EP1518078B1 - Verdampfer für ein kältegerät - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampfer für ein Kältegerät. Die Oberfläche eines solchen Verdampfers erreicht, wenn dieser mit Kältemittel versorgt wird, Temperaturen unter 0 °C. Luftfeuchtigkeit aus dem Innenraum des Kältegerätes kann daher an der Oberfläche des Verdampfers kondensieren und gefrieren. Dabei entsteht an der Oberfläche des Verdampfers zunächst eine dünne, gleichmäßig verteilte Reifschicht, die, sofern sie nicht zwischenzeitlich abgetaut wird, im Laufe des Betriebs des Kältegeräts eine immer größere Dicke erreicht und schließlich zu einer festen, steifen Eisschicht zusammenwächst. Da die Temperatur des Verdampfers im Laufe der Zeit variiert, je nach dem, ob er mit Kältemittel versorgt wird oder nicht, dehnt sich diese Eisschicht im Laufe der Zeit periodisch aus und zieht sich wieder zusammen. Dabei bauen sich Spannungen zwischen der Eisschicht und dem darunter liegenden Verdampfer auf, die schließlich zu einem ruckweisen Verrutschen der Eisschicht führen. Die daraus resultierenden Knackgeräusche werden als störend empfunden. Eine Lösung für dieses Problem durch Anwendung einer hydrophoben Beschichtung zeigt EP 0485801 A.
• Eine solche Beschichtung ist wirksam, um an einem eisfreien Verdampfer die Bildung erster Eiskristalle hinauszuzögern und so die Zeit zu verlängern, die erforderlich ist, bis sich nach einem Abtauvorgang eine Eismenge am Verdampfer angesammelt hat. Die stark genug ist, um Knackgeräusche hervorzurufen. Eine weitere Wirkung der hydrophoben Schicht ist, dass sie die Bildung einer homogenen Reifschicht an der Oberfläche des Verdampfers verhindert. Stattdessen beginnt die Vereisung an einer kleinen Zahl von nicht zu vermeidenden Keimen an der Oberfläche des Verdampfers. Die sich dort bildenden Eisperlen wachsen mehr oder weniger gleichmäßig auf ihrer gesamten Oberfläche und erreichen so eine beträchtliche Dicke, bevor sie zusammenzuwachsen beginnen. Das heißt, es kann sich eine im Vergleich zu einem nicht hydrophoben Verdampfer große Eismenge am erfindungsgemäßen Verdampfer sammeln, bevor eine zusammenhängende Schicht entsteht, die in der Lage ist, Knackgeräusche zu erzeugen.
• Ein weiterer Vorteil des Inselwachstums der Eisschicht ist, dass Oberflächenbereiche des Verdampfers relativ lange eisfrei bleiben und einen wirksamen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Umgebung des Verdampfers auch dann noch ermöglichen, wenn sich an anderen Bereichen der Verdampferoberfläche bereits eine beträchtliche Menge Eis gesammelt hat. Der Zeitabstand zwischen zwei Abtauphasen kann daher länger gewählt werden als bei einem nicht hydrophoben Verdampfer, was für den Benutzer eines mit einem erfindungsgemäßen Verdampfer ausgestatteten Kältegeräts einen Zugewinn an Komfort und eine Verringerung der Energieaufnahme des Kältegeräts und damit seiner Betriebskosten beinhaltet.
• Die hydrophobe Beschichtung kann vorzugsweise ein Silikon als hydrophobisierend wirkenden Bestandteil enthalten.
• Aufgabe der Erfindung ist eine weitere Verbessung der Beschichtung zu erreichten.
• Die Beschichtung wird als Ölschicht aufgebracht. Die Ölschicht hat dabei den besonderen Vorteil, dass sie, da sie in sich nicht fest wird, die Verschiebbarkeit der sich bildenden Eisperlen an der Oberfläche des Verdampfer begünstigt, so dass auch bei vollständiger Vereisung des Verdampfers mit einer Schichtdicke, die bei einem herkömmlichen Verdampfer zur Erzeugung von Knackgeräuschen ausreicht, diese beim erfindungsgemäßen Verdampfer reduziert sind, da für eine Verschiebung der Eiskruste in Bezug auf den Verdampfer keine hohen thermischen Spannungen aufgebaut werden müssen, die sich in lauten Knackgeräuschen entladen, sondern eine wesentlich geringere Spannung ausreicht, um die Eisschicht in Bezug auf den Verdampfer rutschen zu lassen oder evtl. sogar eine kontinuierliche Gleitbewegung der Eisschicht am Verdampfer zustande kommt.
• Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Verdampfer als Lamellenverdampfer konstruiert, der sich zur Verwendung in einem Umluft-Kühl- oder Gefriergerät eignet.
• Die beigefügte Figur zeigt eine schematische Ansicht eines teilweise vereisten Abschnitts eines erfindungsgemäßen Lamellenverdampfers 4. Der Lamellenverdampfer 4 umfasst ein Rohr 1, das im Betrieb von Kältemittel durchströmt wird. Um die Außenfläche des Rohrs 1 ist eine Lamelle 2 schraubenlinienförmig gewickelt. Die Lamelle 2 und die Außenfläche des Rohrs 1, an der die Lamelle 2 montiert ist, bilden die wärmeaustauschwirksame Oberfläche des Lamellenverdampfers und sind mit einer hydrophoben Beschichtung aus einem Silikonöl versehen.
• Aufgrund der Hydrophobizität der Beschichtung ist viel Energie erforderlich, um die Oberfläche des Lamellenverdampfers 4 zu benetzen, und diese Energie muss freiwerden, wenn an der Oberfläche Feuchtigkeit ausfriert. Dies ist ein erhebliches Hindernis für die Neubildung von Eiskristallen an der Oberfläche. Ein beträchtlicher Anteil der Feuchtigkeit eines an dem Lamellenverdampfer vorbeifließenden Luftstroms kondensiert daher an dem Lamellenverdampfer 4 selbst dann nicht, wenn der Luftstrom mit Feuchtigkeit übersättigt ist, und zwar einfach weil die Feuchtigkeit auf keine Oberfläche trifft, an der ein Ausfrieren energetisch günstig wäre. Der Lamellenverdampfer 4 bewirkt daher, wenn er in einem Umluft- oder No-Frost-Kältegerät eingesetzt ist, nur eine geringe Trocknung der Luft im Innenraum des Kältegerätes, was für die Lagerung von empfindlichen Lebensmitteln wie etwa frischem Gemüse durchaus wünschenswert ist.
• Damit Luftfeuchtigkeit am Lamellenverdampfer 4 kondensiert, müssen daran Oberflächenbereiche vorhanden sein, an denen die Kondensation energetisch günstig ist. Solche Stellen sind meist Kondensationskeime in Form von Staubpartikeln, Oberflächenunstetigkeiten oder dergleichen, die an der Oberfläche des Lamellenverdampfers unvermeidlicherweise vorhanden sind, aber nur einen sehr kleinen Teil von ihr ausmachen. An diesen Kondensationskeimen bilden sich - wie in Fig. 1 gezeigt - im Betrieb des Lamellenverdampfers eine Vielzahl von kompakten Eisperlen 3. An der Oberfläche dieser Eisperlen 3 kondensiert bevorzugt weitere Feuchtigkeit aus der den Lamellenverdampfer 4 umgebenden Luft, so dass die Perlen 3 im Laufe der Zeit an Dicke und Durchmesser zunehmen, während zwischen den Perlen liegende Bereiche der Oberfläche des Lamellenverdampfers 4 lange Zeit eisfrei bleiben und einen effizienten Wärmeaustausch zwischen im Lamellenverdampfer 4 zirkulierendem Kältemittel und der umgebenden Luft ermöglichen.

Claims (3)

1. Verdampfer für ein Kältegerät, mit einer Rohrleitung (1) für ein Kältemittel und einer mit der Rohrleitung wärmeleitend verbundenen als Wärmetauschfläche dienenden Oberfläche (2), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Oberfläche (2) mit einer hydrophoben Ölschicht versehen ist.
2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (1) an ihrer Oberfläche und die als Wärmetauschfläche dienende Oberfläche (2) mit der hydrophoben Ölschicht ausgestattet ist.
3. Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Lamellenverdampfer (4) ist.

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