EP2567167A2 - Kältegerät und verdampfer dafür - Google Patents

Kältegerät und verdampfer dafür

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EP2567167A2
EP2567167A2 EP11712574A EP11712574A EP2567167A2 EP 2567167 A2 EP2567167 A2 EP 2567167A2 EP 11712574 A EP11712574 A EP 11712574A EP 11712574 A EP11712574 A EP 11712574A EP 2567167 A2 EP2567167 A2 EP 2567167A2
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EP
European Patent Office
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tube
graphite
wall
evaporator
evaporator according
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EP11712574A
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Stefan Holzer
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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Publication date
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Publication of EP2567167A2 publication Critical patent/EP2567167A2/de
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Publication of EP2567167B1 publication Critical patent/EP2567167B1/de
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
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    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0071—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F2013/005—Thermal joints
    • F28F2013/006—Heat conductive materials

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration device, in particular a domestic refrigerator, and a usable in such a refrigerator evaporator.
  • a refrigeration device in particular a domestic refrigerator
  • a usable in such a refrigerator evaporator conventionally comprises a pipe in which refrigerant circulates, a support plate to which the pipe is fixed and via the one
  • Heat exchange takes place between the tube and an interior of the refrigerator cooled by the evaporator, and a heat spreader layer disposed between the tube and the carrier plate, which provides efficient heat transfer between the carrier plate and the tube.
  • the carrier plate is a freezer compartment trough formed in an inner container of the refrigeration device, around which the tube is wound.
  • metal plates may be disposed between the tube and the freezer tray. If such a metal plate touches the freezer well over a large area, it causes a good
  • a slightly cheaper solution is to glue a 30 micron thick aluminum foil to the outer surfaces of the freezer compartment and wrap and glue the tube around it. If the adhesive layer that fixes the tube to the aluminum foil is thin enough, sufficient thermal conductivity of the evaporator for practical requirements is readily achievable. However, it is precisely this thin adhesive layer that can not be reliably realized everywhere. Fluctuations in the ductility of the tube may cause individual turns of the tube to not conform tightly to the aluminum foil, leaving an air gap therebetween or creating a thick layer of adhesive that significantly impedes heat transfer. Although the aluminum foil is cheaper than a metal plate, but still there is a need for a more cost-effective solution that reliably ensures good heat exchange between the tube and the support plate.
  • Object of the present invention is to provide an evaporator for a refrigerator, which at low cost the conventional evaporator in its thermal
  • the object is achieved by graphite-containing in an evaporator for a refrigerator with a refrigerant-carrying tube, at least one support plate to which the tube is attached, and arranged between the tube and the carrier plate heat spreader layer graphite.
  • the thermal conductivity of graphite is better than that of many metals and only slightly lower than that of aluminum at significantly lower cost. It is therefore sufficient a layer thickness of the graphite, which is only slightly larger than that of the aluminum foil to provide an evaporator whose
  • Heat exchange performance is at least as large as that of a conventional one
  • the graphite content of the heat spreader layer should preferably be at least 100 mg / cm 2 , more preferably at least 200 mg / cm 2 , corresponding in each case to a layer thickness of pure graphite of approximately 50 or 100 ⁇ m.
  • a graphite layer of this thickness can easily reach a heat transfer coefficient of 0.4 Wm "2 K " 1 .
  • the heat spreader layer comprises a sheet of substantially pure graphite.
  • a graphite layer can be considered if any impurities present do not affect the thermal conductivity of the layer.
  • the heat spreader layer may comprise a graphite filled plastic film.
  • a plastic film must be generally thicker than a pure graphite foil to achieve the same thermal conductivity, but has the advantage of more convenient handling.
  • the film may have a macroscopically homogeneous structure with embedded in a plastic matrix graphite particles or a
  • a third embodiment results as a heat distribution layer a graphite-containing plastic plate into consideration.
  • Plastic film such a depression can be easily formed, since such a film will generally be the more compliant, the higher their graphite content.
  • a recess may be formed in advance on the plate to subsequently lay the tube therein.
  • the plastic plate may also have the tube clamping projections that produce a close thermal contact between plastic plate and tube.
  • these projections have mutually opposite concave flanks, in which the tube can be inserted.
  • the projections may conveniently be formed as ribs extending along the tube.
  • the support plate may form a wall of a freezer compartment or a refrigerating compartment in a refrigerator according to the invention.
  • the heat distribution layer may comprise a graphite-containing plastic plate on a first of these walls and a foil on a second wall. Due to the higher in comparison to the film carrying capacity of the plastic plate, the tube can be laid closer to the first wall than at the second.
  • the first wall is a rear wall or a bottom wall of the first wall
  • Freezer In the case of the rear wall, the use of the plastic plate makes sense, because it is not practical here to anchor the tube by wrapping around the freezer. On a bottom wall, a denser installation of the pipe may be desirable in order to provide a high cooling capacity for rapid freezing of stored refrigerated goods.
  • the invention is also applicable to an evaporator, the support plate is arranged freely in an interior of the refrigerator.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a domestic refrigerator according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through a refrigeration device according to a second
  • FIG. 5 shows a wall section of the freezer compartment according to a modified
  • FIG. 6 shows a schematic perspective view of a freezer inner container with an evaporator according to the invention.
  • Fig. 1 shows a section through a combination household refrigeration appliance with a body 1, a normal refrigeration compartment 2, a freezer compartment 3 and doors 4, 5 for closing the two compartments 2, 3.
  • the compartments 2, 3 are in a conventional manner by Plastic deep-drawn inner container delimited by a surrounding insulating material layer 6.
  • the inner containers are each box-shaped with a front side open to the door 4 or 5, a rear wall 7, ceiling floor and side walls 8, 9 and 10 respectively.
  • the insulation material layer 6 facing outer sides of the walls 8, 9, 10 of the freezer compartment Inner container are covered with a graphite or graphite-filled plastic film, which is not visible in Fig. 1 due to their small thickness.
  • the foil may be glued individually piece by piece to each wall 8, 9, 10, or it may be wound in one piece around all four walls 8, 9, 10.
  • a refrigerant pipe 1 1 made of aluminum extends helically over the walls 8, 9, 10 of the inner container in close contact with the film.
  • Fig. 2 shows an alternative embodiment of a refrigeration device according to the invention.
  • an inner container surrounded by an insulating material layer 6 delimits an inner space 12 which is subdivided by a box 13 mounted therein into a freezer compartment (inside the box 13) and a normal refrigerated compartment 2 (outside the box 13).
  • the molded plastic or metal walls of the box 13 are externally covered with a sheet of graphite or graphite-filled plastic, and around the film is helically wrapped a refrigerant pipe 1 1.
  • Fig. 3 shows schematically and not to scale a partial section through the freezer compartment inner container of the refrigerator of FIG. 1 or the box 13 of FIG. 2.
  • the designated here with 14 film Graphite or of graphite-filled plastic extends integrally over the walls 8, 10.
  • the tube 11 is in the vicinity of rounded edges 15 between the walls 8, 10 in the yielding Slide 14 is pressed.
  • the original thickness of the film 14 at these locations is indicated by a dashed line. From this flexibility of the film results in a large-area contact between the film 14 and the tube 1 1 in the vicinity of the edges 15, which in turn provides for a highly efficient heat transfer between the tube 1 1 and the film 14.
  • Fig. 4 shows a section through a part of the ceiling wall 8, on which is clearly visible, as the tube 1 1 has pressed into the film 14.
  • the film 14 In practice, however, it is not a problem to give the film 14 also an at least equivalent heat transfer coefficient. If the film 14 consists of pure graphite, a thickness of 100 to 200 ⁇ m suffices to achieve a heat transfer coefficient of approximately 0.5 ⁇ m 2 K -1 , which corresponds to that of a conventional aluminum foil of 30 ⁇ m thickness. This layer thickness corresponds to a graphite amount of about 100 to 200 mg / cm 2 , and it is to be assumed that a corresponding amount of graphite will also be sufficient in a graphite-filled film in order to achieve a heat transfer coefficient of the same level.
  • a plastic plate 16 whose thermal conductivity is increased by the addition of graphite. While the amount of graphite that can be added to most plastics without losing their strength is limited, the thermal conductivity of plastic sheet 16 will generally be significantly less than that of pure graphite. However, this disadvantage is of little importance, since suitable plastics are available inexpensively, so that sufficient for practical purposes heat transfer coefficient of at least 0.4 watts per square meter Kelvin can be achieved, in which the thickness of the plastic plate 16 is chosen sufficiently large. In practice, a thickness of the plate 16 of 1 to 2 mm is sufficient to accommodate the required amount of graphite from about 100 to 200 mg / cm 2 .
  • projections may be formed, for example, as hooks which press the tube against the plate; preferred is the embodiment shown in Fig. 5, in which the projections 17 are formed as elongated ribs, each pairwise define a groove in which the tube 1 1 is clamped.
  • the rib-shaped projections 17 of FIG. 5 facing concave flanks 18 whose radius of curvature corresponds to the outer radius of the tube 1 1, so that the flanks 18 and the tube 1 1 to more than half of the pipe circumference.
  • Fig. 6 shows in a perspective view obliquely from below a freezer compartment inner container according to a further development of the present invention.
  • Ceiling bottom and side walls 8, 9, 10 of the inner container are, as described with reference to FIGS. 1 to 3, coated with a graphite-containing film 14, and drawn in Fig. 6 in dashed lines section 19 of the refrigerant raw r 1 1 1 pulls is in contact with the film 14 helically around the walls 8, 9, 10.
  • the tube 1 1 can not be secured as in the case of the section 19 by sloshing around, here is a plate 16 with reference to 5 and a meandering over the plate 16 extending portion 20 of the tube 1 1 is respectively clamped between the plate 16 protruding projections 17.
  • the freezer can be cooled from five sides at the same time; Heat can only penetrate through its open front.
  • such an increased laying density on a single wall is wrapped with the helically around the walls 8, 9, 10
  • Pipe section 19 not realizable.
  • a second plate 21 of graphite-containing plastic is attached here: it can be glued to the film 14, or the film 14 is recessed in the area occupied by the plate 21.
  • a segment 22 of the around the walls 8, 9, 10 wound pipe section 19 extends over the plastic plate 21 in the longitudinal direction.
  • pairs of projections 17 are formed, which clamp between them to the tube segment 21 parallel tube segments 23, 24.
  • These pipe segments 23, 24 are connected to each other and to one end of the pipe section 19 via arches 25, 26.
  • a along an edge 15 between the bottom and side walls 9, 10 extending pipe section 27 establishes a connection to the extending over the rear wall 7 pipe.

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Abstract

Ein Verdampfer für ein Kältegerät umfasst ein Kältemittel führendes Rohr (11), wenigstens eine Trägerplatte (7, 8, 9, 10), an der das Rohr (11) befestigt ist, und eine zwischen dem Rohr (11) und der Trägerplatte (7, 8, 9, 10) angeordnete graphithaltige Wärmeverteilerschicht (14, 16, 21).

Description

Kältegerät und Verdampfer dafür
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, und einen in einem solchen Kältegerät verwendbaren Verdampfer. Ein solcher Verdampfer umfasst herkömmlicherweise ein Rohr, in dem Kältemittel zirkuliert, eine Trägerplatte, an der das Rohr befestigt ist und über die ein
Wärmeaustausch zwischen dem Rohr und einem von dem Verdampfer gekühlten Innenraum des Kältegeräts stattfindet, und eine zwischen dem Rohr und der Trägerplatte angeordnete Wärmeverteilerschicht, die einen effizienten Wärmeübergang zwischen der Trägerplatte und dem Rohr vermittelt.
Aus DE 20 2005 000 909 U1 ist ein Verdampfer dieses Typs bekannt, bei dem die Trägerplatte eine in einem Innenbehälter des Kältegeräts ausgeformte Gefrierfachwanne ist, um die das Rohr herumgewickelt ist. Als Wärmeverteilerschicht können Metallplatten zwischen dem Rohr und der Gefrierfachwanne angeordnet sein. Wenn eine solche Metallplatte die Gefrierfachwanne großflächig berührt, bewirkt sie eine gute
Wärmeankopplung des Rohrs an das Gefrierfach. Sie ist jedoch schwer und teuer.
Eine etwas preiswertere Lösung ist, eine Aluminiumfolie von 30 Mikrometer Stärke auf die Außenflächen der Gefrierfachwanne zu kleben und um diese herum das Rohr zu wickeln und zu verkleben. Wenn die Klebstoffschicht, die das Rohr an der Aluminiumfolie fixiert, dünn genug ist, ist ein für praktische Anforderungen ausreichendes Wärmeleitvermögen des Verdampfers ohne weiteres erreichbar. Gerade diese dünne Klebstoffschicht ist jedoch nicht überall zuverlässig realisierbar. Schwankungen der Duktilität des Rohrs können dazu führen, dass einzelne Windungen des Rohrs sich nicht eng genug an die Aluminiumfolie anschmiegen, so dass zwischen beiden ein Luftspalt bestehen bleibt oder sich eine den Wärmeübergang erheblich behindernde dicke Klebstoffschicht entsteht. Die Aluminiumfolie ist zwar preiswerter als eine Metallplatte, aber dennoch besteht bedarf nach einer kostengünstigeren Lösung, die einen guten Wärmeaustausch zwischen Rohr und Trägerplatte zuverlässig gewährleistet. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Verdampfer für ein Kältegerät zu schaffen, der bei geringen Kosten dem herkömmlichen Verdampfer in seinen thermischen
Eigenschaften zumindest ebenbürtig ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Verdampfer für ein Kältegerät mit einem Kältemittel führenden Rohr, wenigstens einer Trägerplatte, an der das Rohr befestigt ist, und einer zwischen dem Rohr und der Trägerplatte angeordneten Wärmeverteilerschicht die Wärmeverteilerschicht graphithaltig ist. Die Wärmeleitfähigkeit von Graphit ist besser als die vieler Metalle und nur wenig geringer als die von Aluminium bei deutlich geringeren Kosten. Es genügt daher eine Schichtdicke des Graphits, die nur wenig größer ist als die der Aluminiumfolie, um einen Verdampfer zu schaffen, dessen
Wärmeaustauschleistung wenigstens so groß ist wie die eines herkömmlichen
Verdampfers gleicher Größe vom oben beschriebenen Typ.
Der Graphitanteil der Wärmeverteilerschicht sollte vorzugsweise wenigstens 100 mg/cm2, besser noch wenigstens 200 mg/cm2 betragen, entsprechend jeweils einer Schichtdicke von reinem Graphit von ca. 50 bzw. 100 μηη. Eine Graphitschicht dieser Stärke kann ohne weiteres eine Wärmeübergangszahl von 0,4 Wm"2 K"1 erreichen.
Einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zufolge umfasst die Wärmeverteilerschicht eine Folie aus im Wesentlichen reinem Graphit. Als im wesentlichen rein im Sinne der vorliegenden Erfindung kann eine Graphitschicht angesehen werden, wenn eventuell vorhandene Verunreinigungen die Wärmeleitfähigkeit der Schicht nicht beeinträchtigen.
Da reiner Graphit sehr weich ist, ist eine reine Graphitfolie nicht leicht zu handhaben. Einer zweiten Ausgestaltung zu Folge kann die Wärmeverteilerschicht eine graphitgefüllte Kunststofffolie umfassen. Eine solche Kunststofffolie muss zwar im Allgemeinen dicker als eine reine Graphitfolie sein, um dieselbe Wärmeleitfähigkeit zu erreichen, hat aber den Vorteil der bequemeren Handhabbarkeit. Die Folie kann eine makroskopisch homogene Struktur mit in eine Kunststoffmatrix eingebetteten Graphitteilchen oder auch eine
Sandwichstruktur mit einer zwischen Kunststoffschichten eingebetteten Graphitschicht haben. Einer dritten Ausgestaltung zu Folge kommt als Wärmeverteilerschicht eine graphithaltige Kunststoff platte in Betracht.
Denkbar ist auch, die drei erwähnten Ausgestaltungen in einem Verdampfer miteinander zu kombinieren, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird.
Ein Vorteil des reinen Graphits ist seine Nachgiebigkeit, die es ermöglicht, beim
Anbringen des Rohrs eine Vertiefung in die Graphitschicht zu drücken und auf diese Weise einen engen thermischen Kontakt zwischen dem Rohr und der
Wärmeverteilerschicht auf einer wesentlich größeren Oberfläche herzustellen, als dies herkömmlicherweise zwischen dem Rohr und einer Metall platte oder einer auf eine feste Trägerplatte aufgeklebten Metallfolie möglich wäre. Auch in der graphitgefüllten
Kunststofffolie kann eine solche Vertiefung leicht gebildet werden, da eine solche Folie im Allgemeinen umso nachgiebiger sein wird, je höher ihr Graphitanteil ist. Im Falle einer graphithaltigen Kunststoffplatte kann eine solche Vertiefung vorab an der Platte geformt werden, um anschließend das Rohr darin zu verlegen.
Bedingt durch ihre - im Vergleich zu den Folien relativ hohe - Steifigkeit kann die Kunststoffplatte auch das Rohr klemmende Vorsprünge aufweisen, die einen engen thermischen Kontakt zwischen Kunststoff platte und Rohr herstellen.
Vorzugsweise weisen diese Vorsprünge einander paarweise gegenüberliegende konkave Flanken auf, in die das Rohr eingefügt werden kann.
Um eine große Kontaktfläche für einen effizienten Wärmeübergang zu schaffen, können die Vorsprünge zweckmäßigerweise als sich entlang des Rohrs erstreckende Rippen ausgebildet sein.
Die Trägerplatte kann eine Wand eines Gefrierfaches oder eines Kühlfaches in einem erfindungsgemäßen Kältegerät bilden.
Wenn wenigstens zwei Wände des Gefrierfaches Trägerplatten des Wärmetauschers sind, kann die Wärmeverteilerschicht an einer ersten dieser Wände eine graphithaltige Kunststoffplatte und an einer zweiten Wand eine Folie umfassen. Aufgrund der im Vergleich zur Folie höheren Tragfähigkeit der Kunststoff platte kann das Rohr an der ersten Wand dichter verlegt sein als an der zweiten.
Vorzugsweise ist die erste Wand eine Rückwand oder eine Bodenwand des
Gefrierfaches. Im Falle der Rückwand ist die Verwendung der Kunststoff platte sinnvoll, weil es hier wenig praktikabel ist, das Rohr durch Herumwickeln um das Gefrierfach zu verankern. An einer Bodenwand kann eine dichtere Verlegung des Rohrs wünschenswert sein, um eine hohe Kühlleistung für schnelles Gefrieren von eingelagertem Kühlgut bereitstellen zu können.
Die Erfindung ist allerdings auch anwendbar auf einen Verdampfer, dessen Trägerplatte frei in einem Innenraum des Kältegeräts angeordnet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen: einen schematischen Querschnitt durch ein Haushaltskältegerät gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung; Fig 2 einen schematischen Querschnitt durch ein Kältegerät gemäß einer zweiten
Ausgestaltung der Erfindung;
Fig 3 n nicht maßstäblichen Teilschnitt durch das Gefrierfach des Kältegeräts
Fig. 1 oder 2;
Fig 4 einen Schnitt durch eine Wand des Gefrierfachs;
Fig 5 einen Wandausschnitt des Gefrierfachs gemäß einer abgewandelten
Ausgestaltung; und
Fig 6 eine schematische perspektivische Ansicht eines Gefrierfach-Innenbehälters mit einem Verdampfer gemäß der Erfindung. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Kombinations-Haushaltskältegerät mit einem Korpus 1 , einem Normalkühlfach 2, einem Gefrierfach 3 und Türen 4, 5 zum Verschließen der beiden Fächer 2, 3. Die Fächer 2, 3 sind in an sich bekannter Weise durch aus Kunststoff tiefgezogene Innenbehälter von einer sie umgebenden Isolationsmaterialschicht 6 abgegrenzt. Die Innenbehälter sind jeweils kastenförmig mit einer zur Tür 4 bzw. 5 hin offenen Vorderseite, einer Rückwand 7, Decken- Boden- und Seitenwänden 8, 9 bzw. 10. Die der Isolationsmaterialschicht 6 zugewandten Außenseiten der Wände 8, 9, 10 des Gefrierfach-Innenbehälters sind mit einer Folie aus Graphit oder aus graphitgefülltem Kunststoff beklebt, die in Fig. 1 aufgrund ihrer geringen Stärke nicht sichtbar ist. Die Folie kann jeweils stückweise an jeder Wand 8, 9, 10 einzeln verklebt sein, oder sie ist in einem Stück um alle vier Wände 8, 9, 10 gewickelt. Ein Kältemittelrohr 1 1 aus Aluminium erstreckt sich schraubenlinienförmig über die Wände 8, 9, 10 des Innenbehälters in engem Kontakt mit der Folie.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kältegeräts. Bei dieser Ausgestaltung begrenzt ein von einer Isolationsmaterialschicht 6 umgebener Innenbehälter einen Innenraum 12, der durch einen darin montierten Kasten 13 in ein Gefrierfach (im Inneren des Kastens 13) und ein Normalkühlfach 2 (außerhalb des Kastens 13) unterteilt ist. Die aus Kunststoff oder Metall geformten Wände des Kastens 13 sind außen mit einer Folie aus Graphit oder graphitgefülltem Kunststoff beklebt, und um die Folie herum ist schraubenlinienförmig ein Kältemittelrohr 1 1 geschlungen.
Fig. 3 zeigt schematisch und nicht maßstäblich einen Teilschnitt durch den Gefrierfach- Innenbehälter des Kältegeräts aus Fig. 1 oder des Kastens 13 aus Fig. 2. Zu sehen sind die Deckenwand 8 sowie angrenzende Teile der Seitenwände 10. Die hier mit 14 bezeichnete Folie aus Graphit oder aus graphitgefülltem Kunststoff erstreckt sich einteilig über die Wände 8, 10. Durch die beim Herumwickeln des Rohrs 1 1 um den Behälter auftretenden Kräfte ist das Rohr 1 1 insbesondere in der Nähe von abgerundeten Kanten 15 zwischen den Wänden 8, 10 in die nachgiebige Folie 14 eingedrückt. Die ursprüngliche Dicke der Folie 14 an diesen Stellen ist durch eine gestrichelte Linie angegeben. Aus dieser Nachgiebigkeit der Folie resultiert ein großflächiger Kontakt zwischen der Folie 14 und dem Rohr 1 1 in der Nähe der Kanten 15, der wiederum für einen hocheffizienten Wärmeübergang zwischen dem Rohr 1 1 und der Folie 14 sorgt. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Deckenwand 8, an dem deutlich erkennbar ist, wie sich das Rohr 1 1 in die Folie 14 eingedrückt hat.
Außerdem kann, wie in Fig. 3 gezeigt, ein sich zwischen zwei Ecken erstreckendes Segment des Rohrs 1 1 leicht gekrümmt sein und dennoch auf seiner gesamten Länge die Folie 14 berühren. Die Effektivität des durch das Rohr 1 1 , die Folie 14 und die Wände 8, 9, 10 des Innenbehälters gebildeten Wärmetauschers ist daher der Effektivität eines herkömmlichen, eine Aluminiumfolie als Wärmeverteilerschicht zwischen Kältemittelrohr und Innenbehälterwand verwendenden Verdampfers selbst dann ebenbürtig, wenn die Wärmeübergangszahl der Folie 14 niedriger sein sollte als die der herkömmlichen
Aluminiumfolie.
In der Praxis ist es jedoch kein Problem, der Folie 14 auch eine zumindest gleichwertige Wärmeübergangszahl zu verleihen. Wenn die Folie 14 aus reinem Graphit besteht, genügt eine Dicke von 100 bis 200 μηη, um eine Wärmeübergangszahl von ca. 0,5 Wm"2K"1 zu erreichen, der dem einer herkömmlichen Aluminiumfolie von 30 μηη Stärke entspricht. Diese Schichtdicke entspricht einer Graphitmenge von ca. 100 bis 200 mg/cm2, und es ist davon auszugehen, dass eine entsprechende Graphitmenge auch in einer graphitgefüllten Folie genügen wird, um eine Wärmeübertragungszahl in gleicher Höhe zu erreichen.
An Stelle der flexiblen Folie 14 kann als Wärmeverteilerschicht zwischen dem Rohr 1 1 und den Wänden 7, 8, 9 und/oder 10 auch eine Kunststoffplatte 16 vorgesehen sein, deren Wärmeleitfähigkeit durch Zusatz von Graphit erhöht ist. Zwar ist die Menge des Graphits, die den meisten Kunststoffen zugesetzt werden kann, ohne dass diese ihre Festigkeit verlieren, begrenzt, so dass die Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffplatte 16 im Allgemeinen deutlich kleiner sein wird als die des reinen Graphits. Dieser Nachteil fällt jedoch wenig ins Gewicht, da geeignete Kunststoffe preiswert verfügbar sind, so dass eine für praktische Zwecke ausreichende Wärmeübergangszahl von wenigstens 0,4 Watt pro Quadratmeter Kelvin erreicht werden können, in dem die Stärke der Kunststoff platte 16 ausreichend groß gewählt wird. In der Praxis genügt eine Stärke der Platte 16 von 1 bis 2 mm, um die benötigte Graphitmenge von ca. 100 bis 200 mg/cm2 unterzubringen. Ein wesentlicher Vorteil der Kunststoff platte 16 liegt jedoch darin, dass an ihr, wie in der Ansicht der Fig. 5 gezeigt, Vorsprünge 17 geformt werden können, die das Rohr 1 1 klemmen und auf diese Weise für einen effizienten Wärmeübergang zwischen dem Rohr 1 1 und der Platte 16 sorgen. Derartige Vorsprünge können beispielsweise als Haken ausgebildet sein, die das Rohr gegen die Platte drücken; bevorzugt ist die in Fig. 5 gezeigte Ausgestaltung, bei der die Vorsprünge 17 als langgestreckte Rippen ausgebildet sind, die jeweils paarweise eine Nut begrenzen, in der das Rohr 1 1 eingeklemmt ist. Um den Wärmeübergang noch weiter zu verbessern, haben die rippenförmigen Vorsprünge 17 der Fig. 5 einander zugewandte konkave Flanken 18, deren Krümmungsradius jeweils dem Außenradius des Rohrs 1 1 entspricht, so dass sich die Flanken 18 und das Rohr 1 1 auf mehr als der Hälfte des Rohrumfangs berühren.
Fig. 6 zeigt in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten einen Gefrierfach- Innenbehälter gemäß einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung. Decken- Boden- und Seitenwände 8, 9, 10 des Innenbehälters sind, wie mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 beschrieben, mit einer graphithaltigen Folie 14 überzogen, und ein in Fig. 6 gestrichelt dargestellter Abschnitt 19 des Kältemittel roh rs 1 1 zieht sich in Kontakt mit der Folie 14 schraubenlinienförmig um die Wände 8, 9, 10. Da an der Rückwand 7 des Innenbehälters das Rohr 1 1 nicht wie im Falle des Abschnitts 19 durch Herumschlingen befestigt werden kann, ist hier eine Platte 16 der mit Bezug auf Fig. 5 beschriebenen Art aufgeklebt und ein sich in Mäandern über die Platte 16 erstreckender Abschnitt 20 des Rohrs 1 1 ist jeweils zwischen von der Platte 16 abstehenden Vorsprüngen 17 geklemmt. So kann das Gefrierfach von fünf Seiten her gleichzeitig gekühlt werden; lediglich über seine offene Vorderseite kann noch Wärme eindringen. Um den Wärmeeinfall an der offenen Vorderseite zu kompensieren und eine möglichst homogene Temperaturverteilung in dem Gefrierfach zu erhalten, ist es wünschenswert, die Dichte, in der das Rohr 1 1 verlegt ist, in einem vorderen Bereich wenigstens der Bodenwand 9 zu vergrößern. Eine solche erhöhte Verlegedichte an einer einzigen Wand ist jedoch mit dem schraubenlinienförmig um die Wände 8, 9, 10 gewickelten
Rohrabschnitt 19 nicht realisierbar. Um dennoch die Verlegedichte im vorderen Bereich der Bodenwand 9 vergrößern zu können, ist hier eine zweite Platte 21 aus graphithaltigem Kunststoff angebracht: Sie kann auf die Folie 14 aufklebt sein, oder die Folie 14 ist in der von der Platte 21 belegten Fläche ausgespart. Ein Segment 22 des um die Wände 8, 9, 10 gewickelten Rohrabschnitts 19 erstreckt sich über die Kunststoffplatte 21 in deren Längsrichtung. Beiderseits dieses Rohrsegments 22 sind Paare von Vorsprüngen 17 gebildet, die zwischen sich zu dem Rohrsegment 21 parallele Rohrsegmente 23, 24 klemmen. Diese Rohrsegmente 23, 24 sind untereinander und mit einem Ende des Rohrabschnitts 19 über Bögen 25, 26 verbunden. Ein entlang einer Kante 15 zwischen Boden- und Seitenwand 9, 10 verlaufendes Rohrstück 27 stellt eine Verbindung zu dem über die Rückwand 7 verlaufenden Rohr her.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verdampfer für ein Kältegerät mit einem Kältemittel führenden Rohr (1 1 ), wenigstens einer Trägerplatte (7, 8, 9, 10), an der das Rohr (1 1 ) befestigt ist, und einer zwischen dem Rohr (1 1 ) und der Trägerplatte (7, 8, 9, 10) angeordneten Wärmeverteilerschicht (14, 16, 21 ) dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeverteilerschicht (14, 16, 21 ) graphithaltig ist.
2. Verdampfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Graphitanteil der
Wärmeverteilerschicht (14, 16, 21 ) wenigstens 100mg/cm2, vorzugsweise wenigstens 200mg/cm2, beträgt.
3. Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wärmeverteilerschicht (14, 16, 21 ) eine Wärmeübergangszahl von wenigstens 0,4
Wm"2K"1 aufweist.
4. Verdampfer nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1 1 ) sich in einer Vertiefung der Wärmeverteilerschicht (14) erstreckt.
5. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeverteilerschicht eine Folie (14) aus im Wesentlichen reinem Graphit umfasst.
6. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeverteilerschicht eine graphitgefüllte Kunststofffolie (14) umfasst.
7. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeverteilerschicht eine graphithaltige Kunststoff platte (16, 21 ) umfasst.
8. Verdampfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffplatte (16, 21 ) das Rohr (1 1 ) klemmende Vorsprünge (17) aufweist.
9. Verdampfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (17) einander paarweise gegenüberliegende konkave Flanken (18) aufweisen.
10. Verdampfer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (17) als sich entlang des Rohrs (1 1 ) erstreckende Rippen ausgebildet sind.
1 1. Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (7, 8, 9, 10) eine Wand eines Kühl- oder Gefrierfaches des Kältegeräts bildet.
12. Kältegerät nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Wände (7, 8, 9, 10) des Gefrierfaches Trägerplatten des Wärmetauschers sind, und dass die Wärmeverteilerschicht (14, 16, 21 ) an einer ersten der Wände (7, 9) eine
graphitgefüllte Kunststoff platte (16, 21 ) und an einer zweiten Wand (9) eine Folie (14) umfasst.
13. Kältegerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1 1 ) an der ersten Wand (9) dichter verlegt ist als an der zweiten Wand (10).
14. Kältegerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wand eine Rückwand (7) oder eine Bodenwand (9) des Gefrierfachbehälters ist.
15. Kältegerät mit einem Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Trägerplatte frei in einem Innenraum des Kältegeräts angeordnet ist.
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