EP2342512A2 - Kühlgerät sowie verfahren zur kühlraum-befeuchtung in einem kühlgerät - Google Patents

Kühlgerät sowie verfahren zur kühlraum-befeuchtung in einem kühlgerät

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EP2342512A2
EP2342512A2 EP09736236A EP09736236A EP2342512A2 EP 2342512 A2 EP2342512 A2 EP 2342512A2 EP 09736236 A EP09736236 A EP 09736236A EP 09736236 A EP09736236 A EP 09736236A EP 2342512 A2 EP2342512 A2 EP 2342512A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sorbent
cooling
compressor
refrigerator
delta
Prior art date
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Application number
EP09736236A
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English (en)
French (fr)
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EP2342512B1 (de
Inventor
Joachim Damrath
Matthias Mrzyglod
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 EP2342512A2 publication Critical patent/EP2342512A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2342512B1 publication Critical patent/EP2342512B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/042—Air treating means within refrigerated spaces
    • 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
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • F25D17/062—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation in household refrigerators
    • 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
    • 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
    • F25D2317/0413—Treating air flowing to refrigeration compartments by purification by humidification

Definitions

  • the invention relates to a refrigerator with a refrigerator humidification device according to the preamble of claim 1 and a method for refrigerator humidification according to claim 16.
  • the air in the cooling space of a cooling device is usually in direct contact with the evaporator of a refrigerant circuit.
  • the evaporator has very low surface temperatures, which lead to an immediate condensation of the humidity.
  • the condensed air humidity freezes on the evaporator surface and is thus permanently bound. In occasional defrosting the ice is melted and discharged to the outside. For humidification of the cooling air this condensation is therefore not available.
  • the humidity in the refrigerator is therefore extremely low.
  • a cooling device known from US Pat. No. 5,042,266 has a humidifying device.
  • the moistening device works with a reversibly dehydratable sorbent that emits moisture into the cold room while applying heat.
  • the sorbent is flowed through in an adsorption process with ambient air of high humidity, whereby the sorbent of the ambient air extracts an amount of water and stores them.
  • the cold room air is humidified.
  • the cooling-chamber air flows through the sorption agent while applying heat. With the heated cooling air, the amount of water stored in the sorbent is released as water vapor and fed into the cold room.
  • For the application of heat to the sorbent is preceded by a heating element which heats the cooling space air flow during the desorption process energy consuming.
  • the object of the present invention is to provide a cooling device or a method for refrigerator humidification of a refrigerator, in which the cooling space humidification takes place with reduced energy consumption.
  • the object is solved by the features of claim 1 or claim 16. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.
  • the sorbent is thermally coupled to a compressor connected in the refrigerant circuit.
  • the compressor is part of a refrigerant circuit known per se, in which also the refrigerator cooling the evaporator is connected.
  • a heat transfer circuit may be connected, with which the compressor waste heat is transferred to the sorbent.
  • the heat transfer circuit may preferably be closed.
  • a heating agent for example, water is suitable.
  • a heat exchanger may be provided, with which the waste heat can be transferred directly into the sorbent.
  • the sorbent may be exemplified as a sorbent column having reversibly dehydrogenatable material disposed therein.
  • the sorption column can on the one hand be flowed through by a cooling air flow.
  • the above-mentioned heat exchanger of the heat transferring circuit may be arranged.
  • the compressor may be brought into direct thermal contact with the sorbent. In this way, the compressor can transfer the waste heat to the sorbent without heat loss.
  • the sorption of the humidifier may be integrated in a separate humidification circuit, which is fluidly connected at least via an air inlet and an air outlet with the cooling chamber of the cooling device.
  • a separate humidification circuit which is fluidly connected at least via an air inlet and an air outlet with the cooling chamber of the cooling device.
  • the moisturizing outside air can be supplied to the humidification circuit.
  • the moisture-laden ambient air can not be supplied directly to the humidification circuit, but according to one aspect of the invention with the refrigerator door open across the cold room and the air inlet of the humidifier.
  • the closed humidification circuit can have additional inlets and / or outlets, via which the humidifying circuit can be directly connected to the environment. In this way, the humidified ambient air can be fed directly to the humidifying circuit without having to open the refrigerator door.
  • a delivery fan can be provided in the humidification circuit, whereby the air flow guided through the sorbent is accelerated.
  • the delivery blower can be selectively activated or deactivated by a control device, depending on whether an adsorption process or desorption process should take place.
  • further flow elements such as rotary valves or the like, can be arranged in the humidification circuit, which open or block flow paths in the humidification circuit.
  • a humidification circuit closed to the environment can be provided.
  • the controller may start the adsorption process in which the sorbent loads the humidity-laden air flowing into the refrigerator compartment Ambient air absorbs.
  • the delivery fan may be turned on, thereby sucking the ambient air entering the cooling space into the humidification circuit.
  • the controller can turn off the compressor during the adsorption process. In this way, the moisture-laden ambient air that has flowed into the cold room does not condense on the evaporator, but can be conducted to the sorbent with high humidity.
  • the control device can be assigned a door opening sensor that simply detects an opening or closing of the appliance door and correspondingly passes a door operating signal to the control device.
  • the conveyor fan can after the door operation over a predetermined time interval, about 1 min, run after.
  • the control device may preferably disable the compressor of the refrigerant circuit. In this way it is achieved that, on the one hand, no heat is applied to the sorbent by compressor waste heat, whereby the adsorption process is not impaired.
  • the compressor is switched off, the evaporator temperature is correspondingly increased, so that less atmospheric moisture condenses out at the condensation surface provided by the evaporator.
  • the desorption process is carried out, which according to the invention is coupled to the running times of the compressor.
  • the heated sorbent in turn releases moisture which can be introduced into the cooling space when the fan blower is activated.
  • the desorption process is therefore divided into separate desorption time intervals, which essentially correspond to the runtime intervals of the compressor.
  • a timing of the running times of the compressor and the fan blower is important. It has proven to be advantageous to activate the fan blower at the end of the compressor and / or during the service life of the compressor. In this way it is ensured that at least partially the refrigerant circuit is switched off when humid air flows into the cooling space. This avoids that in the Cold room incoming humid air is reflected directly at the evaporator surface.
  • Fig. 1 in a perspective schematic diagram of a refrigeration device according to the first
  • Fig. 2 is an operating time diagram showing the life of the conveyor blower or the
  • Compressor of the refrigerator shows
  • FIG. 3 in a view corresponding to FIG. 2, a cooling device according to the second embodiment.
  • a refrigerator with a cooling space 1 is shown.
  • the refrigerator 1 is closed at the front with a door 3.
  • an evaporator 7 of a refrigerant circuit is provided on the rear wall 5 of the cooling space 1.
  • the cooling space 1 has a cooling compartment 11 separated by partitions 9.
  • a compressor 13 is connected in a known manner in addition to the evaporator 7, which leads the refrigerant via an expansion valve 15 into the evaporator 7.
  • the cooling device shown in FIG. 1 is also assigned a humidifying device 17, with which the cooling compartment 1 1 can be specifically and actively fed humidity.
  • the cooling space 1 via an air inlet 19 at an inlet channel 21 of
  • Humidifier 17 connected.
  • the inlet channel 21 opens into a
  • Sorption column 23 which contains a reversibly de-hydrolyzable material at low
  • Outlet side coupled to a delivery fan 25 which is connected via an outlet channel 27 with an opening into the cooling compartment 11 air outlet 29.
  • the evaporator 13 of the refrigerant circuit is thermally coupled via a heat transfer circuit W with the material obtained in the sorption column 23. In this way, the waste heat generated during a compressor operation is fed into the sorption column 23, whereby the therein provided reversibly de-hydrolyzable material releases the stored moisture.
  • the moistening of the cooling chamber air is controlled in the embodiment of FIG. 1 by means of a control device 31.
  • the control device is shown in FIG. 1 via dashed lines signal lines 33 in signal communication with a door actuation sensor 35 which detects an actuation of the door 3 and a corresponding door actuation signal T s to the control device 31 passes.
  • the control device 31 Upon detection of the door operating signal T s , the control device 31 starts an adsorption process ⁇ t A , as shown in the diagram of FIG. During the adsorption process .DELTA.t A, the controller 31 activates the blower fan 25. Therefore, the inflowing when the door is opened 3 in the refrigerator 1, moisture-laden ambient air via the air inlet 19, and the intake passage is passed through the sorption column 23 21st At the same time, the control device 31 keeps the compressor 13 of the refrigerant circuit out of operation during the entire adsorption process ⁇ t A. The sorption column 23 is therefore not heated by means of compressor waste heat for effective adsorption at low temperatures.
  • the adsorption ⁇ t A between the times t 0 , at which the door operating signal T 3 is detected, and the time ti extends.
  • the compressor 13 is again controlled in the usual way to keep the refrigerator 1 at a predetermined refrigerator temperature.
  • the adsorption ⁇ t A can after closing the door 3 about 1 min. last for.
  • the sorption column 23 can absorb the moisture contained in the cooling space air during this time interval and store it.
  • the desorption ⁇ t D is coupled according to the invention with the running times of the compressor 13.
  • activated compressor 13 namely via the heat transfer circuit W compressor waste heat in the sorption 23rd led, whereby the temperature of the reversibly dehydratable material increases.
  • the application of heat to the sorption column 23 releases the moisture stored therein.
  • the desorption process ⁇ t D is divided into desorption intervals ⁇ t D1 , ⁇ t D2 , ⁇ t D3 , which are separated in time from one another and which correspond to the transit time intervals of the compressor 13.
  • the released moisture can be introduced by switching the fan blower 25 again via the outlet channel 27 into the cooling compartment 1 1.
  • the running times of the fan blower 25 can be controlled during the desorption phase ⁇ t D in such a way that the fan blower 25 is activated, in particular at the end of the runtime of the compressor 13 and / or immediately after the run time, ie already during the service life of the compressor. In this way, it is ensured that, when humid air flows into the refrigerating compartment 11, the refrigerant circuit is at least partially shut down, whereby a direct condensing out of the supplied moist air at the evaporator surface can be avoided.
  • FIG. 3 a refrigerator according to the second embodiment is shown.
  • the refrigeration device according to FIG. 3 largely corresponds in construction and mode of operation to the refrigeration device shown in FIG. 1. In this respect, reference is made to its description.
  • the humidifying circuit B of the humidifying device 17 is not closed to the outside, but has this additional inlets and outlets 37, 38, via which the humidifying B is fluidically connected without interposition of the refrigerator 1 directly to the environment.
  • the additional inlet 37 can be fluidically connected to the sorption column 23 by appropriate switching of a flow flap 39 provided in the humidifying circuit B.
  • the sorption column 23 can be connected on the input side to the cooling space 1 or directly to the environment.
  • the fan blower 25 is also followed by a flow flap 41 which connects the fan blower 25 on the output side with the environment or with the cooling chamber 1, depending on the switching position.
  • the two flow flaps 39, 41 can be actuated by the control device 31.
  • the adsorption ⁇ t A can be done independently of a door opening.
  • the flow flaps 39, 41 are moved by the control device 31 into the switching position shown in FIG. 3 and the fan blower 25 is activated.
  • the compressor 13 is deactivated.
  • the moisture-laden outside air is passed through the additional air inlet 37 through the sorption column 23, in which the reversibly dehydratable material absorbs the moisture of the air, so that comparatively dry air is recycled via the additional air outlet 38 back into the environment.
  • the desorption process ⁇ t D can, as already described with reference to FIGS. 1 and 2, take place.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät mit einer Kühlraum-Befeuchtungseinrichtung (17), die ein reversibel dehydrierbares Sorptionsmittel (23) aufweist, das unter Wärmebeaufschlagung Feuchtigkeit in den Kühlraum (1) abgibt. Dabei ist das Sorptionsmittel (23) mit einem im Kühlgeräte-Kältemittelkreislauf geschalteten Verdichter (13) thermisch gekoppelt, dessen im Betrieb erzeugte Abwärme zur Wärmebeaufschlagung des Sorptionsmittels (23) vorgesehen ist.

Description

Kühlgerät sowie Verfahren zur Kühlraum-Befeuchtung in einem
Kühlgerät
Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät mit einer Kühlraum-Befeuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Kühlraum-Befeuchtung nach dem Patentanspruch 16.
Die Luft im Kühlraum eines Kühlgerätes ist üblicherweise unmittelbar in Kontakt mit dem Verdampfer eines Kältemittelkreislaufes. Der Verdampfer weist sehr niedrige Oberflächentemperaturen auf, die zu einem sofortigen Auskondensieren der Luftfeuchtigkeit führen. Die auskondensierte Luftfeuchtigkeit gefriert auf der Verdampferoberfläche und wird damit dauerhaft gebunden. Bei gelegentlichen Abtauvorgängen wird das Eis geschmolzen und nach außen abgeführt. Für eine Befeuchtung der Kühlraumluft steht dieses Kondenswasser also nicht zur Verfügung. Die Luftfeuchtigkeit im Kühlschrank ist daher äußerst gering.
Zur Steigerung der Luftfeuchtigkeit im Kühlraum weist ein aus der US 5,042,266 bekanntes Kühlgerät eine Befeuchtungseinrichtung auf. Die Befeuchtungseinrichtung arbeitet mit einem reversibel dehydrierbaren Sorptionsmittel, das unter Wärmebeaufschlagung Feuchtigkeit in den Kühlraum abgibt. Das Sorptionsmittel wird in einem Adsorptionsvorgang mit Umgebungsluft hoher Luftfeuchtigkeit durchströmt, wodurch das Sorptionsmittel der Umgebungsluft eine Wassermenge entzieht und diese speichert. In einem nachfolgenden Desorptionsvorgang wird die Kühlraumluft befeuchtet. Hierzu durchströmt die Kühlraumluft unter Wärmebeaufschlagung das Sorptionsmittel. Mit der erwärmten Kühlraumluft wird die im Sorptionsmittel gespeicherte Wassermenge als Wasserdampf freigesetzt und in den Kühlraum geführt. Für die Wärmebeaufschlagung ist dem Sorptionsmittel ein Heizelement vorgeschaltet, das den Kühlraumluftstrom während des Desorptionsvorgangs energieaufwendig erwärmt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kühlgerät bzw. ein Verfahren zur Kühlraum-Befeuchtung eines Kühlgerätes bereitzustellen, bei dem die Kühlraum- Befeuchtung mit reduziertem Energieaufwand erfolgt. Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 16 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist das Sorptionsmittel mit einem, im Kältemittelkreislauf geschalteten Verdichter thermisch gekoppelt. Auf diese Weise kann die im Verdichter-Betrieb erzeugte Abwärme zur Wärmebeaufschlagung des Sorptionsmittels verwendet werden. Der Verdichter ist Teil eines an sich bekannten Kältemittel-Kreislaufes, in dem auch der den Kühlraum kühlende Verdampfer geschaltet ist.
Zwischen dem Verdichter des Kältemittelkreislaufes und dem Sorptionselement der Befeuchtungseinrichtung kann ein Wärmeübertragungskreislauf geschaltet sein, mit dem die Verdichter-Abwärme zum Sorptionsmittel übertragen wird. Der Wärmeübertragungskreislauf kann bevorzugt geschlossen sein. Als Wärmemittel eignet sich beispielsweise Wasser. Im Wärmeübertragungskreislauf kann ein Wärmetauscher vorgesehen, mit dem die Abwärme unmittelbar in das Sorptionsmittel übertragen werden kann. Durch Zwischenschaltung des Wärmeübertragungskreislaufes kann der Verdichter örtlich unabhängig von dem Sorptionsmittel angeordnet werden.
Das Sorptionsmittel kann beispielhaft als eine Sorptionskolonne mit darin angeordnetem reversibel dehydrierbaren Material vorgesehen sein. Die Sorptionskolonne kann einerseits von einem Kühlraumluftstrom durchströmbar sein. Andererseits kann in der Sorptionskolonne der oben genannte Wärmetauscher des Wärmeübertragungskreislaufes angeordnet sein.
Alternativ dazu kann der Verdichter unmittelbar in Wärmekontakt mit dem Sorptionsmittel gebracht sein. Auf diese Weise kann der Verdichter ohne Wärmeverluste die Abwärme auf das Sorptionsmittel übertragen.
Das Sorptionsmittel der Befeuchtungseinrichtung kann in einem separaten Befeuchtungskreislauf integriert sein, der zumindest über einen Lufteinlass und einen Luftauslass mit dem Kühlraum des Kühlgerätes strömungstechnisch verbunden ist. Für einen Adsorptionsvorgang, das heißt zur Speicherung von Feuchtigkeit im Sorptionsmittel, kann dem Befeuchtungskreislauf die mit Feuchtigkeit beladene Außenluft zugeführt werden.
Für eine gerätetechnisch einfache Ausführung kann der Befeuchtungskreislauf nach außen zur Umgebung geschlossen sein. Das heißt, dass im Gegensatz zum Stand der Technik der Kühlraum sowie das Sorptionsmittel in einem geschlossenen Kreislauf angeordnet sind, ohne dass eine unmittelbare Zuführung der mit Feuchtigkeit beladenen Luft aus der Umgebung ermöglicht ist.
In diesem Fall kann die mit Feuchtigkeit beladene Umgebungsluft nicht unmittelbar dem Befeuchtungskreislauf zugeführt werden, sondern gemäß einem Aspekt der Erfindung bei geöffneter Kühlgerätetür über den Kühlraum sowie den Lufteinlass der Befeuchtungseinrichtung.
Alternativ zu dem oben erwähnten geschlossenen Befeuchtungskreislauf kann dieser zusätzliche Ein- und/oder Auslässe aufweisen, über die der Befeuchtungskreislauf unmittelbar mit der Umgebung verbindbar ist. Auf diese Weise kann die mit Feuchtigkeit beladene Umgebungsluft dem Befeuchtungskreislauf unmittelbar zugeführt werden, ohne die Kühlgerätetür öffnen zu müssen.
Zur Beschleunigung des Adsorptionsvorganges bzw. Desorptionsvorganges des Sorptionsmittels kann ein Fördergebläse im Befeuchtungskreislauf vorgesehen werden, wodurch die durch das Sorptionsmittel geführte Luftströmung beschleunigt wird. Das Fördergebläse kann gezielt durch eine Steuereinrichtung aktiviert oder deaktiviert werden, und zwar in Abhängigkeit davon, ob ein Adsorptionsvorgang bzw. Desorptionsvorgang erfolgen soll. Zusätzlich können in dem Befeuchtungskreislauf weitere Strömungselemente, etwa Drehklappen oder dergleichen, angeordnet werden, die Strömungswege im Befeuchtungskreislauf öffnen bzw. sperren.
Wie oben bereits erwähnt, kann ein gegenüber der Umgebung geschlossener Befeuchtungskreislauf vorgesehen sein. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung nach Erfassen der Kältegerätetür-Betätigung den Adsorptionsvorgang starten, bei dem das Sorptionsmittel die in den Kühlraum einströmende, mit Feuchtigkeit beladene Umgebungsluft aufnimmt. Für eine effektive Adsorption kann bei Erfassung der Türbetätigung das Fördergebläse eingeschaltet werden, wodurch die in den Kühlraum einströmende Umgebungsluft in den Befeuchtungskreislauf gesaugt wird. Gleichzeitig kann die Steuereinrichtung während des Adsorptionsvorganges den Verdichter ausschalten. Auf diese Weise kondensiert die in den Kühlraum eingeströmte, mit Feuchtigkeit beladene Umgebungsluft nicht am Verdampfer, sondern kann diese mit hoher Feuchtigkeit zum Sorptionsmittel geführt werden. Der Steuereinrichtung kann hierzu signaltechnisch einfach ein Türöffnungssensor zugeordnet werden, der ein Öffnen bzw. Schließen der Gerätetür erfasst und entsprechend ein Türbetätigungssignal an die Steuereinrichtung leitet.
Das Fördergebläse kann nach erfolgter Türbetätigung über ein vorgegebenes Zeitintervall, etwa 1 min., nachlaufen. In diesem Zeitintervall kann bevorzugt die Steuereinrichtung den Verdichter des Kältemittelkreislaufes außer Betrieb setzen. Auf diese Weise ist erreicht, dass einerseits keine Wärmebeaufschlagung des Sorptionsmittels durch Verdichter-Abwärme erfolgt, wodurch der Adsorptionsvorgang nicht beeinträchtigt wird. Andererseits ist bei ausgeschaltetem Verdichter die Verdampfertemperatur entsprechend erhöht, so dass an der vom Verdampfer bereitgestellten Kondensationsfläche weniger Luftfeuchtigkeit auskondensiert.
Nach dem oben genannten Adsorptions-Zeitintervall erfolgt der Desorptionsvorgang, der erfindungsgemäß mit den Laufzeiten des Verdichters gekoppelt ist. Das heißt, dass die während einer Laufzeit des Verdichters erzeugte Abwärme das Sorptionsmittel beaufschlagt. Das erwärmte Sorptionsmittel setzt wiederum Feuchtigkeit frei, die bei aktiviertem Lüftergebläse in den Kühlraum einführbar ist. Der Desorptionsvorgang ist daher in voneinander getrennte Desorptionszeitintervalle aufgeteilt, die im Wesentlichen den Laufzeitintervallen des Verdichters entsprechen.
Für eine effektive Einleitung der vom Sorptionsmittel freigesetzten Feuchtigkeit ist eine zeitliche Abstimmung der Laufzeiten des Verdichters und des Lüftergebläses von Bedeutung. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, das Lüftergebläse zum Laufzeitende des Verdichters und/oder während der Standzeit des Verdichters zu aktivieren. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass beim Einströmen feuchter Luft in den Kühlraum zumindest teilweise der Kältemittelkreislauf ausgeschaltet ist. Dadurch ist vermieden, dass in den Kühlraum einströmende feuchte Luft sich unmittelbar an der Verdampferoberfläche niederschlägt.
Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen Prinzipdarstellung ein Kältegerät gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 ein Betriebs-Zeit-Diagramm, das die Laufzeiten des Fördergebläses bzw. des
Verdichters des Kühlgerätes zeigt; und
Fig. 3 in einer der Fig. 2 entsprechenden Ansicht ein Kühlgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
In der Fig. 1 ist ein Kühlgerät mit einem Kühlraum 1 gezeigt. Der Kühlraum 1 ist frontseitig mit einer Gerätetür 3 verschlossen. An der Rückwand 5 des Kühlraumes 1 ist ein Verdampfer 7 eines Kältemittelkreislaufes vorgesehen. Bodenseitig weist der Kühlraum 1 ein über Trennwände 9 separiertes Kühlfach 11 auf. In dem Kältemittelkreislauf des Kühlgerätes ist in bekannter Weise neben dem Verdampfer 7 ein Verdichter 13 geschaltet, der das Kältemittel über ein Expansionsventil 15 in den Verdampfer 7 führt.
Dem in der Fig. 1 gezeigten Kühlgerät ist außerdem eine Befeuchtungseinrichtung 17 zugeordnet, mit der dem Kühlfach 1 1 gezielt und aktiv Luftfeuchtigkeit zugeführt werden kann. Hierzu ist der Kühlraum 1 über einen Lufteinlass 19 an einem Einlasskanal 21 der
Befeuchtungseinrichtung 17 angeschlossen. Der Einlasskanal 21 mündet in einer
Sorptionskolonne 23, die ein reversibel deydrierbares Material enthält, das bei niedrigen
Temperaturen Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen kann und bei höheren Temperaturen diese Feuchtigkeit wieder freisetzen kann. Die Sorptionskolonne 23 ist an ihrer
Auslassseite mit einem Fördergebläse 25 gekoppelt, das über einen Auslasskanal 27 mit einem, in das Kühlfach 11 mündenden Luftauslass 29 verbunden ist. Wie aus der Fig. 1 weiter hervorgeht, ist der Verdampfer 13 des Kältemittelkreislaufes über einen Wärmeübertragungskreislauf W thermisch mit dem in der Sorptionskolonne 23 erhaltenen Material gekoppelt. Auf diese Weise wird die während eines Verdichter- Betriebes erzeugte Abwärme in die Sorptionskolonne 23 geführt, wodurch das darin vorgesehene reversibel deydrierbare Material die gespeicherte Feuchtigkeit freisetzt.
Die Befeuchtung der Kühlraumluft wird im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 mittels einer Steuereinrichtung 31 gesteuert. Die Steuereinrichtung ist gemäß der Fig. 1 über gestrichelt dargestellte Signalleitungen 33 in Signalverbindung mit einem Türbetätigungssensor 35, der eine Betätigung der Gerätetür 3 erfasst und ein entsprechendes Türbetätigungssignal Ts an die Steuereinrichtung 31 leitet.
Bei Erfassen des Türbetätigungssignales Ts startet die Steuereinrichtung 31 einen Adsorptionsvorgang ΔtA, wie er in dem Diagramm der Fig. 2 gezeigt ist. Während des Adsorptionsvorganges ΔtA aktiviert die Steuereinrichtung 31 das Lüftergebläse 25. Dadurch wird die bei geöffneter Gerätetür 3 in den Kühlraum 1 einströmende, mit Feuchtigkeit beladene Umgebungsluft über den Lufteinlass 19, sowie den Einlasskanal 21 durch die Sorptionskolonne 23 geführt. Gleichzeitig hält die Steuereinrichtung 31 den Verdichter 13 des Kältemittelkreislaufes während des gesamten Adsorptionsvorganges ΔtA außer Betrieb. Die Sorptionskolonne 23 wird daher für eine effektive Adsorption bei niedrigen Temperaturen nicht mittels Verdichter-Abwärme erwärmt.
Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, erstreckt sich der Adsorptionsvorgang ΔtA zwischen den Zeitpunkten t0, zu dem das Türbetätigungssignal T3 erfasst ist, und dem Zeitpunkt t-i . Nach dem Ende des Adsorptionsvorganges ΔtA wird der Verdichter 13 wieder in üblicher weise angesteuert, um den Kühlraum 1 auf vorgegebener Kühlraum-Temperatur zu halten. Der Adsorptionsvorgang ΔtA kann nach dem Schließen der Gerätetür 3 etwa 1 min. andauern. Die Sorptionskolonne 23 kann während dieses Zeitintervalles die in der Kühlraumluft enthaltene Feuchtigkeit aufnehmen und diese speichern.
Nach erfolgtem Adsorptionsvorgang ΔtA startet der Desorptionsvorgang ΔtD der Befeuchtungseinrichtung 17. Der Desorptionsvorgang ΔtD ist erfindungsgemäß gekoppelt mit den Laufzeiten den Verdichters 13. Bei aktiviertem Verdichter 13 wird nämlich über den Wärmeübertragungskreislauf W Verdichter-Abwärme in die Sorptionskolonne 23 geführt, wodurch die Temperatur des reversibel dehydrierbaren Materials ansteigt. Durch die Wärmebeaufschlagung der Sorptionskolonne 23 wird die darin gespeicherte Feuchtigkeit freigesetzt. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, ist der Desorptionsvorgang ΔtD in voneinander zeitlich getrennte Desorptionsintervalle ΔtD1, ΔtD2, ΔtD3 aufgeteilt, die den Laufzeitintervallen des Verdichters 13 entsprechen.
Die freigesetzte Feuchtigkeit kann durch erneutes Einschalten des Lüftergebläses 25 über den Auslasskanal 27 in das Kühlfach 1 1 eingeführt werden. Die Laufzeiten des Lüftergebläses 25 können während der Desorptionsphase ΔtD derart gesteuert sein, dass das Lüftergebläse 25 insbesondere zum Laufzeitende des Verdichters 13 und/oder unmittelbar anschließend an die Laufzeit, d. h. bereits während der Standzeit des Verdichters, aktiviert wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass beim Einströmen feuchter Luft in das Kühlfach 11 zumindest teilweise der Kältemittelkreislauf außer Betrieb gesetzt ist, wodurch ein unmittelbares Auskondensieren der zugeführten feuchten Luft an der Verdampferoberfläche vermieden werden kann.
In der Fig. 3 ist ein Kältegerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Kältegerät gemäß der Fig. 3 entspricht in Aufbau und Funktionsweise größtenteils dem in der Fig. 1 gezeigten Kältegerät. Insofern wird auf dessen Beschreibung verwiesen.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Befeuchtungskreislauf B der Befeuchtungseinrichtung 17 nach außen hin nicht geschlossen, sondern weist dieser zusätzliche Ein- und Auslässe 37, 38 auf, über die der Befeuchtungskreislauf B strömungstechnisch ohne Zwischenschaltung des Kühlraumes 1 unmittelbar mit der Umgebung verbindbar ist. Der zusätzliche Einlass 37 ist durch entsprechende Schaltung einer im Befeuchtungskreislauf B vorgesehenen Strömungsklappe 39 mit der Sorptionskolonne 23 strömungstechnisch verbindbar. Je nach Stellung der Strömungsklappe 39 kann daher die Sorptionskolonne 23 eingangsseitig mit dem Kühlraum 1 oder unmittelbar mit der Umgebung verbunden werden. Analog ist dem Lüftergebläse 25 ebenfalls eine Strömungsklappe 41 nachgeschaltet, die je nach Schaltstellung das Lüftergebläse 25 ausgangsseitig mit der Umgebung bzw. mit dem Kühlraum 1 strömungstechnisch verbindet. Die beiden Strömungsklappen 39, 41 sind von der Steuereinrichtung 31 betätigbar. Auf diese Weise kann der Adsorptionsvorgang ΔtA unabhängig von einer Türöffnung erfolgen. Zur Durchführung des Adsorptionsvorganges ΔtA werden die Strömungsklappen 39, 41 von der Steuereinrichtung 31 in die, in der Fig. 3 gezeigte Schaltstellung verbracht und das Lüftergebläse 25 aktiviert. Gleichzeitig wird der Verdichter 13 deaktiviert. Somit wird die mit Feuchtigkeit beladene Außenluft über den zusätzlichen Lufteinlass 37 durch die Sorptionskolonne 23 geführt, in der das reversibel dehydrierbare Material die Feuchtigkeit der Luft aufnimmt, so dass vergleichsweise trockene Luft über den zusätzlichen Luftauslass 38 wieder in die Umgebung rückgeführt wird. Der Desorptionsvorgang ΔtD kann, wie bereits anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben ist, erfolgen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Kuhlraum
3 Gerätetür
5 Rückwand
7 Verdampfer
9 Trennwände
11 Kühlfach
13 Verdichter
15 Expansionselement
17 Befeuchtungseinrichtung
19 Lufteinlass
21 Lufteinlasskanal
23 Sorptionsmittel
25 Lüftergebläse
27 Auslasskanal
29 Luftauslass
31 Steuereinrichtung
33 Signalleitungen
35 Türbetätigungssensor
37, 38 zusätzliche Lufteinlass- Luftauslassöffnungen
39, 41 Strömungsklappen
Ts Türbetätigungssignal
ΔtA Adsorptionsvorgang
ΔtD Desorptionsvorgang
Δtm, Δt D2, ΔtD3 Desorptionsintervalle
B Befeuchtungskreislauf
W Wärmeübertragungskreislauf

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kühlgerät mit einer Kühlraum-Befeuchtungseinrichtung (17), die ein reversibel dehydrierbares Sorptionsmittel (23) aufweist, das unter Wärmebeaufschlagung
Feuchtigkeit in den Kühlraum (1 ) abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel (23) mit einem im Kühlgeräte-Kältekreislauf geschalteten Verdichter (13) thermisch gekoppelt ist, dessen im Betrieb erzeugte Abwärme zur Wärmebeaufschlagung des Sorptionsmittels (23) vorgesehen ist.
2. Kühlgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verdichter (13) und dem Sorptionsmittel (23) ein Wärmeübertragungskreislauf (W) geschaltet ist, mit dem die Verdichter-Abwärme zum Sorptionsmittel (23) übertragbar ist.
3. Kühlgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (13) unmittelbar in Wärmekontakt mit dem Sorptionsmittel (23) ist.
4. Kühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel (23) der Befeuchtungseinrichtung (17) in einem
Befeuchtungskreislauf (B) geschaltet ist, der über einen Lufteinlass (19) und einen Luftauslass (29) mit dem Kühlraum (1 ) in Verbindung ist.
5. Kühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme von Feuchtigkeit dem Sorptionsmittel (23), insbesondere dem
Befeuchtungskreislauf (B), mit Feuchtigkeit beladene Außenluft zuführbar ist.
6. Kühlgerät, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befeuchtungskreislauf (B) nach außen geschlossen ist, so dass die mit Feuchtigkeit beladene Außenluft bei geöffneter Kühlgerätetür (3) über den Lufteinlass (19) in den
Befeuchtungskreislauf gelangt.
7. Kühlgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befeuchtungskreislauf (B) zusätzliche Ein- und/oder Auslässe (37, 38) aufweist, über die der Befeuchtungskreislauf (B) unmittelbar mit der Umgebung verbindbar ist.
8. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Befeuchtungskreislauf (B) ein Fördergebläse (25) geschaltet ist.
9. Kühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgerät eine Steuereinrichtung (31 ) aufweist, die nach Erfassen einer Kältegerätetür-Betätigung einen Adsorptionsvorgang (ΔtA) startet, bei dem das Sorptionsmittel (23) Feuchtigkeit aufnimmt.
10. Kühlgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass während des Adsorptionsvorganges (ΔtA) das im Befeuchtungskreislauf (B) vorgesehene Fördergebläse (25) eingeschaltet ist, und/oder der Verdichter (13) ausgeschaltet ist.
11. Kühlgerät nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Adsorptionsvorgang (ΔtA) ein Desorptionsvorgang (ΔtD1) erfolgt, in dem das Sorptionsmittel (23) unter Wärmebeaufschlagung die Feuchtigkeit freisetzt.
12. Kühlgerät nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fördergebläse (25) während des Desorptionsvorgangs (ΔtD) zumindest teilweise eingeschaltet ist.
13. Kühlgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Desorptionsvorgang (ΔtD) in voneinander zeitlich getrennte Desorptionsintervalle (ΔtD1, ΔtD2, ΔtD3) aufgeteilt ist, die insbesondere mit den Laufzeitintervallen des
Verdichters (13) übereinstimmen.
14. Kühlgerät nach Anspruch 11 , 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördergebläse (25) zum Laufzeitende des Verdichters (13) und/oder während der Standzeit des Verdichters (13) aktivierbar ist.
15. Kühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (1 ) ein davon abgetrenntes Kühlfach (11 ) aufweist, in das die vom Sorptionsmittel (23) freigegebene Feuchtigkeit führbar ist.
16. Verfahren zur Kühlraum-Befeuchtung in einem Kühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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