) zugeordnet ist. Um eine zu einem Abtropfen führende Kondensatbildung an anderen Teilen des Kühlraums als dem Kühlraumverdampfer zu verhindern, besteht der dem Normalkühlraum zugeordnete Verdampfer bzw. Verdampferabschnitt (10) aus einer Platte (10) aus gut wärmeleitendem Material, deren Größe auf die zur Entfeuchtung benötigte Fläche ausgelegt ist. Die Platte (10) ist derart mit dem das Kältemittel führenden Rohrabschnitt verbunden, daß dieser bei im wesentlichen gleicher Temperaturverteilung die für den Normalkühlraum (4) erforderliche Kälteleistung zugeführt wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät mit einem Normalkühlraum, vorzugsweise mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach, dessen Verdampfer aus zwei in Reihe geschalteten Verdampferabschnitten mit das Kältemittel führenden Rohrabschnitten besteht, von denen der Abschnitt, in den der mit einer Steuereinrichtung versehene Kompressor das Kältemittel einleitet, dem Tiefkühlfach zugeordnet ist.
  • Bei üblichen Kühlgeräten mit einem Normalkühlraum und einem 3-Sterne-Tiefkühlfach sind das zusammenhängende Verdampfersystem und die Isolation des Geräts grundsätzlich so ausgelegt, daß bei normalen Umgebungstemperaturen (+16 °C bis +32 °C) das Tiefkühlfach bei bestimmten Stellungen des die Temperatur im Normalkühlraum regelnden Thermostaten mindestens -18 °C einhält, während der Normalkühlraum entsprechend der Stellung des Thermostaten Temperaturen zwischen 0 °C und +5 °C aufweisen darf. Bei beispielsweise 25 °C Umgebungstemperatur und einer Temperatur von 5 °C des Normalkühlraums bedeutet dies eine Temperaturdifferenz von der Umgebungstemperatur zum Normalkühlraum von 20 K und zum 3-Sterne-Tiefkühlfach von 43 K. Aufgrund dieser Werte ist die Stärke der Isolation um das 3-Sterne-Tiefkühlfachs des Kühlgeräts herum in der Regel ergeblich dicker als um den Normalkühlraum.
  • Probleme bei der Einhaltung der Mindesttemperatur von -18 °C im Tiefkühlfach ergeben sich bei tieferen Umgebungstemperaturen, da beispielsweise bei 10 °C Umgebungstemperatur die Differenz der Umgebungstemperatur zur Temperatur des Normalkühlraums mit 5 °C nur noch 5 K und zum Tiefkühlfach 28 K beträgt.
  • Die übliche Steuerung eines Kühlgeräts mit Tiefkühlfach erfolgt durch einen Thermostaten, dessen Temperaturfühler sich im Normalkühlraum und vorzugsweise an der Verdampferplatte befindet. Die Einschaltwerte dieses Thermostaten sind so ausgelegt, daß der Verdampferabschnitt für den Normalkühlraum in jeder Ausschaltphase des Kompressors abtaut. Hierzu muß die Temperatur an der Oberfläche des Verdampfers des Normalkühlraums mindestens über 0 °C ansteigen. Üblich sind Einschaltwerte des Thermostaten bei 3 °C bis 5 °C. Dies bedeutet, daß in dem Fall, in dem der Einschaltwert des Thermostaten beispielsweise bei 5 °C liegt, bei einem Absinken der Umgebungstemperatur unter 5 °C der Thermostat überhaupt nicht mehr einschaltet, so daß zwangsläufig die Temperatur im Tiefkühlfach ansteigt. Das Gut in dem Tiefkühlfach kann sich dann bis zum Auftauen erwärmen, so daß das Kühlgerät nicht mehr voll funktionsfähig ist. Auch bei Umgebungstemperaturen über 5 °C bis etwa 9 °C bestehen noch erhebliche Probleme, die erforderliche Mindesttemperatur im Tiefkühlfach einzuhalten, da die relative Einschaltdauer des Kompressors zu gering ist, um die für das Verdampferfach erforderliche Kälteleistung zu erbringen.
  • Um sicherzustellen, daß die Mindesttemperatur im Tiefkühlfach auch dann aufrechterhalten wird, wenn die Umgebungstemperatur unter die Normaltemperatur, also unter 16 °C, absinkt, ist es bekannt, die relative Einschaltdauer des Kompressors auf die mindest erforderliche Kälteleistung des Tiefkühlfachs abzustimmen. Bei zum Zwecke der Energieeinsparung stark isolierten Kühlgeräten ist der Kältebedarf für das Kühlteil sehr klein. Da der Kühlraumverdampfer mit dem Tiefkühlfachverdampfer in Reihe geschaltet ist, erhält auch der Kühlraumverdampfer infolge der auf den Kältebedarf des Tiefkühlfachs abgestimmten relativen Einschaltdauer des Kompressors eine verhältnismäßig hohe Menge von Kühlmittel. Um den Normalkühlraum nicht zu stark zu kühlen, wird daher der Kühlraumverdampfer sehr klein gemacht. Der Kühlraumverdampfer bildet neben seiner Funktion als Wärmetauscher auch die Entfeuchtungsplatte, auf der sich das Kondensat niederschlägt, so daß das auskondensierte Wasser gezielt von dem Kühlraumverdampfer in Auffangrinnen abtropfen und über diese beispielsweise zum Zwecke des Verdampfens zum Kompressor, abgeleitet werden kann.
  • Bei hohen Umgebungstemperaturen und/oder hoher Luftfeuchtigkeit und/oder hoher Türöffnungsfrequenz kann die durch den kleinen Kühlraumverdampfer gebildete Entfeuchtungsfläche zu klein werden, so daß es zu einer Kondensatbildung an anderen Teilen des Kühlraums kommen kann, und zwar bevorzugt an der Kühlteildecke, die sich aufgrund des benachbarten Gefrierfachs auf einer tieferen unter der Taupunkttemperatur liegenden Temperatur befinden kann, und an den Glasplatten. Bildet sich Kondensat an anderen Stellen als auf der Kühlraumverdampferplatte, kann das auskondensierte Wasser nicht gezielt abgeführt werden, sondern es tropft in unerwünschter Weise auch auf das Kühlgut.
  • Das Problem der unerwünschten Kondensatbildung an anderen Stellen als auf der Kühlraumverdampferplatte besteht nicht nur bei Kühlgeräten mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach, sondern auch bei Kühlgeräten, die kein Tiefkühlfach besitzen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kühlgerät der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem eine zu einem Abtropfen führende Kondensatbildung an anderen Teilen des Kühlraums als dem Kühlraumverdampfer verhindert wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Kühlgerät der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß der dem Normalkühlraum zugeordnete Verdampfer bzw. Verdampferabschnitt aus einer Platte aus gut wärmeleitendem Material besteht, deren Größe auf die zur Entfeuchtung benötigte Fläche ausgelegt ist, und daß die Platte derart mit dem das Kältemittel führenden Rohrabschnitt verbunden ist, daß dieser bei im wesentlichen gleicher Temperaturverteilung die für den Normalkühlraum erforderliche Kälteleistung zugeführt wird.
  • Wird die Kühlleistung dem Normalkühlraum durch eine kleine gekühlte Fläche zugeführt, ergibt sich der Nachteil, daß die Kühlleistung pro Fläche zu groß ist. Eine derart kleine gekühlte Fläche mit hoher Kühlleistung führt dazu, daß eine Entfeuchtung im wesentlichen nur in der Umgebung der Kühlfläche erfolgt, so daß sich die Feuchtigkeit in den Bereichen des Normalkühlraums anreichert, die von der die Kühlleistung zuführenden Fläche weiter entfernt sind. Die Zuführung der Kühlleistung durch eine kleine Fläche hat weiterhin den Nachteil zur Folge, daß es zu einem Vereisen dieser Fläche kommen kann, wodurch die Kühlleistung sinkt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kühlgerät wird die Kühlleistung pro Fläche der Verdampferplatte verringert, so daß diese die benötigte Kälteleistung mit einer verringerten Oberflächentemperatur zuführt. Nach der Erfindung wird also die dem Normalkühlraum zugeordnete Verdampferplatte einmal so groß ausgebildet, daß sie eine genügend große Entfeuchtungsfläche bildet, und zum anderen auf einer derartigen Temperatur gehalten, daß sie die benötigte Kälteleistung zuführt.
  • Der das Kältemittel führende Rohrabschnitt kann mit der Kühlraumverdampferplatte nur über einen Teil seiner Länge und/oder über Wärme schlechter leitendes Material verbunden sein, derart, daß dem Normalkühlraum trotz vergrößerter Platte durch thermische Abkopplung nur die erforderliche Kälteleistung zugeführt wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der mit der Verdampferplatte des Normalkühlraums verbundene oder in dieser Platte verlaufende und das Kältemittel führende Rohrabschnitt eine der zu übertragenden Wärmeleistung entsprechende Länge aufweist. Der Rohrabschnitt kann durch Klemmverbindungen oder Verbindungen üblicher Art unmittelbar mit der Verdampferplatte verbunden oder aber auch in die Platte integriert sein, wie dies bei Roll- oder Z-Bond-Verdampferplatinen der Fall ist.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der das Kältemittel führende Rohrabschnitt zumindest über einen Teil seiner Länge mit der Platte verbunden ist oder in dieser verläuft und daß die Platte mit Aussparungen oder fensterartigen Durchbrüchen versehen ist. Durch diese Aussparungen läßt sich die Gesamtfläche, die die Verdampferplatte ihrem Umriß nach einnimmt, noch weiter vergrößern, so daß der flächige Bereich, über den die Kälteleistung zugeführt wird, noch weiter vergrößert wird.
  • Zweckmäßigerweise ist die Platte mit Reihen von Aussparungen versehen, wobei die das Kältemittel führenden Rohrabschnitte zwischen den Reihen verlaufen.
  • Zweckmäßigerweise verlaufen die das Kältemittel führenden Rohrabschnitte, abgesehen von den randseitigen Reihen, nur zwischen jeder zweiten Reihe der Aussparungen. Auf diese Weise wird in jeden Abschnitt der Verdampferplatte, die mit den Reihen von Aussparungen versehen ist, nur von einer Seite her die Kälte eingeleitet, so daß es zu einer besonders guten, gleichmäßigen Temperaturverteilung über die Platte kommt.
  • Auskondensierte Feuchtigkeit schlägt sich auf Teilen nieder, deren Temperatur unter der Taupunkttemperatur liegt. Während der Ausschaltzeiten des Kompressors steigt die Temperatur der Verdampferplatte des Kühlraums auf über 0 °C an, was zum Abtauen der Verdampferplatte und des auf dieser verlegten Rohrabschnitts oder der Kühlraumwandungen, hinter denen der Verdampfer eingeschäumt ist, erforderlich ist. Es ist daher möglich, daß vorübergehend während der Ausschaltzeiten des Kompressors beispielsweise die Kühlteildecke eine Temperatur aufweist, die unter der der Verdampferplatte und unter der Taupunkttemperatur liegt. Dennoch darf sich während der Zeiten, in denen eventuell die Temperatur der Kühlteildecke vorübergehend unter der der Verdampferplatte liegt, sich nicht so viel Feuchtigkeit auf der Kühlteildecke niederschlagen, daß es zu einem Abtropfen kommen kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die thermische Ankopplung des dem Normalkühlraum zugeordneten Rohrabschnitts an die Verdampferplatte des Normalkühlraums so gewählt ist, daß deren Temperatur im wesentlichen unter der Taupunkttemperatur liegt. Dabei werden die Größe der Verdampferplatte und deren thermische Ankopplung an den das Kältemittel führenden Rohrabschnitt zweckmäßigerweise so gewählt, daß sich auf der Kühlteildecke vorübergehend bildendes Kondensat wieder verdampft und sich dann auf der Verdampferplatte des Normalkühlraums niederschlägt, wenn deren Temperatur nach erneutem Anlaufen des Kompressors wieder unter der Taupunkttemperatur und der Temperatur der Kühlteildecke liegt.
  • Nach der Erfindung wird also die dem Normalkühlraum zugeordnete Verdampferplatte so groß ausgebildet, daß sie eine genügend große Entfeuchtungsfläche bildet, und derart thermisch an den das Kältemittel führenden Rohrabschnitt angekoppelt oder bei vollständiger wärmeleitender Verbindung mit der Verdampferplatte nur so lang ausgeführt, daß die Oberflächentemperatur der Verdampferplatte nur knapp unter dem Taupunkt liegt. Damit läßt sich in dem Normalkühlraum eine flächenmäßig deutlich vergrößerte, einen Wärmetauscher bildende Verdampferplatte anordnen oder durch eine sehr viel größere Wandfläche des Normalkühlraums, wenn der Verdampfer hinter der Kühlraumwandung eingeschäumt ist, die Kälteleistung zuführen, ohne daß die Kälteleistung für den Normalkühlraum zu groß wird und die Kühlraumtemperatur dadurch zu weit absinkt.
  • Ist die mit Durchbrüchen versehene Verdampferplatte hinter einer Kühlraumwandung eingeschäumt, läßt sich die Wandfläche, durch die dem Normalkühlraum die Kälteleistung zugeführt wird, deutlich vergrößern. Die Aussparungen selbst werden durch die aus einer Kunststoffplatte bestehende Wandung des Normalkühlraums geschlossen, so daß die Temperatur während der Einschaltphasen des Kompressors von den Rändern der Aussparungen zu deren mittleren Bereichen hin graduell abnimmt, so daß auch die ausgesparten Bereiche noch an der Übertragung der Kälteleistung teilhaben.
  • Die Anordnung der Aussparungen in der Verdampferplatte ermöglicht einmal die unmittelbare Verbindung des das Kältemittel führenden Rohrabschnitts mit dieser oder die Integration dieses Abschnitts in diese, so daß die Reproduzierbarkeit der Übertragung der Kälteleistung auf die Verdampferplatte günstiger ist als bei einer nur punktuellen Ankopplung oder einer Ankopplung nur über kurze Strecken oder isolierende Stoffe an die Verdampferplatte. Durch die Anordnung der Aussparungen in der Verdampferplatte läßt sich diese über eine gewünschte größere Fläche der Normalkühlraum-Innenwandung strecken.
  • Die Art der thermischen Ankopplung des Rohrabschnitts an die Verdampferplatte oder die Länge des mit der Verdampferplatte verbundenen Rohrabschnitts und die Größe der Verdampferplatte lassen sich für die unterschiedlichen Kühlgerätetypen berechnen oder auch empirisch ermitteln. In jedem Falle ist die Fläche der Verdampferplatte des Normalkühlraums so groß zu wählen, daß sie ihrer Funktion als Entfeuchtungsplatte gerecht wird, wobei die thermische Ankopplung der Entfeuchtungs- und Verdampferplatte an den das Kältemittel führenden Rohrabschnitt oder dessen Länge so vorzunehmen und zu wählen ist, daß die Kälteleistung nicht zu hoch wird und dennoch während der Einschaltphasen des Kompressors die Taupunkttemperatur unterschritten wird.
  • Dem Verdampfer wird das verflüssigte Kältemittel über ein Kapillarrohr zugeführt, das ein Drosselorgan bildet. Da das verflüssigte Kältemittel eine relativ hohe Temperatur aufweist, wird die das verflüssigte Kältemittel zu dem Kapillarrohr führende Leitung in der Saugleitung verlegt, über die der Kompressor das verdampfte Kältemittel aus dem Verdampfer ansaugt. Dadurch wird das verflüssigte Kältemittel gekühlt, da der in dem Saugrohr vorhandene Kältemitteldampf immer noch auf einer verhältnismäßig tiefen Temperatur liegt. Dennoch befindet sich das im Kapillarrohr entspannte Kältemittel vor diesem immer noch auf einer höheren Temperatur, so daß auch die Restwärme des Kältemittels abgeführt werden muß, was die Energiebilanz verschlechtert.
  • Um die Restwärme des verflüssigten Kältemittels in günstiger Weise auszunutzen, ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, vorgesehen, daß ein Abschnitt der verflüssigtes Kältemittel zu dem Kapillarrohr führenden Leitung in wärmeleitender Verbindung mit der Normalkühlraumverdampferplatte steht. Diese Ausgestaltung führt einmal dazu, daß dem verflüssigten Kältemittel ein Teil der Restwärme entzogen wird, was energetische Vorteile hat und zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades führt, und daß der Kühlraumverdampferplatte Wärme zugeführt wird, so daß deren Kälteleistung in erwünschter Weise herabgesetzt wird. Diese Zuführung von Wärme zu der Kühlraumverdampferplatte ist nicht nur bei der erfindungsgemäßen Verdampferplatte zweckmäßig, die nur mit verringerter Wärmeleitung an den das Kältemittel führenden Rohrabschnitt angekoppelt ist, sondern auch bei üblichen Kühlgeräten mit 3-Sterne-Fach. Denn bei Kühlgeräten ist es bekannt, bei unter normalen Umgebungstemperaturen liegenden Umgebungstemperaturen eine Heizeinrichtung im Normalkühlraum oder hinter der Wandung des Normalkühlraums anzuordnen, die dem Normalkühlraum Wärme zuführt, wenn aufgrund der zu geringen Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Normalkühlraums und der Umgebungstemperatur eine die Soll-Temperatur im Tiefkühlfach gewährleistende, relative Einschaltdauer des Kompressors nicht mehr erreicht wird. Die Zuführung von Wärme zu dem Kühlraumverdampfer durch einen Abschnitt der das verflüssigte Kältemittel führenden Leitung kann daher eine zusätzliche Heizeinrichtung im Normalkühlraum überflüssig machen.
  • Bei Kühlgeräten mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach, deren Verdampfer aus zwei in Reihe geschalteten Verdampferabschnitten bestehen, ist der Übergangsbereich des Verdampfers zwischen dem Tiefkühlverdampferabschnitt und dem Normalkühlraumverdampferabschnitt, der sich im Bereich des Normalkühlraums befindet, kritisch, weil sich dieser Übergangsbereich auf einer tieferen Temperatur als die Hauptfläche des Gefrierfachverdampfers befindet, so daß dieser Übergangsteil in unerwünschter Weise zu einem Vereisen neigt. Um ein derartiges Vereisen dieses kritischen Übergangsbereichs des Verdampfers zu vermeiden, ist nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, vorgesehen, daß ein Abschnitt der verflüssigtes Kältemittel zu dem Kapillarrohr führenden Leitung im Übergangsbereich zwischen den beiden Verdampferabschnitten im oder nahe dem Normalkühlraum verlegt ist. Zweckmäßigerweise befindet sich dieser verflüssigtes Kältemittel führende Leitungsabschnitt in wärmeleitender Verbindung mit dem Übergangsbereich, so daß gewährleistet ist, daß auch dieser kritische Übergangsbereich während der Stillstandszeiten des Kompressors abtaut.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines Kühlgeräts, teilweise im Schnitt, der mit der erfindungsgemäß vergrößerten Entfeuchtungsverdampferplatte versehen ist,
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf eine hinter der Rückwand des Normalkühlraums eingeschäumte und mit Aussparungen versehene Verdampferplatte,
    Fig. 3
    eine Rückansicht eines üblichen Kühlgeräts mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach und
    Fig. 4
    einen Schnitt durch das Kühlgerät längs der Linie II-II in Fig. 3.
  • Das anhand der Fig. 3 und 4 schematisch dargestellte Kühlgerät üblicher Art besteht aus einem Gehäuse 1 mit Außenschale und Innenschale, wobei der Zwischenraum zwischen den Schalen zur Wärmeisolierung mit einem Polyurethanschaum ausgeschäumt ist. Der U-förmig gebogene, dem Tiefkühlfach 2 zugeordnete Verdampferabschnitt 3 ist hinter der Schale des Tiefkühlfachs angeordnet und eingeschäumt. Auch der dem Normalkühlraum 4 zugeordnete Verdampferabschnitt 5 ist hinter der inneren Normalkühlraumschale eingeschäumt. Beide Verdampferabschnitte 3, 5 sind aus einer gemeinsamen Roll- oder Z-Bond-Verdampfer-Platine herausgebogen und durch einen schmalen Platinenstreifen 6 miteinander verbunden, in dem die Leitungen angeordnet sind, durch die die beiden Verdampferabschnitte in Reihe miteinander geschaltet sind.
  • Hinter der Rückwand des Kühlgeräts ist in üblicher Weise der Verflüssiger 7 angeordnet und in einer Nische des Kühlgerätegehäuses befindet sich der Kompressor 8. Auf dem Kühlraumverdampferabschnitt ist ein Thermostat 9 angeordnet, der die Einschaltfrequenz des Kompressors steuert.
  • Bei dem aus den Fig. 3 und 4 ersichtlichen bekannten Kühlgerät ist nur eine sehr kleine Entfeuchtungsfläche vorgesehen, die durch den Bereich der Rückwand des Normalkühlraums gebildet wird, hinter der sich der Normalkühlraumverdampferabschnitt befindet. Bei einem Kühlgerät dieser Art kann sich infolgedessen bei hohen Umgebungstemperaturen und/oder hoher Feuchte und/oder hoher Türöffnungsfrequenz Kondensat an der Kühlteildecke unterhalb des Tiefkühlfachs oder auch an Glasplatten bilden, so daß Wasser abtropfen kann.
  • Aus Fig. 1 ist ein Kühlschrank ersichtlich, bei dem eine entsprechend dem geringen Kältebedarf des Normalkühlraums in ihrer Größe verringerte Verdampferplatte 10 in dem Normalkühlraum angeordnet ist, deren untere Kante durch die gestrichelte Linie 11 bezeichnet ist. Obwohl bei einer in dem Normalkühlraum frei hängend angeordneten Verdampferplatte deren Vorderseite und deren Rückseite als Entfeuchtungsflächen wirksam sind, reicht die gesamte Größe der Entfeuchtungsfläche wegen des verkleinerten Normalkühlraumverdampfers nicht aus, um den Normalkühlraum vollständig zu entfeuchten und eine Kondensatbildung beispielsweise an der Normalkühlraumdecke zu verhindern.
  • Um unter allen Bedingungen eine ausreichende Entfeuchtung des Normalkühlraums sicherzustellen, ist die Normalkühlraumverdampferplatte 10 um den gestrichelt gekennzeichneten Verdampferplatten 12 vergrößert, der sich an die gestrichelt eingezeichnete Unterkante der Verdampferplatte 10 einstückig anschließt. Um durch diese Art der Vergrößerung der Verdampferplatte die Kälteleistung für den Normalkühlraum nicht unzulässig zu steigern, ist die Verdampferplatte 10, 12 nur an den durch eingezeichnete Kreuze 13 gekennzeichneten Punkten mit der Verdampferplatte verbunden.
  • Die nur punktweise oder abschnittweise Verbindung der das Kältemittel führenden Rohrschlange 14 mit der Entfeuchtungsverdampferplatte 10, 12 kann in üblicher Weise durch Punktschweißung, Verkrimpen, Verkleben oder durch Klemmverbindungen erfolgen.
  • Unter der Entfeuchtungsverdampferplatte 10, 12 sind in üblicher Weise Rinnen zum Auffangen und Abführen des abtropfenden Wassers vorgesehen.
  • Aus Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf eine hinter der Rückwand eines Normalkühlraums eingeschäumte Verdampferplatte 15 ersichtlich. Diese besteht aus einer sogenannten Roll- oder Z-Bond-Verdampferplatine, in der etwa mit rechteckigem Verlauf der das Kältemittel führende Rohrabschnitt 16 angeordnet ist. Die Platine ist mit vier Reihen von nebeneinander liegenden rechteckigen Aussparungen 17 versehen. Dabei verlaufen die waagerechten Zweige der Rohrabschnitte 16 in der Weise zwischen den Reihen der Aussparungen 17, daß jeder Reihe die Kälteleistung jeweils nur von einem horizontalen Zweig des Rohrabschnitts 16 zugeführt wird. Der Einfluß der vertikalen Zweige des Rohrabschnitts wird hierbei vernachlässigt. Dieser könnte auch durch diese einfassende seitliche, spaltförmige Ausnehmungen gemindert werden. Um zu gewährleisten, daß jede Reihe der Aussparungen 17 ihre Kälteleistungen im wesentlichen nur jeweils von einem horizontalen Zweig des Rohrabschnitts erhält, verlaufen diese bei einer Platine mit vier Reihen von Aussparungen zwischen der ersten und zweiten sowie zwischen der dritten und vierten Reihe, so daß sie von dem oberen und unteren Rand jeweils einen Abstand von a und voneinander einen Abstand von aa aufweisen.

Claims (10)

  1. Kühlgerät mit einem Normalkühlraum, vorzugsweise mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach, dessen Verdampfer aus zwei in Reihe geschalteten Verdampferabschnitten mit das Kältemittel führenden Rohrabschnitten besteht, von denen der Abschnitt, in den der mit einer Steuereinrichtung versehene Kompressor das Kältemittel einleitet, dem Tiefkühlfach zugeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der dem Normalkühlraum zugeordnete Verdampfer bzw. Verdampferabschnitt aus einer Platte aus gut wärmeleitendem Material besteht, deren Größe auf die zur Entfeuchtung benötigte Fläche ausgelegt ist, und
    daß die Platte derart mit dem das Kältemittel führenden Rohrabschnitt verbunden ist, daß dieser bei im wesentlichen gleicher Temperaturverteilung die für den Normalkühlraum erforderliche Kälteleistung zugeführt wird.
  2. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Kältemittel führende Rohrabschnitt mit der Kühlraumverdampferplatte nur über einen Teil seiner Länge und/oder über Wärme schlechter leitendes Material verbunden ist, derart, daß dem Normalkühlraum trotz der vergrößerten Platte durch thermische Abkopplung nur die erforderliche Kälteleistung zugeführt wird.
  3. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Kühlraumverdampferplatte verbundene oder in dieser Platte verlaufende Rohrabschnitt eine der zu übertragenden Kälteleistung entsprechende Länge aufweist.
  4. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Kältemittel führende Rohrabschnitt mit der Kühlraumverdampferplatte zumindest über einen Teil seiner Länge verbunden ist oder in dieser verläuft und daß die Platte mit Aussparungen oder fensterartigen Durchbrüchen versehen ist.
  5. Kühlgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlraumverdampferplatte mit Reihen von Aussparungen versehen ist und Teile des mit dieser verbundenen Rohrabschnitts zwischen den Reihen verlaufen.
  6. Kühlgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Rohrabschnitte, abgesehen von den randseitigen Reihen, nur zwischen jeder zweiten Reihe verlaufen.
  7. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferplatte hinter mindestens einer Wandung des Normalkühlraums, vorzugsweise hinter der Rückwandung, eingeschäumt ist.
  8. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Ankopplung des dem Normalkühlraum zugeordneten Rohrabschnitts an die Normalkühlraumverdampferplatte oder dessen mit dieser verbundene Länge so gewählt ist, daß die Temperatur der Normalkühlraumverdampferplatte bzw. die Temperatur der Normalkühlraumwand, hinter der die Verdampferplatte eingeschäumt ist, im wesentlichen unter der Taupunkttemperatur liegt.
  9. Kühlgerät, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der verflüssigtes Kältemittel zu dem Kapillarrohr führenden Leitung in wärmeleitender Verbindung mit der Normalkühlraumverdampferplatte steht.
  10. Kühlgerät, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der verflüssigtes Kältemittel zu dem Kapillarrohr führenden Leitung im Übergangsbereich zwischen den beiden Verdampferabschnitten im oder nahe dem Kühlraum verlegt ist und in wärmeleitender Verbindung mit diesem Übergangsbereich steht.
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