EP2304355A1 - Cooling device having evaporation shell - Google Patents

Cooling device having evaporation shell

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Publication number
EP2304355A1
EP2304355A1 EP08761258A EP08761258A EP2304355A1 EP 2304355 A1 EP2304355 A1 EP 2304355A1 EP 08761258 A EP08761258 A EP 08761258A EP 08761258 A EP08761258 A EP 08761258A EP 2304355 A1 EP2304355 A1 EP 2304355A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
exchanger plate
evaporation tray
pressure section
evaporation
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Withdrawn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
EP08761258A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Nuiding
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 EP2304355A1 publication Critical patent/EP2304355A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/14—Collecting or removing condensed and defrost water; Drip trays
    • 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
    • F25D2321/00—Details or arrangements for defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2321/14—Collecting condense or defrost water; Removing condense or defrost water
    • F25D2321/141—Removal by evaporation
    • F25D2321/1412—Removal by evaporation using condenser heat or heat of desuperheaters

Definitions

  • Refrigerating appliances in particular domestic refrigerators, such. Refrigerators, freezers, etc. generally have an evaporation tray in which condensate that collects on an evaporator of the appliance collects. By the evaporation tray is located in the vicinity of a compressor, it is heated by the waste heat, so that the condensation evaporates from the shell.
  • the non-prepublished German patent application 10 2006 061 084.9 describes a refrigeration device in which an air-cooled condenser upstream of a dipping into a evaporation tray pipe section to heat in the evaporation tray collected, originating from the interior of the refrigerator condensate.
  • Object of the present invention is to provide a refrigeration appliance, in particular household refrigeration appliance, which is despite high energy efficiency in a position to evaporate in a evaporation tray collecting condensate in sufficient quantity.
  • the object is achieved by arranging at least one heat exchanger plate which is thermally connected to the high-pressure section of the refrigerant circuit at least partially within the evaporation tray in a refrigeration device with a refrigerant circuit and an evaporation tray arranged in a high-pressure section and a low-pressure section.
  • the plate allows the heat exchange with the water of the evaporation tray on a large surface, so that the water can be heated efficiently, even if only during a small part of the operating time of the refrigerator warm refrigerant in the high pressure section of the refrigerant circuit circulates.
  • the heat exchanger plate is preferably oriented substantially horizontally.
  • a gap formed between an edge of the heat exchanger plate and a sidewall of the evaporation tray also allows heated water at the bottom of the heat exchanger plate to rise to the water surface and cool there by evaporation.
  • One or more passages may conveniently be formed in the heat exchanger plate to allow the rising of water heated at the bottom of the heat exchanger plate away from the outer edge of the plate.
  • One or more adjacent to an edge of the heat exchanger plate deflected from the horizontal areas favor the convection of the water and thus the heat transfer from the heat exchanger plate to the water.
  • the deflected regions may be located on either an outer edge of the plate or on edges of passages formed away from the outer edge in the plate.
  • the heat exchanger plate is thermally connected upstream of a condenser with the high pressure section.
  • compressed and heated refrigerant flows through the line section connected to the heat exchanger plate in front of the condenser.
  • the heat exchanger plate may be thermally connected downstream of the condenser with the high-pressure section for an expedient development.
  • the heat exchanger plate is exposed in this case, although a lower flow temperature of the refrigerant, so that less heat is released in total in the evaporation tray;
  • the advantage of this arrangement is that by the contact with the water of the evaporation tray on a short line path, a very intense heat exchange is possible, so that the refrigerant reaches the low pressure section with a lower temperature than in the case of the arrangement previously described with upstream heat exchanger plate.
  • the low inlet temperature in the low pressure section in turn has a favorable effect on the efficiency of the entire device.
  • Fig. 1 is a schematic perspective view of an evaporation tray according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 view according to a second embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a section through an evaporation tray according to a third
  • Fig. 4 is a heat exchanger plate according to a fourth embodiment of
  • FIG. 5 is a block diagram of a first refrigeration device according to the invention.
  • Fig. 6 is a block diagram of a second refrigeration device according to the invention.
  • Fig. 1 shows a perspective view of an evaporation tray 1 of a refrigerator, which is conventionally arranged in the base region of a refrigerator adjacent to a compressor, not shown in FIG. 1, to be heated by its waste heat.
  • a high-pressure refrigerant line 2 extending from the compressor extends over the evaporation tray 1, and a heat exchanger plate 3, which is in intimate thermal communication with the refrigerant line 2 along its upper edge, for example, by soldering, dips into the evaporation tray 1 from above Heat of the circulating in the refrigerant line 2 refrigerant to give water in the evaporation tray 1. Heated water rises on both sides along the surfaces of the heat exchanger plate 3 and spreads over the surface of the water in the evaporation pan 1.
  • the vertical orientation of the heat exchanger plate 3 favors the formation of convection in the water of the evaporation pan 1, so that the temperature of the water immediately at the water surface can be significantly higher than in deeper water layers. This favors the evaporation.
  • the contact area between the heat exchanger plate 3 and water increases, but conversely, the area on which the sheet 3 loses heat to the surrounding air, is smaller, increases the evaporation performance of the shell of Fig. 1 with increasing water level. The tendency of the shell to overflow is therefore low.
  • the refrigerant line 2 routed across the evaporation tray 1 has a bent course, wherein a center piece 4 of the line 2 dips into the tray 1 and usually also into water contained therein.
  • an upwardly projecting heat exchanger plate could be attached to the center piece 4.
  • the arrangement shown in Fig. 2 is provided with a horizontal heat exchanger plate 5 which extends horizontally in opposite directions from the central portion 4 of the conduit.
  • the evaporation tray 1 may generally have a considerable width and depth but only a small height, it will be appreciated that the horizontally oriented heat exchanger plate 5 will heat exchange with the water of the tray
  • a gap 7 between the outer edges of the heat exchanger plate 5 and surrounding side walls 6 of the evaporation tray 1 allows heated on the underside of the heat exchanger plate 5 heated water to the water surface above the heat exchanger plate 5 and deliver there heat by evaporation.
  • Heat exchanger plate 5 to promote the water surface is shown in Fig. 4, which shows a perspective view of a variant of the heat exchanger plate 5, mounted on the refrigerant line 2 ,.
  • FIG. 5 shows a block diagram of the refrigerant circuit of a refrigerator according to a first embodiment of the invention.
  • the evaporation tray 1 with the refrigerant line 2 running through it and the heat exchanger plate 5 is arranged here immediately after a compressor 10. Therefore, the heat exchanger plate 5 reaches a high temperature, and a sufficient evaporation rate in the evaporation tray 1 can be ensured even with scarce dimensions of the shell 1 and the heat exchanger plate 5.
  • the refrigerant Upon reaching a downstream of the evaporation tray 1 arranged condenser 11, the refrigerant is thus already cooled a distance.
  • the temperature difference between the refrigerant at the inlet of the condenser 11 and the environment is therefore lower than in a refrigerator without upstream evaporation tray 1, so that a condenser with smaller dimensions is sufficient to reach the condenser outlet the same refrigerant temperature as in a device in which no precooling the refrigerant takes place in the evaporation tray.
  • a throttle point 12 and an evaporator 13 Connected to the outlet of the condenser 11 in the familiar manner, a throttle point 12 and an evaporator 13 to close the refrigerant circuit.
  • the condenser 1 1 is arranged immediately after the high-pressure outlet of the compressor 10, and the evaporation tray 1 is located between the outlet of the condenser 1 1 and the throttle point 12. Da the refrigerant on reaching the evaporation tray 1 is already considerably cooler than in the case of the previous embodiment, a larger area of the heat exchanger plate 5 is required for feeding a given heating power into the water of the evaporation tray 1 as in the embodiment of FIG. 5. Conversely, however be used much more compact condenser 1 1, since the output temperature in the embodiment of FIG. 6 may be significantly higher than in the case of FIG. 5.

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Abstract

The invention relates to a cooling device, particularly a household cooling appliance, having a coolant circuit divided into a high-pressure segment and a low-pressure segment, and having an evaporation shell (1), at least one heat exchanger plate (5) thermally connected to the high-pressure segment of the coolant circuit is disposed at least partially inside of the evaporation shell (1).

Description

Kältegerät mit Verdunstungsschale Refrigeration unit with evaporation tray
Kältegeräte, insbesondere Haushalts-Kältegeräte, wie z.B. Kühlschränke, Gefriergeräte etc. verfügen im allgemeinen über eine Verdunstungsschale, in der Kondenswasser, das sich an einem Verdampfer des Geräts niederschlägt, sammelt. Indem die Verdunstungsschale in der Nachbarschaft eines Verdichters angeordnet ist, wird sie durch dessen Abwärme beheizt, so dass das Kondenswasser aus der Schale verdunstet.Refrigerating appliances, in particular domestic refrigerators, such. Refrigerators, freezers, etc. generally have an evaporation tray in which condensate that collects on an evaporator of the appliance collects. By the evaporation tray is located in the vicinity of a compressor, it is heated by the waste heat, so that the condensation evaporates from the shell.
Bei modernen Kühl- und Gefriergeräten tritt zunehmend das Problem auf, dass die Verdunstungsleistung einer herkömmlichen Verdunstungsschale nicht mehr ausreicht. Die Gründe hierfür hängen auf unterschiedliche Weise mit der hohen Energieeffizienz moderner Kältegeräte zusammen. Infolge eines verbesserten Wirkungsgrades ist die Oberflächentemperatur eines modernen Verdichters niedriger als die der noch vor einigen Jahren gebräuchlichen Verdichter. Das Wasser der Verdunstungsschale kann daher durch den Verdichter nicht mehr so stark erwärmt werden, und die Verdunstungsrate nimmt ab. Eine verbesserte Isolierung der Geräte führt zu kürzeren Verdichterlaufzeiten, das heißt der Anteil der Zeit, in der Abwärme zum Verdunsten des Wassers zur Verfügung steht, an der Gesamtlaufzeit des Geräts wird geringer.In modern refrigerators and freezers, the problem increasingly arises that the evaporation performance of a conventional evaporation tray is no longer sufficient. The reasons for this are related in different ways to the high energy efficiency of modern refrigeration appliances. As a result of improved efficiency, the surface temperature of a modern compressor is lower than that of the compressors still in use a few years ago. The water of the evaporation tray can therefore not be so much heated by the compressor, and the evaporation rate decreases. Improved insulation of the equipment leads to shorter compressor run times, ie the proportion of time in which waste heat is available to evaporate the water, in the total running time of the device is reduced.
Darüber hinaus kann eine automatische Abtauung des Geräts dazu führen, dass in kurzer Zeit große Mengen an Kondenswasser in die Schale strömen. Je größer jedoch die Wassermenge in der Schale ist, umso ungünstiger ist im allgemeinen das Verhältnis von Wärmeverlust durch Verdunstung zum Gesamtwärmeverlust der Verdunstungsschale. Wenn die Wassermenge in der Schale so groß wird, dass die Verdunstung den Zufluss nicht mehr ausgleichen kann, ist über kurz oder lang ein Überlaufen der Schale unvermeidlich.In addition, automatic defrosting of the unit can cause large amounts of condensation to flow into the shell in a short time. However, the greater the amount of water in the shell, the less favorable is generally the ratio of heat loss through evaporation to the total heat loss of the evaporation tray. If the amount of water in the shell becomes so great that the evaporation can no longer compensate for the inflow, sooner or later an overflow of the shell is unavoidable.
Die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung 10 2006 061 084.9 beschreibt ein Kältegerät, bei dem einem luftgekühlten Verflüssiger ein in eine Verdunstungsschale eintauchendes Rohrstück vorgeschaltet ist, um in der Verdunstungsschale gesammeltes, aus dem Innenraum des Kältegeräts herrührendes Kondenswasser zu erwärmen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät, insbesondere Haushalts- Kältegerät, anzugeben, das trotz hoher Energieeffizienz in der Lage ist, sich in einer Verdunstungsschale sammelndes Kondenswasser in ausreichender Menge zu verdampfen.The non-prepublished German patent application 10 2006 061 084.9 describes a refrigeration device in which an air-cooled condenser upstream of a dipping into a evaporation tray pipe section to heat in the evaporation tray collected, originating from the interior of the refrigerator condensate. Object of the present invention is to provide a refrigeration appliance, in particular household refrigeration appliance, which is despite high energy efficiency in a position to evaporate in a evaporation tray collecting condensate in sufficient quantity.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät mit einem in einen Hochdruckabschnitt und einen Niederdruckabschnitt gegliederten Kältemittelkreislauf und einer Verdunstungsschale wenigstens eine mit dem Hochdruckabschnitt des Kältemittelkreislaufs thermisch verbundene Wärmetauscherplatte wenigstens zum Teil innerhalb der Verdunstungsschale angeordnet ist. Die Platte ermöglicht den Wärmeaustausch mit dem Wasser der Verdunstungsschale auf einer großen Oberfläche, so dass das Wasser effizient erwärmt werden kann, auch wenn nur während eines kleinen Teils der Betriebszeit des Kältegeräts warmes Kältemittel im Hochdruckabschnitt des Kältemittelkreislaufs zirkuliert.The object is achieved by arranging at least one heat exchanger plate which is thermally connected to the high-pressure section of the refrigerant circuit at least partially within the evaporation tray in a refrigeration device with a refrigerant circuit and an evaporation tray arranged in a high-pressure section and a low-pressure section. The plate allows the heat exchange with the water of the evaporation tray on a large surface, so that the water can be heated efficiently, even if only during a small part of the operating time of the refrigerator warm refrigerant in the high pressure section of the refrigerant circuit circulates.
Um einen intensiven Wärmeaustausch zu ermöglichen, erstreckt sich vorzugsweise auch derjenige Teil des Hochdruckabschnitts des Kältemittelkreislaufs, der mit der Wärmetauscherplatte thermisch verbunden ist, durch die Verdunstungsschale. So kann das Wasser nicht nur mittelbar über die Wärmetauscherplatte, sondern auch direkt durch Kontakt mit der Kältemittelleitung erwärmt werden.In order to allow an intensive heat exchange, preferably also that part of the high-pressure section of the refrigerant circuit, which is thermally connected to the heat exchanger plate, extends through the evaporation tray. Thus, the water can be heated not only indirectly via the heat exchanger plate, but also directly by contact with the refrigerant line.
Um bei einfachem Aufbau eine große Wärmeaustauschfläche unterzubringen, ist die Wärmetauscherplatte vorzugsweise im wesentlichen horizontal ausgerichtet.In order to accommodate a large heat exchange surface with a simple structure, the heat exchanger plate is preferably oriented substantially horizontally.
Ein zwischen einem Rand der Wärmetauscherplatte und einer Seitenwand der Verdunstungsschale gebildeter Spalt ermöglicht es auch an der Unterseite der Wärmetauscherplatte erwärmtem Wasser, zur Wasseroberfläche aufzusteigen und sich dort durch Verdunstung abzukühlen.A gap formed between an edge of the heat exchanger plate and a sidewall of the evaporation tray also allows heated water at the bottom of the heat exchanger plate to rise to the water surface and cool there by evaporation.
In der Wärmetauscherplatte können zweckmäßigerweise ein oder mehrere Durchgänge gebildet sein, um das Aufsteigen von an der Unterseite der Wärmetauscherplatte erwärmtem Wasser auch abseits des äußeren Randes der Platte zu ermöglichen. Ein oder mehrere an einen Rand der Wärmetauscherplatte angrenzende aus der Horizontalen ausgelenkte Bereiche begünstigen die Konvektion des Wassers und damit den Wärmeübergang von der Wärmetauscherplatte auf das Wasser. Die ausgelenkten Bereiche können sich sowohl an einem äußeren Rand der Platte befinden als auch an Rändern von abseits des äußeren Rands in der Platte gebildeten Durchgängen.One or more passages may conveniently be formed in the heat exchanger plate to allow the rising of water heated at the bottom of the heat exchanger plate away from the outer edge of the plate. One or more adjacent to an edge of the heat exchanger plate deflected from the horizontal areas favor the convection of the water and thus the heat transfer from the heat exchanger plate to the water. The deflected regions may be located on either an outer edge of the plate or on edges of passages formed away from the outer edge in the plate.
Einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung zufolge ist die Wärmetauscherplatte stromaufwärts von einem Verflüssiger mit dem Hochdruckabschnitt thermisch verbunden. Somit durchströmt in einem Verdichter verdichtetes und erwärmtes Kältemittel den mit der Wärmetauscherplatte verbundenen Leitungsabschnitt vor dem Verflüssiger. Indem das erwärmte Kältemittel somit Wärme zuerst an das Kondenswasser in der Verdunstungsschale und erst dann über den Verflüssiger abgibt, ist eine starke Erwärmung der Wärmetauscherplatte und damit eine hohe Verdunstungsleistung garantiert.According to a first advantageous embodiment, the heat exchanger plate is thermally connected upstream of a condenser with the high pressure section. Thus, in a compressor, compressed and heated refrigerant flows through the line section connected to the heat exchanger plate in front of the condenser. By the heated refrigerant thus first heat to the condensate in the evaporation tray and only then emits via the condenser, a strong heating of the heat exchanger plate and thus a high evaporation performance is guaranteed.
Umgekehrt kann die Wärmetauscherplatte nach einer zweckmäßigen Weiterbildung auch stromabwärts vom Verflüssiger mit dem Hochdruckabschnitt thermisch verbunden sein. Die Wärmetauscherplatte ist in diesem Fall zwar einer niedrigeren Vorlauftemperatur des Kältemittels ausgesetzt, so dass insgesamt weniger Wärme in der Verdunstungsschale freigesetzt wird; der Vorteil dieser Anordnung liegt jedoch darin, dass durch den Kontakt mit dem Wasser der Verdunstungsschale auch auf einem kurzen Leitungsweg ein sehr intensiver Wärmeaustausch möglich ist, so dass das Kältemittel mit einer niedrigeren Temperatur den Niederdruckabschnitt erreicht als im Falle der zuvor beschriebenen Anordnung mit stromaufwärts angeordneter Wärmetauscherplatte. Die niedrige Eintrittstemperatur im Niederdruckabschnitt wirkt sich wiederum günstig auf den Wirkungsgrad des gesamten Geräts aus.Conversely, the heat exchanger plate may be thermally connected downstream of the condenser with the high-pressure section for an expedient development. The heat exchanger plate is exposed in this case, although a lower flow temperature of the refrigerant, so that less heat is released in total in the evaporation tray; However, the advantage of this arrangement is that by the contact with the water of the evaporation tray on a short line path, a very intense heat exchange is possible, so that the refrigerant reaches the low pressure section with a lower temperature than in the case of the arrangement previously described with upstream heat exchanger plate. The low inlet temperature in the low pressure section in turn has a favorable effect on the efficiency of the entire device.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung und/oder deren Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further features and advantages of the invention and / or their developments will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Verdunstungsschale gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung; Fig. 2 eine zur Fig. 1 analoge Ansicht gemäß einer zweiten Ausgestaltung derFig. 1 is a schematic perspective view of an evaporation tray according to a first embodiment of the invention; Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 view according to a second embodiment of the
Erfindung;Invention;
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Verdunstungsschale gemäß einer drittenFig. 3 is a section through an evaporation tray according to a third
Ausgestaltung der Erfindung;Embodiment of the invention;
Fig. 4 eine Wärmetauscherplatte gemäß einer vierten Ausgestaltung derFig. 4 is a heat exchanger plate according to a fourth embodiment of
Erfindung;Invention;
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines ersten Kältegeräts gemäß der Erfindung; und5 is a block diagram of a first refrigeration device according to the invention; and
Fig. 6 ein Blockdiagramm eines zweiten Kältegeräts gemäß der Erfindung.Fig. 6 is a block diagram of a second refrigeration device according to the invention.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 mit 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are each provided with the same reference numerals in FIGS.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Verdunstungsschale 1 eines Kältegeräts, die herkömmlicherweise im Sockelbereich eines Kältegeräts benachbart zu einem in der Fig. 1 nicht gezeigten Verdichter angeordnet ist, um von dessen Abwärme beheizt zu werden. Eine von dem Verdichter ausgehende Hochdruck-Kältemittelleitung 2 erstreckt sich über die Verdunstungsschale 1 hinweg, und ein Wärmetauscherblech 3, das entlang seines oberen Randes zum Beispiel durch Lötung in inniger thermischer Verbindung zur Kältemittelleitung 2 steht, taucht von oben in die Verdunstungsschale 1 ein, um Wärme des in der Kältemittelleitung 2 zirkulierenden Kältemittels an Wasser in der Verdunstungsschale 1 abzugeben. Erwärmtes Wasser steigt auf beiden Seiten entlang der Oberflächen des Wärmetauscherblechs 3 auf und verteilt sich über die Oberfläche des Wassers in der Verdunstungsschale 1. Die vertikale Orientierung des Wärmetauscherblechs 3 begünstigt die Ausbildung von Konvektion im Wasser der Verdunstungsschale 1 , so dass die Temperatur des Wassers unmittelbar an der Wasseroberfläche deutlich höher sein kann als in tieferen Wasserschichten. Dies begünstigt die Verdunstung. Da außerdem mit steigendem Wasserspiegel in der Schale 1 die Kontaktfläche zwischen Wärmetauscherblech 3 und Wasser zunimmt, umgekehrt aber die Fläche, auf der das Blech 3 Wärme an die umgebende Luft verliert, kleiner wird, steigt die Verdunstungsleistung der Schale der Fig. 1 mit steigendem Wasserspiegel. Die Neigung der Schale zum Überlaufen ist daher gering.Fig. 1 shows a perspective view of an evaporation tray 1 of a refrigerator, which is conventionally arranged in the base region of a refrigerator adjacent to a compressor, not shown in FIG. 1, to be heated by its waste heat. A high-pressure refrigerant line 2 extending from the compressor extends over the evaporation tray 1, and a heat exchanger plate 3, which is in intimate thermal communication with the refrigerant line 2 along its upper edge, for example, by soldering, dips into the evaporation tray 1 from above Heat of the circulating in the refrigerant line 2 refrigerant to give water in the evaporation tray 1. Heated water rises on both sides along the surfaces of the heat exchanger plate 3 and spreads over the surface of the water in the evaporation pan 1. The vertical orientation of the heat exchanger plate 3 favors the formation of convection in the water of the evaporation pan 1, so that the temperature of the water immediately at the water surface can be significantly higher than in deeper water layers. This favors the evaporation. In addition, since with increasing water level in the shell 1, the contact area between the heat exchanger plate 3 and water increases, but conversely, the area on which the sheet 3 loses heat to the surrounding air, is smaller, increases the evaporation performance of the shell of Fig. 1 with increasing water level. The tendency of the shell to overflow is therefore low.
Einer in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausgestaltung zufolge hat die quer über die Verdunstungsschale 1 geführte Kältemittelleitung 2 einen gekröpften Verlauf, wobei ein Mittelstück 4 der Leitung 2 in die Schale 1 und meist auch in darin enthaltenes Wasser eintaucht. In Umkehrung des Aufbaus der Fig. 1 könnte an dem Mittelstück 4 ein nach oben ragendes Wärmetauscherblech befestigt sein. Bevorzugt ist die in Fig. 2 gezeigte Anordnung mit einem horizontalen Wärmetauscherblech 5, das sich von dem Mittelstück 4 der Leitung aus horizontal in entgegengesetzte Richtungen erstreckt. Da die Verdunstungsschale 1 im allgemeinen zwar eine beträchtliche Breite und Tiefe haben kann, aber nur eine geringe Höhe aufweist, liegt auf der Hand, dass das horizontal ausgerichtete Wärmetauscherblech 5 den Wärmeaustausch mit dem Wasser der SchaleAccording to a second embodiment shown in FIG. 2, the refrigerant line 2 routed across the evaporation tray 1 has a bent course, wherein a center piece 4 of the line 2 dips into the tray 1 and usually also into water contained therein. In a reversal of the construction of FIG. 1, an upwardly projecting heat exchanger plate could be attached to the center piece 4. Preferably, the arrangement shown in Fig. 2 is provided with a horizontal heat exchanger plate 5 which extends horizontally in opposite directions from the central portion 4 of the conduit. Although the evaporation tray 1 may generally have a considerable width and depth but only a small height, it will be appreciated that the horizontally oriented heat exchanger plate 5 will heat exchange with the water of the tray
1 auf einer größeren Oberfläche und damit mit höherer Intensität ermöglicht als die Ausgestaltung der Fig. 1.1 on a larger surface and thus with higher intensity than the embodiment of FIG. 1.
Ein Spalt 7 zwischen den äußeren Rändern des Wärmetauscherblechs 5 und umgebenden Seitenwänden 6 der Verdunstungsschale 1 ermöglicht es an der Unterseite des Wärmetauscherblechs 5 erwärmtem Wasser an die Wasseroberfläche oberhalb des Wärmetauscherblechs 5 aufzusteigen und dort Wärme durch Verdunstung abzugeben.A gap 7 between the outer edges of the heat exchanger plate 5 and surrounding side walls 6 of the evaporation tray 1 allows heated on the underside of the heat exchanger plate 5 heated water to the water surface above the heat exchanger plate 5 and deliver there heat by evaporation.
Wie der Schnitt der Fig. 3 zeigt, kann eine geringfügige Asymmetrie in der Anordnung des Wärmetauscherblechs 5 in der Verdunstungsschale 1 , hier eine geringfügige Kippung des Blechs 5 gegen die Horizontale, die Ausbildung von Konvektion in der Verdunstungsschale 1 erheblich erleichtern. An der Unterseite des Blechs 5 erwärmtes Wasser erreicht so in kurzer Zeit und mit hoher Temperatur die Wasseroberfläche und kann effizient verdunsten.As the section of Fig. 3 shows, a slight asymmetry in the arrangement of the heat exchanger plate 5 in the evaporation tray 1, here a slight tilting of the sheet 5 against the horizontal, the formation of convection in the evaporation tray 1 considerably easier. At the bottom of the sheet 5 heated water reaches the water surface in a short time and with high temperature and can evaporate efficiently.
Eine andere Möglichkeit, den Wärmetransport von der Unterseite desAnother way of transporting heat from the bottom of the
Wärmetauscherblechs 5 zur Wasseroberfläche zu begünstigen, ist in Fig. 4 dargestellt, die eine perspektivische Ansicht einer Variante des Wärmetauscherblechs 5, montiert an der Kältemittelleitung 2, zeigt. Das Wärmetauscherblech 5 der Fig. 4, das wie das der Fig.Heat exchanger plate 5 to promote the water surface is shown in Fig. 4, which shows a perspective view of a variant of the heat exchanger plate 5, mounted on the refrigerant line 2 ,. The heat exchanger plate 5 of FIG. 4, which like that of FIG.
2 im Verlauf seines äußeren Randes an die Gestalt der Verdunstungsschale 1 angepasst ist, um auf dem gesamten Umfang des Wärmetauscherblechs 5 und den Seitenwänden 6 offen zu halten, ist hier mit einer Mehrzahl von eingestanzten Öffnungen 8 auf beiden Seiten des Leitungs-Mittelstücks 4 versehen. Aus den Öffnungen 8 freigestanzte Zungen 9 sind an ihrer dem Mittelstück 4 zugewandten Seite mit dem Wärmetauscherblech 5 verbunden, um effizient von dem Mittelstück 4 abgegebene Wärme aufzunehmen. An den schräg gestellten Zungen 9 erwärmtes Wasser steigt somit zur Oberfläche auf, gibt dort durch Verdunstung Wärme ab, und sinkt anschließend an den Seitenwänden 6 der Schale 1 wieder ab. Indem - anders als bei der Ausgestaltung der Fig. 3 - das warme Wasser entfernt von den Seitenwänden 6 ansteigt, sind Wärmeverluste über die Seitenwände 6, die nichts zur Verdunstung beitragen, minimiert. Die Zungen 9 stehen in der Ausgestaltung der Fig. 4 schräg, um das erwärmte Wasser zu den Seitenwänden 6 der - in der Darstellung der Fig. 4 weggelassenen - Schale 1 hin abzulenken; sie könnten auch vertikal orientiert sein.2 is adapted in the course of its outer edge to the shape of the evaporation tray 1 to the entire circumference of the heat exchanger plate 5 and the side walls. 6 To keep open here is provided with a plurality of stamped openings 8 on both sides of the line centerpiece 4. Tongues 9 punched free from the openings 8 are connected to the heat exchanger plate 5 on their side facing the center piece 4 in order to efficiently absorb heat emitted by the center piece 4. The heated water at the inclined tongues 9 thus rises to the surface, where it gives off heat by evaporation, and then sinks again on the side walls 6 of the shell 1. By - unlike the embodiment of FIG. 3 - the warm water increases away from the side walls 6, heat losses through the side walls 6, which contribute nothing to evaporation, minimized. The tongues 9 are inclined in the embodiment of Figure 4 to deflect the heated water to the side walls 6 of the - omitted in the illustration of Figure 4 - 1 shell out; they could also be vertically oriented.
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm des Kältemittelkreislaufs eines Kältegeräts gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Die Verdunstungsschale 1 mit der hindurch verlaufenden Kältemittelleitung 2 und dem Wärmetauscherblech 5 ist hier unmittelbar im Anschluss an einen Verdichter 10 angeordnet. Das Wärmetauscherblech 5 erreicht daher eine hohe Temperatur, und eine ausreichende Verdunstungsrate in der Verdunstungsschale 1 kann auch bei knappen Abmessungen der Schale 1 und des Wärmetauscherblechs 5 gewährleistet werden. Beim Erreichen eines stromabwärts von der Verdunstungsschale 1 angeordneten Verflüssigers 11 ist das Kältemittel somit schon ein Stück weit abgekühlt. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel am Eingang des Verflüssigers 11 und der Umgebung ist deshalb niedriger als bei einem Kältegerät ohne vorgelagerte Verdunstungsschale 1 , so dass ein Verflüssiger mit kleineren Abmessungen genügt, um am Verflüssigerausgang dieselbe Kältemitteltemperatur wie bei einem Gerät zu erreichen, bei dem keine Vorkühlung des Kältemittels in der Verdunstungsschale stattfindet.5 shows a block diagram of the refrigerant circuit of a refrigerator according to a first embodiment of the invention. The evaporation tray 1 with the refrigerant line 2 running through it and the heat exchanger plate 5 is arranged here immediately after a compressor 10. Therefore, the heat exchanger plate 5 reaches a high temperature, and a sufficient evaporation rate in the evaporation tray 1 can be ensured even with scarce dimensions of the shell 1 and the heat exchanger plate 5. Upon reaching a downstream of the evaporation tray 1 arranged condenser 11, the refrigerant is thus already cooled a distance. The temperature difference between the refrigerant at the inlet of the condenser 11 and the environment is therefore lower than in a refrigerator without upstream evaporation tray 1, so that a condenser with smaller dimensions is sufficient to reach the condenser outlet the same refrigerant temperature as in a device in which no precooling the refrigerant takes place in the evaporation tray.
An den Ausgang des Verflüssigers 11 schließen sich in dem Fachmann vertrauter Weise eine Drosselstelle 12 und ein Verdampfer 13 an, um den Kältemittelkreislauf zu schließen.Connected to the outlet of the condenser 11 in the familiar manner, a throttle point 12 and an evaporator 13 to close the refrigerant circuit.
In der Ausgestaltung der Fig. 6 ist der Verflüssiger 1 1 unmittelbar im Anschluss an den Hochdruckausgang des Verdichters 10 angeordnet, und die Verdunstungsschale 1 befindet sich zwischen dem Ausgang des Verflüssigers 1 1 und der Drosselstelle 12. Da das Kältemittel bei Erreichen der Verdunstungsschale 1 bereits erheblich kühler ist als im Falle der vorhergehenden Ausgestaltung, wird zum Einspeisen einer gegebenen Heizleistung in das Wasser der Verdunstungsschale 1 eine größere Fläche des Wärmetauscherblechs 5 benötigt als in der Ausgestaltung der Fig. 5. Umgekehrt jedoch kann ein wesentlich kompakterer Verflüssiger 1 1 verwendet werden, da dessen Ausgangstemperatur in der Ausgestaltung der Fig. 6 deutlich höher sein darf als im Falle der Fig. 5. In the embodiment of FIG. 6, the condenser 1 1 is arranged immediately after the high-pressure outlet of the compressor 10, and the evaporation tray 1 is located between the outlet of the condenser 1 1 and the throttle point 12. Da the refrigerant on reaching the evaporation tray 1 is already considerably cooler than in the case of the previous embodiment, a larger area of the heat exchanger plate 5 is required for feeding a given heating power into the water of the evaporation tray 1 as in the embodiment of FIG. 5. Conversely, however be used much more compact condenser 1 1, since the output temperature in the embodiment of FIG. 6 may be significantly higher than in the case of FIG. 5.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kältegerät insbesondere Haushalts-Kältegerät, mit einem in einen1. Refrigeration appliance, in particular domestic refrigeration appliance, with one in one
Hochdruckabschnitt und einen Niederdruckabschnitt gegliederten Kältemittelkreislauf und einer Verdunstungsschale (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine mit dem Hochdruckabschnitt des Kältemittelkreislaufs thermisch verbundene Wärmetauscherplatte (3; 5) wenigstens zum Teil innerhalb der Verdunstungsschale (1 ) angeordnet ist.High-pressure section and a low-pressure section articulated refrigerant circuit and an evaporation tray (1), characterized in that at least one thermally connected to the high-pressure section of the refrigerant circuit heat exchanger plate (3; 5) is at least partially disposed within the evaporation tray (1).
2. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die2. Refrigerating appliance according to claim 1, characterized in that the
Wärmetauscherplatte (5) mit einem sich durch die Verdunstungsschale (1 ) erstreckenden Teil (4) des Hochdruckabschnitts thermisch verbunden ist.Heat exchanger plate (5) with a through the evaporation tray (1) extending part (4) of the high pressure section is thermally connected.
3. Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherplatte (5) im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.3. Refrigerating appliance according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger plate (5) is aligned substantially horizontally.
4. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Rand der Wärmetauscherplatte (5) und einer Seitenwand (6) der Verdunstungsschale (1 ) ein Spalt (7) gebildet ist.4. Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that between an edge of the heat exchanger plate (5) and a side wall (6) of the evaporation tray (1), a gap (7) is formed.
5. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wärmetauscherplatte (5) ein oder mehrere Durchgänge (8) verteilt sind.5. Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that in the heat exchanger plate (5) one or more passages (8) are distributed.
6. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherplatte (5) ein oder mehrere an einen Rand angrenzende aus der Horizontalen ausgelenkte Bereiche (9) aufweist.6. Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger plate (5) has one or more adjacent to an edge of the horizontal deflected areas (9).
7. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckabschnitt einen Verflüssiger (1 1 ) umfasst und dass die Wärmetauscherplatte (5) stromaufwärts vom Verflüssiger (11 ) mit dem Hochdruckabschnitt thermisch verbunden ist. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der7. Refrigerating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the high pressure section comprises a condenser (1 1) and that the heat exchanger plate (5) upstream of the condenser (11) is thermally connected to the high pressure section. Refrigerating appliance according to one of claims 1 to 6, characterized in that the
Hochdruckabschnitt einen Verflüssiger (11 ) umfasst, und dass die Wärmetauscherplatte (5) stromabwärts vom Verflüssiger (1 1 ) mit dem Hochdruckabschnitt thermisch verbunden ist. High-pressure section comprises a condenser (11), and that the heat exchanger plate (5) downstream of the condenser (1 1) is thermally connected to the high-pressure section.
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