EP2132499A1 - Kältegerät mit parallel geschalteten kühlmittelleitungen im wärmetauscher - Google Patents

Kältegerät mit parallel geschalteten kühlmittelleitungen im wärmetauscher

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Publication number
EP2132499A1
EP2132499A1 EP08736031A EP08736031A EP2132499A1 EP 2132499 A1 EP2132499 A1 EP 2132499A1 EP 08736031 A EP08736031 A EP 08736031A EP 08736031 A EP08736031 A EP 08736031A EP 2132499 A1 EP2132499 A1 EP 2132499A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
coolant
cooling
refrigerating appliance
evaporator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08736031A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Nuiding
Daniel Radziwolek
Simon Schechinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2132499A1 publication Critical patent/EP2132499A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • 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
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series
    • 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
    • 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
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2511—Evaporator distribution valves

Definitions

  • Refrigeration unit with parallel coolant lines in the heat exchanger
  • the invention relates to a refrigeration device comprising a cooling circuit with a circulating coolant therein for cooling at least one cooling compartment, wherein the cooling circuit has at least one heat exchanger.
  • a refrigerator is an electrical or gas powered device that provides a refrigerated interior for storing refrigerated goods.
  • the temperatures in the interior are usually above 0 0 C, for example, between +2 0 C and +12 0 C.
  • a freezer is a corresponding device for storing frozen food and has an interior with temperatures below 0 0 C, for example between -25 0 C and -4 0 C, up.
  • Refrigerator and freezer combinations have at least two internal spaces or two separate areas for the different temperature ranges.
  • Such refrigerators have a cooling circuit for cooling the respective interior.
  • the cooling circuit absorbs the heat in the interior space via a heat exchanger which is thermally coupled to it and discharges it to the environment by means of a second heat exchanger.
  • a refrigeration cycle may include a variety of components, such as a condenser, an evaporator, valves, flow resistors, and refrigerant lines.
  • an evaporator In the so-called no-frost devices, an evaporator is used, which is arranged separately from a cooling compartment receiving the refrigerated compartment in a separate compartment and there generates cooling air, with which the interior is cooled. Lamella evaporators are often used for this purpose.
  • Lamella evaporators have a continuous evaporator tube, which extends from the evaporator inlet to the evaporator outlet.
  • a corresponding time is required depending on the size of the evaporator and the volume of the tube, and only with a certain delay does the evaporator reach the desired cooling temperature at the evaporator outlet.
  • the evaporator achieves its maximum cooling performance only after a certain delay time.
  • the refrigerator according to the invention comprises a cooling circuit with a circulating coolant therein for cooling at least one cooling compartment, wherein the cooling circuit has a heat exchanger with a coolant line, wherein the heat exchanger has at least two parallel-connected coolant lines.
  • the time for the complete admission of the heat exchanger with coolant is shortened.
  • the coolant stream is divided in the cooling circuit at the entrance of the heat exchanger into two or more separate areas of the heat exchanger and then guided in parallel in separate coolant lines.
  • the flow resistance of the parallel-connected refrigerant pipes is only one quarter of the flow resistance of the conventional heat exchanger with a single long one coolant line.
  • More than two coolant lines can be connected in parallel, e.g. 3 to 5 coolant lines. They can be connected in parallel over their entire length or can be subdivided and interconnected by connecting lines.
  • the coolant lines are extruded.
  • viscous, curable materials such as metals
  • the material is first melted, optionally homogenized and pressed with the aid of an extruder under high pressure through the nozzle. After leaving the nozzle, the material solidifies with suitable cooling and solidifies.
  • a cross-sectional shape of the extruded material can be specified. In particular, allows the extrusion process in cross section to produce any shaped hollow sections.
  • cooling circuits can be realized with an optimum ratio of inner volume to outer surface.
  • the surface area of the coolant line can be increased while the internal cross-sectional area through which the coolant flows is reduced. An unnecessarily large amount of coolant in the coolant line is avoided and the surface for receiving or dispensing Heat increases. This allows a particularly efficient heat transfer.
  • the heat exchanger is a condenser.
  • the heat exchanger is an evaporator.
  • the evaporator can be arranged outside the refrigerating compartment.
  • the evaporator is a finned evaporator.
  • the coolant conduits may be aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, magnesium, or a magnesium alloy.
  • the coolant lines are connected to one another by heat exchange elements, in particular by cooling fins, by cooling fins or by cooling wires.
  • heat exchange elements relevant for the heat transfer or heat absorption surface is increased and thus reduces the heat transfer resistance of the heat exchanger, thus making a heat transfer more effective.
  • the length of the parallel circuit at least 50%, in particular at least 75%, for example, at least 90% of the length of the flow path of the coolant in the heat exchanger. If the heat exchanger is divided into several parts and has a plurality of heat exchanger parts, this refers to the ratio between the length of the parallel circuit and the flow path to the entire flow path of the coolant through the plurality of heat exchanger parts. With such lengths, the total flow resistance of the heat exchanger is lowered significantly and thus the efficiency or the efficiency of the heat exchanger is significantly improved.
  • the parallel-connected coolant lines can have the same flow cross-section.
  • the heat exchanger has at least two heat exchanger inlets.
  • the lengths of the coolant lines in the heat exchanger deviate less than 20%, in particular less than 10% from each other.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a schematically illustrated refrigerating appliance according to the invention in cross-section from the side;
  • FIG. 2 shows a cooling circuit of the refrigerating appliance according to FIG. 1;
  • Fig. 4 shows a first embodiment of the heat exchanger of the refrigerator after
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the heat exchanger of the refrigerating appliance according to FIG. 1.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a refrigeration device 1 in cross-section from the side with a housing 18, a cooling compartment 3 for receiving refrigerated goods 19 and a door 12th
  • the refrigeration device 1 has a cooling circuit 2 with a compressor 17 for compressing a coolant circulating in the cooling circuit 2, with a condenser for liquefying the coolant with release of heat to the environment and with an evaporator 7 for evaporating the coolant and for generating cold for cooling the cooling compartment 3.
  • the compressor 17, the condenser 6 and the evaporator 7 are fluidly connected to each other by cooling circuit lines 2.
  • the condenser 6 and the evaporator 7 are heat exchangers 4, with which heat can be absorbed or released.
  • the evaporator 7 is arranged outside the cooling compartment 3 a separate compartment.
  • the evaporator 7 cools the refrigerating compartment 3 by cooling air which is supplied to the refrigerating compartment 3 via flow channels (not shown)
  • FIG. 2 shows a cooling circuit 2 of the refrigeration device 1 according to FIG. 1 with a condenser 6, a dryer 14, a throttle 13, a condenser 6, a steam dome 16 and a a compressor 17, which are in fluid communication in this order.
  • the coolant With the help of the throttle 13 and the compressor 17, the coolant is compressed and thereby resulting heat is discharged with the condenser 6 to the environment, wherein the coolant liquefies.
  • the condenser 2 has a parallel circuit 10 of the coolant lines 5, 23 contained therein (see FIGS. 3 to 5). With the aid of a vapor dome 16, a gaseous phase of the coolant is separated from a liquid phase and fed via a suction pipe 15 to the compressor 17 for further compression.
  • Fig. 3 shows a known evaporator 7 with a first heat exchanger inlet 21 and a first heat exchanger outlet 22 and with a single continuous first coolant line 5.
  • Cooling fins 9 are attached as heat exchange elements 8 to the coolant line 5 to those relevant to the heat or the cooling release To increase surface thus reducing the heat / cold transmission resistance.
  • the heat exchanger 4 shows an example of a heat exchanger 4 of an embodiment for a refrigeration appliance 1 according to the invention, such as e.g. 1, with a first coolant line 5 and a second coolant line 23, which are connected in parallel by means of a parallel circuit 10.
  • the heat exchanger 4 is designed as an evaporator 7.
  • the heat exchanger 4 has two heat exchanger inlets, namely a first heat exchanger inlet 21 and a second heat exchanger inlet 24, and two heat exchanger outlets, namely a first heat exchanger outlet 22 and a second heat exchanger outlet 25.
  • Both heat exchanger inlets 21 and 24 are formed as injection points for lowering the refrigerant pressure.
  • the subsequent to the injection points 21 and 24 power lengths of the coolant lines 5 and 23 are formed in the same embodiment in the present embodiment. It is also possible to dimension the cable lengths differently.
  • the two coolant lines 5, 23 are connected by heat exchange elements 8 to increase the effective surface for the heat dissipation.
  • the heat exchange elements 8 are configured as cooling ribs 9.
  • the flow resistance of the heat exchanger 4 is considerably reduced and thus the efficiency of the heat exchanger is improved.
  • This proves to be particularly advantageous in the evaporator, since the liquid refrigerant flowing in the evaporator can evaporate so against a lower internal pressure and thus generates more cold or actually vaporizes a larger proportion of the liquid coolant. As a result, the efficiency of the evaporator is improved.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a heat exchanger 4 of a refrigeration device 1, wherein the first coolant line 5 and the second coolant line 23 were produced jointly by an extrusion process and extend in parallel.
  • the heat exchanger 4 is configured as an evaporator 7 and has a heat exchanger inlet 21 and a heat exchanger outlet 22.
  • the length of the parallel circuit 10 along the flow path 11 is given by the distance from point A to point A '.
  • the length of the entire flow path 1 1 of the heat exchanger 4 is given by the distance from point B to point B '.
  • the length of the parallel circuit is more than 95% of the length of the flow path 1 1 of the coolant in the heat exchanger 4.
  • the coolant lines 5, 23 are interconnected by heat exchange elements 8, which are designed as cooling ribs 9.
  • the invention relates to a refrigeration device 1 comprising a cooling circuit 2 with a coolant circulating therein for cooling at least one cooling compartment 3, the cooling circuit 2 having a heat exchanger 4 with a coolant line 5, 23, the heat exchanger 4 having at least two coolant lines 5, 23 connected in parallel , and is characterized by a high efficiency and a particularly high cooling or freezing capacity.

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Description

Kältegerät mit parallel geschalteten Kühlmittelleitungen im Wärmetauscher
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät umfassend ein Kühlkreislauf mit einem darin zirkulierenden Kühlmittel zur Kühlung mindestens eines Kühlfachs, wobei der Kühlkreislauf wenigstens einen Wärmetauscher aufweist.
Ein Kühlschrank ist ein elektrisches oder gasbetriebenes Gerät, welches einen gekühlten Innenraum zur Aufbewahrung von Kühlgut bereitstellt. Die Temperaturen im Innenraum liegen in der Regel über 0 0C, beispielsweise zwischen +2 0C und +12 0C. Ein Gefrierschrank ist ein entsprechendes Gerät zur Aufbewahrung von Gefriergut und weist einen Innenraum mit Temperaturen unter 0 0C, beispielsweise zwischen -25 0C und -4 0C, auf. Kühl- und Gefrierkombinationen besitzen mindestens zwei Innenräume bzw. zwei voneinander abgetrennte Bereiche für die unterschiedlichen Temperaturbereiche.
Derartige Kältegeräte weisen einen Kühlkreislauf zur Kühlung des jeweiligen Innenraums auf. Der Kühlkreislauf nimmt die im Innenraum befindliche Wärme über einen damit thermisch gekoppelten Wärmetauscher auf und gibt diese mittels eines zweiten Wärmetau- schers an die Umgebung ab. Ein Kühlkreislauf kann eine Vielzahl von Komponenten umfassen, wie zum Beispiel einen Verflüssiger, einen Verdampfer, Ventile, Strömungswiderstände und Kühlmittelleitungen.
Bei den so genannten No-Frost-Geräten wird ein Verdampfer verwendet, welcher separat von einem das Kühlgut aufnehmenden Kühlfach in einem gesonderten Abteil angeordnet ist und dort Kühlluft erzeugt, mit welcher der Innenraum gekühlt wird. Hierfür kommen oft Lamellenverdampfer zum Einsatz.
Lamellenverdampfer weisen ein durchgehendes Verdampferrohr auf, welches sich vom Verdampfereingang bis zum Verdampferausgang erstreckt. Um einen solchen Verdampfer vollständig mit Kältemittel zu füllen und auf die gewünschte Temperatur herabzuküh- len, ist je nach Verdampfergröße und Rohrvolumen eine entsprechende Zeit erforderlich und erst mit einer gewissen Verzögerungszeit erreicht der Verdampfer auch am Verdampferausgang die gewünschte Kühltemperatur. In der Folge erzielt der Verdampfer seine maximale Kühlungsleistung erst nach einer gewissen Verzögerungszeit.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kältegerät anzugeben, welches einen ho- hen Wirkungsgrad hat und Kälteleistung besonders schnell zur Verfügung stellt.
Diese Aufgabe wird durch das Kältegerät wie im unabhängigen Anspruch angegeben, gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, welche jeweils einzeln angewandt oder in geeigneter Weise beliebig miteinander kombiniert werden können, sind Ge- genstand der abhängigen Ansprüche oder werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert.
Das erfindungsgemäße Kältegerät umfasst ein Kühlkreislauf mit einem darin zirkulierenden Kühlmittel zur Kühlung mindestens eines Kühlfachs, wobei der Kühlkreislauf einen Wärmetauscher mit einer Kühlmittelleitung aufweist, wobei der Wärmetauscher mindes- tens zwei parallel geschaltete Kühlmittelleitungen aufweist.
Durch die parallele Anordnung der Kühlmittelleitungen im Wärmetauscher wird die Zeit für die vollständige Beaufschlagung des Wärmetauschers mit Kühlmittel verkürzt. Hierzu wird der Kühlmittelstrom im Kühlkreislauf am Eingang des Wärmetauschers in zwei oder mehrere voneinander getrennte Bereiche des Wärmetauschers aufgeteilt und anschließend parallel in getrennten Kühlmitteleitungen geführt.
Unter der Annahme, dass die mehreren parallel geschalteten Kühlmittelleitungen eine Gesamtlänge aufweisen, welche jener eines konventionellen Wärmetauschers entspricht und dass die Querschnitte der Kühlmittelleitung gleich ist, beträgt der Strömungswiderstand der parallel geschalteten Kühlmitteleitungen nur ein Viertel des Strömungswider- Stands des konventionellen Wärmetauschers mit einer einzigen langen Kühlmittelleitung.
Es können mehr als zwei Kühlmittelleitungen parallel geschaltet werden, wie z.B. 3 bis 5 Kühlmittelleitungen. Sie können über ihre ganze Länge parallel geschaltet sein oder durch Verbindungsleitungen unterteilt und miteinander verbunden sein.
Diese Reduzierung des Strömungswiderstands verbessert die Effizienz des Kältegeräts und ermöglicht ein schnelleres Bereitstellen von Kälte für das Kühlfach.
Beispielsweise wird durch einen verringerten Strömungswiderstand des Verdampfers der lokal in der Kühlmittelleitung herrschende absolute Druck verringert. Dieses bewirkt, dass sich das flüssige Kühlmittel nur gegen einen geringeren Druck verdampft muss. In der Folge wird die Kälteabgabe erhöht. Darüberhinaus unterstützt der geringere Innendruck einen vollständigeren Phasenübergang des Kühlmittels von flüssig nach gasförmig und ein größerer Anteil des flüssigen Kühlmittels verdampft und ein geringerer Anteil des flüssigen Kühlmittels gelangt wieder zum Kompressor.
Insgesamt wird der Wirkungsgrad des Verdampfers verbessert.
Vorteilhafterweise sind die Kühlmittelleitungen extrudiert.
Bei dem so genannten Extrusionsverfahren werden zähflüssige härtbare Materialien wie zum Beispiel Metalle bei entsprechenden hohen Drücken und/oder hohen Temperaturen kontinuierlich durch eine Düse gepresst. Hierfür wird das Material zunächst aufgeschmolzen, gegebenenfalls homogenisiert und mit Hilfe eines Extruders unter hohem Druck durch die Düse gedrückt. Nach dem Austreten aus der Düse erstarrt das Material bei geeigneter Kühlung und verfestigt sich.
Je nach Formgebung der Düse kann eine Querschnittsform des extrudierten Materials vorgegeben werden. Insbesondere gestattet das Extrusionsverfahren im Querschnitt beliebig geformte Hohlprofile herzustellen.
Durch eine geeignete Vorgabe der Druck- bzw. Strömungsverhältnisse an der Düse, sind mit dem Extrusionsverfahren jedoch nicht nur stabförmige Hohlprofile, sondern auch gekrümmte Hohlprofile herstellbar. Beispielsweise wird zur Erzeugung eines gekrümmten Hohlprofils an der Düse an der Krümmungsaußenseite mehr Material zugeführt als an der Innenseite der Krümmung.
Auch ist es möglich, mit Hilfe des Extrusionsverfahren eine mehrkanalige Kühlmittelleitung, d.h. eine Kühlmittelleitung mit mehreren parallel verlaufenden Kühlmittelkanälen herzustellen. Hierbei wird die Parallelschaltung von mehreren Kühlmittelleitungen durch eine einzige mehrkanalige Kühlmittelleitung realisiert.
Mit Hilfe der extrudierten Kühlmittelleitung lassen sich Kühlkreisläufe mit einem optimalen Verhältnis von Innenvolumen zur Außenoberfläche realisieren. Insbesondere lässt sich die Oberfläche der Kühlmittelleitung vergrößern, während die vom Kühlmittel durchströmte Innenquerschnittsfläche verringert ist. Eine unnötig große Menge an Kühlmittel in der Kühlmittelleitung wird vermieden und die Oberfläche zur Aufnahme bzw. Abgabe von Wärme vergrößert. Hierdurch wird eine besonders effiziente Wärmeübertragung ermöglicht. In einer weiteren Ausgestaltung ist der Wärmetauscher ein Verflüssiger.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Wärmetauscher ein Verdampfer. Der Verdampfer kann außerhalb des Kühlfachs angeordnet sein.
In einer besonderen Ausgestaltung ist der Verdampfer ein Lamellenverdampfer. Die Kühl- mittelleitungen können aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, einer Kupferlegierung, aus Magnesium, oder einer Magnesiumlegierung sein.
Vorteilhafterweise sind die Kühlmittelleitungen durch Wärmeaustauschelemente, insbesondere durch Kühlrippen, durch Kühllamellen oder durch Kühldrähte, miteinander verbunden. Mit Hilfe der Wärmeaustauschelemente wird die für die Wärmeabgabe bzw. für die Wärmeaufnahme relevante Oberfläche vergrößert und somit der Wärmeübergangswiderstand des Wärmetauschers verringert und damit eine Wärmeübertragung effektiver gestaltet.
In einer speziellen Ausgestaltung macht die Länge der Parallelschaltung mindestens 50%, insbesondere mindestens 75%, beispielsweise mindestens 90% der Länge des Strö- mungswegs des Kühlmittels im Wärmetauscher aus. Ist der Wärmetauscher in mehrere Teile unterteilt und weist er mehrere Wärmetauscherteile auf, bezieht sich das der Verhältnis zwischen der Länge der Parallelschaltung und den Strömungsweg auf den gesamten Strömungsweg des Kühlmittels durch die mehreren Wärmetauscherteile. Bei derartigen Längen wird der Gesamtströmungswiderstand des Wärmetauschers signifikant ge- senkt und damit der Wirkungsgrad bzw. die Effizienz des Wärmetauschers maßgeblich verbessert.
Die parallel geschalteten Kühlmittelleitungen können einen gleichen Strömungsquerschnitt aufweisen.
In einer speziellen Ausführungsform weist der Wärmetauscher mindestens zwei Wärme- tauschereinlasse auf.
In einer weiteren Ausführungsform weichen die Längen der Kühlmittelleitungen im Wärmetauscher weniger als 20%, insbesondere weniger als 10%, voneinander ab.
Weitere vorteilhafte Aspekte und Einzelheiten, welche jeweils einzeln angewandt oder in geeigneter Weise beliebig miteinander kombiniert werden können, werden anhand der folgenden Zeichnung, welche die Erfindung lediglich exemplarisch illustrieren soll, näher erläutert.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine Ausführungsform eines schematisch dargestellten erfindungsge- mäßen Kältegeräts im Querschnitt von der Seite;
Fig. 2 einen Kühlkreislauf des Kältegeräts nach Fig. 1 ;
Fig. 3 einen bekannten Lamellenverdampfer;
Fig. 4 eine erste Ausführungsform des Wärmetauschers des Kältegeräts nach
Fig. 1 ;
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des Wärmetauschers des Kältegeräts nach Fig. 1.
Fig. 1 eine Ausgestaltung eines Kältegeräts 1 im Querschnitt von der Seite mit einem Gehäuse 18, einen Kühlfach 3 zur Aufnahme von Kühlgut 19 und einer Tür 12.
Das Kältegerät 1 weist einen Kühlkreislauf 2 mit einem Kompressor 17 zur Verdichtung eines im Kühlkreislauf 2 zirkulierenden Kühlmittels, mit einem Verflüssiger zur Verflüssigung des Kühlmittels unter Abgabe von Wärme an die Umgebung und mit einem Verdampfer 7 zum Verdampfen des Kühlmittels und zur Generierung von Kälte zur Kühlung des Kühlfachs 3. Der Kompressor 17, der Verflüssiger 6 und der Verdampfer 7 sind durch Kühlkreisleitungen 2 miteinander fluidleitend verbunden.
Der Verflüssiger 6 und der Verdampfer 7 stellen Wärmetauscher 4 dar, mit welchen Wärme aufgenommen bzw. abgegeben werden kann. Der Verdampfer 7 ist außerhalb des Kühlfachs 3 einem separaten Abteil angeordnet. Der Verdampfer 7 kühlt das Kühlfach 3 durch Kühlluft, welche dem Kühlfach 3 über Strömungskanäle (nicht dargestellt) zugeführt wird
Fig. 2 zeigt einen Kühlkreislauf 2 des Kältegeräts 1 nach Fig. 1 mit einem Verflüssiger 6, einem Trockner 14, einer Drossel 13, einem Verflüssiger 6, einem Dampfdom 16 und ei- nem Kompressor 17, welche in dieser Reihenfolge in fluidleitender Verbindung stehen.
Mit Hilfe der Drossel 13 und dem Kompressor 17 wird das Kühlmittel verdichtet und dabei anfallende Wärme wird mit dem Verflüssiger 6 an die Umgebung abgegeben, wobei sich das Kühlmittel verflüssigt.
Mit Hilfe des Trockners 14 wird in dem Kühlkreislauf 2 enthaltene Feuchtigkeit entzogen. Der Verflüssiger 2 weist eine Parallelschaltung 10 der darin enthaltenen Kühlmittelleitungen 5, 23 (siehe Fig. 3 bis 5) auf. Mit Hilfe eines Dampfdoms 16 wird eine gasförmige Phase des Kühlmittels von einer flüssigen Phase getrennt und über ein Saugrohr 15 zum Kompressor 17 zur weiteren Verdichtung zugeführt.
Fig. 3 zeigt einen bekannten Verdampfer 7 mit einem ersten Wärmetauschereinlass 21 und einem ersten Wärmetauscherauslass 22 und mit einer einzigen durchgehenden ersten Kühlmittelleitung 5. Kühlrippen 9 sind als Wärmeaustauschelemente 8 an der Kühlmittelleitung 5 befestigt, um die für die Wärme- oder für die Kälteabgabe relevante Oberfläche zu vergrößern somit den Wärme-/Kälteübertragungswiderstand zu reduzieren.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines Wärmetauschers 4 einer Ausführungsform für ein erfin- dungsgemäße Kältegerät 1 , wie z.B. nach Fig. 1 , mit einer ersten Kühlmittelleitung 5 und einer zweiten Kühlmittelleitung 23, welche mittels einer Parallelschaltung 10 parallel geschaltet sind. Der Wärmetauscher 4 ist als Verdampfer 7 ausgebildet. Der Wärmetauscher 4 weist zwei Wärmetauschereinlasse, nämlich einen ersten Wärmetauschereinlass 21 und einen zweiten Wärmetauschereinlass 24, und zwei Wärmetauscherauslasse, näm- lieh einen ersten Wärmetauscherauslass 22 und einen zweiten Wärmetauscherauslass 25, auf. Beide Wärmetauschereinlasse 21 und 24 sind als Einspritzstellen zur Absenkung des Kältemitteldrucks ausgebildet. Die sich an die Einspritzstellen 21 und 24 anschließenden Leistungslängen der Kühlmittelleitungen 5 und 23 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel gleichlang ausgebildet. Genauso ist es auch möglich, die Leitungslängen unterschiedlich lang zu bemessen.
Die beiden Kühlmittelleitung 5, 23 sind durch Wärmeaustauschelemente 8 zur Vergrößerung der für die Wärmeabgabe wirksamen Oberfläche miteinander verbunden. Die Wärmeaustauschelemente 8 sind als Kühlrippen 9 ausgestaltet. Durch die Parallelschaltung 10 der Kühlmittelleitung 5, 23 wird der Strömungswiderstand des Wärmetauschers 4 er- heblich verringert und somit der Wirkungsgrad des Wärmetauschers verbessert. Dieses erweist sich insbesondere im Verdampfer als vorteilhaft, da das im Verdampfer strömende flüssige Kühlmittel so gegen einen geringeren Innendruck verdampfen kann und somit mehr Kälte generiert bzw. ein größerer Anteil des flüssigen Kühlmittels tatsächlich verdampft. In der Folge wird der Wirkungsgrad des Verdampfers verbessert.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Wärmetauschers 4 eines Kältegeräts 1 , wobei die erste Kühlmittelleitung 5 und die zweite Kühlmittelleitung 23 gemeinsam durch ein Extrusionsverfahren hergestellt wurden und parallel verlaufen. Der Wärmetauscher 4 ist als Verdampfer 7 ausgestaltet und weist einen Wärmetauschereinlass 21 und einen Wärmetauscherauslass 22 auf. Die Länge der Parallelschaltung 10 entlang des Strömungswegs 11 ist gegeben durch die Wegstrecke von Punkt A nach Punkt A'. Die Länge des gesamten Strömungswegs 1 1 des Wärmetauschers 4 ist gegeben durch die Wegstrecke von Punkt B nach Punkt B'. Damit beträgt die Länge der Parallelschaltung mehr als 95% der Länge des Strömungswegs 1 1 des Kühlmittels im Wärmetauscher 4. Die Kühlmittelleitungen 5, 23 sind durch Wärmeaustauschelemente 8, welche als Kühlrippen 9 ausgebildet sind, miteinander verbunden.
Durch die parallel geführten Kühlmittelleitungen 5, 23 ist ein guter Kontakt zwischen dem Kühlmittel und der die Wärme übertragenden Oberflächen gegeben, wodurch der Wärmeaustausch verbessert und effizienter gestaltet wird. Vorteilhafterweise sind mehr als zwei, beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr parallel geschaltete Kühlmittelleitungen im Wärmetauscher vorgesehen.
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät 1 umfassend einen Kühlkreislauf 2 mit einem darin zirkulierenden Kühlmittel zur Kühlung mindestens eines Kühlfachs 3, wobei der Kühlkreislauf 2 einen Wärmetauscher 4 mit einer Kühlmittelleitung 5, 23 aufweist, wobei der Wärmetauscher 4 mindestens zwei parallel geschaltete Kühlmittelleitungen 5, 23 aufweist, und zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad und ein besonders hohes Kühl- bzw. Gefriervermögen aus. LISTE DER BEZUGSZIFFERN
1 Kühl- und/oder Gefriergerät
2 Kühlkreislauf
3 Kühlfach
4 Wärmetauscher
5 erste Kühlmittelleitung
6 Verflüssiger
7 Verdampfer
8 Wärmeaustauschelemente
9 Kühlrippen
10 Parallelschaltung
11 Strömungsweg
12 Tür
13 Drossel
14 Trockner
15 Saugrohr
16 Dampfdom
17 Kompressor
18 Gehäuse
19 Kühlgut
20 Kühlkreisleitungen
21 erster Wärmetauschereinlass
22 erster Wärmetauscherauslass
23 zweite Kühlmittelleitung
24 zweiter Wärmetauschereinlass
25 zweiter Wärmetauscherauslass
L1 Länge der Parallelschaltung von Punkt A nach Punkt A' L2 Länge des Strömungsweges 11 von Punkt B nach Punkt B'

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kältegerät (1 ) umfassend einen Kühlkreislauf (2) mit einem darin zirkulierendem Kühlmittel zur Kühlung mindestens eines Kühlfachs (3), wobei der Kühlkreislauf (2) wenigstens einen Wärmetauscher (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Wärmetauscher (4) mindestens zwei parallel geschaltete Kühlmittelleitungen (5, 23) aufweist.
2. Kältegerät (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Kühlmittelleitungen (5, 23) extrudiert sind.
3. Kältegerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Wärmetauscher (4) ein Verflüssiger (6) ist.
4. Kältegerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Wärmetauscher (4) ein Verdampfer (7), insbesondere ein außerhalb des Kühlfachs (3) angeordneter Verdampfer, ist.
5. Kältegerät (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Kühlmit- telleitungen (5, 23) mit einer Einspritzstelle (21 , 24) ausgestattet ist.
6. Kältegerät (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Einspritzstellen (21 , 24) gleichlang oder unterschiedlich lang ausgebildete Kühlmitteilleitungen (5, 23) anschließen.
7. Kältegerät (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Verdampfer (7) ein Lamellenverdampfer ist.
8. Kältegerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kühlmittelleitun- gen (5, 23) aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, einer Kupferlegierung oder einer Magnesiumlegierung sind.
9. Kältegerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kühlmittelleitungen (5, 23) durch Wärmeaustauschelemente (8), insbesondere Kühlrippen (9), Kühllamellen oder Kühldrähte, miteinander verbunden sind.
10. Kältegerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Länge (L1 ) der Parallelschaltung (10) im Anschluss an die Einspritzstellen (21 , 24) mindestens
50 %, insbesondere mindestens 75%, beispielsweise mindestens 90%, der Länge des Strömungsweges (11 ) des Kühlmittels im Wärmetauscher (4) ausmacht.
11. Kältegerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mehr als zwei parallel geschaltete Kühlmittelleitungen (5, 23) im Wärmetauscher (4) vorgesehen sind.
12. Kältegerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Wärmetauscher (4) mindestens zwei Wärmetauschereinlasse aufweist.
13. Kältegerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mehreren Kühlmit- telleitungen (5, 23) als eine einzige mehrkanalige Kühlmittelleitung ausgebildet sind.
14. Kältegerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Längen der Kühlmittelleitungen (5, 23) im Wärmetauscher (4) ,im Anschluss an die Einspritzstellen, weniger als 20%, insbesondere weniger als 10%, voneinander abweichen.
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