EP2567168B1 - Kältegerät und verdampfer dafür - Google Patents

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EP2567168B1
EP2567168B1 EP11715491.4A EP11715491A EP2567168B1 EP 2567168 B1 EP2567168 B1 EP 2567168B1 EP 11715491 A EP11715491 A EP 11715491A EP 2567168 B1 EP2567168 B1 EP 2567168B1
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EP
European Patent Office
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plate
evaporator according
pipe
distributor plate
refrigeration device
Prior art date
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EP11715491.4A
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EP2567168A1 (de
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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 EP2567168A1 publication Critical patent/EP2567168A1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F28F9/0131Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00General constructional features
    • F25D23/06Walls
    • F25D23/061Walls with conduit means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-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
    • F28D1/02Heat-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
    • F28D1/04Heat-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
    • F28D1/047Heat-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
    • F28D1/0477Heat-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00General constructional features
    • F25D23/006General constructional features for mounting refrigerating machinery components

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator according to the preamble of claim 1, in particular a household refrigerator, and a usable in such a refrigerator evaporator.
  • Such an evaporator conventionally comprises a tube in which refrigerant flows, a support plate to which the tube is attached and via which heat exchange takes place between the tube and an interior of the refrigeration device cooled by the evaporator, and a tube arranged between the tube and the carrier plate Heat spreader layer, which provides efficient heat transfer between the carrier plate and the tube.
  • an evaporator of this type in which the support plate is a freezer compartment well formed in an inner container of the refrigeration device, around which the tube is wound.
  • metal plates between the tube and the freezer compartment trough can be arranged and attached to the tube and freezer tray each with double-sided adhesive tape. Since the contact area between the flat metal plate and the round tube is small, the double-sided adhesive tape at this point significantly affects the heat flow between the freezer tray and the tube much more than the large-area adhesive tape layer between metal plate and freezer.
  • Object of the present invention is to provide an evaporator for a refrigerator, which is at least the same value as the conventional evaporator in its thermal properties at low cost.
  • the heat distribution plate has a form-fitting manner to the pipe-fitting groove.
  • a heat transfer impairing adhesive layer between the tube and heat spreader plate can therefore be omitted.
  • the tube clamping projections are preferably formed integrally with the distributor plate to allow efficient heat exchange with the tube, even over the projections themselves.
  • the projections have mutually opposite concave flanks, so that the tube can be clamped between the opposite flanks of two projections.
  • the projections may conveniently be formed as ribs extending along the tube.
  • the distributor plate When the evaporator is to be used to cool a freezer in a domestic refrigerator, the distributor plate should have a heat transfer coefficient of at least 0.4 Wm -2 K -1 .
  • the distributor plate is formed from a plastic acted upon by a thermally conductive additive. While common plastics such as PS or PE in pure form typically have values of thermal conductivity of 0.15 to 0.3 Wm -1 K -1 , suitable thermal conductivity of more than 1 Wm -1 K -1 can be achieved without difficulty by means of suitable additives.
  • the thermal conductivity of the impacted with the additive plastic is at least 1.5 Wm -1 K -1 , more preferably at least 2 Wm -1 K -1 .
  • Such thermal conductivity is easily accessible using graphite as a heat-conducting additive.
  • the graphite additive should preferably be at least 100 mg per cm 2 of the area of the distribution plate, preferably at least 200 mg per cm 2 of plate area.
  • the support plate may at the same time be a wall of an inner container, in particular of the freezer compartment, in a refrigerator according to the invention.
  • the use of the distributor plate is particularly advantageous when the carrier plate is the rear wall of the inner container, since a portion of the tube extending over the rear wall can not be fixed by wrapping around the inner container.
  • the distributor plate may conveniently clamp at least one additional segment of the tube which extends extends between adjacent segments of the helically wound section. With the at least one additional segment, it is possible to achieve a higher laying density of the pipe on one of the wound walls than on other walls in order to counteract, if necessary, temperature gradients in the storage compartment bounded by the inner container.
  • the invention is also applicable to an evaporator, the support plate is arranged freely in an interior of the refrigerator.
  • Fig. 1 shows a section through a combination household refrigeration appliance with a body 1, a normal refrigerated 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 deep-drawn plastic inner container delimited by a surrounding insulating material layer 6.
  • the inner containers are each box-shaped with a door 4 or 5 open toward the front, a rear wall 7, ceiling floor and side walls 8, 9 and 10 respectively.
  • the insulating material layer 6 facing the outer sides of the walls 8, 9, 10 of the inner container of the freezer compartment 3 are covered with a graphite or graphite-filled plastic film, which in Fig. 1 is not visible due to its 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 heat spreader plate 12 is fastened in both compartments 2, 3 to an outer side of the rear wall 7 facing the insulating material layer 6 by means of double-sided adhesive tape applied over a large area or another suitable adhesive.
  • a refrigerant tube 11 of aluminum extends in meanders over the heat spreader plate 12. In the case of the freezer compartment 3, the refrigerant tube 11 is connected in series with a tube 20 which extends in close contact with the foil helically over the walls 8, 9, 10 of the inner container ,
  • Fig. 2 shows a section through the rear wall 7, the heat spreader plate 12 and attached to her tube 11 of the normal refrigeration compartment 2 or the freezer compartment 3 in section along a vertical plane.
  • the tube 11 extends on the distributor plate 12 in a plurality of meanders with horizontally oriented rectilinear segments 13 and semicircular arches 14 connecting the segments 13 in series.
  • the segments 13 are secured to the distributor plate 12 by means of hooks 15 which are injection molded integrally with the distributor plate 12 are.
  • the hooks 15 are circular arc-shaped with a radius of curvature slightly less than the radius of the tube 11 in the relaxed state, so that when the tube 11 is mounted as shown, the hooks 15 are under tension tightly conforming to the segments 13 and push them against the distributor plate 12.
  • FIG. 2 In the upper area of Fig. 2 two hooks 15 are shown, on which no segment 13 of the tube 11 is mounted. It can be seen here a groove 16 which is molded in the surface of the distributor plate 12 following the intended course of the tube 11.
  • the radius of curvature of the cross-sectionally circular channel 16 corresponds to that of the tube segments 13, so that when the tube 11 is mounted, a tube segment 13 held by the hooks 15 contacts the distributor plate 12 over the entire surface of the channel 16.
  • the distributor plate 12 when the hooks 15 are each openings 17 of the plate opposite, as in Fig. 3 shown.
  • the distributor plate 12 including the hooks 15 is a simple mold with two mutually movable parts, one of which the inner container wall 7 facing side of the distributor plate 12 and, with the aid of through the openings 17 cross-projections, the inner sides of the hook 15th and the other forms the insulating material layer 6 facing side of the distributor plate 12 and the outer sides of the hooks 15.
  • Fig. 4 shows in one too FIGS. 2 and 3 analog view, a preferred embodiment of the invention.
  • the hooks 15 are here replaced by protruding from the distributor plate 12, in pairs opposite ribs 18.
  • the ribs 18 extend in the horizontal direction over the entire length of a rectilinear segment 13 of the tube 11.
  • Concave flanks 19 on the mutually facing sides of Ribs 18 closely conform to the tube 11 and allow for efficient heat exchange over more than half the circumference of the tube 11.
  • the distributor plate 12 In order to uniformly cool the rear wall 7 over its entire area covered by the distributor plate 12, the distributor plate 12 must conduct heat better than pure plastics previously used in the refrigerator industry do so. In order to ensure a sufficient thermal conductivity of the distributor plate 12, it is provided according to the invention to manufacture the plate 12 according to any of the embodiments described above from a plastic acted upon by a good heat-conductive additive, in particular polystyrene with added graphite. By adding graphite to the polystyrene, a thermal conductivity of 2 Wm -1 K -1 can be achieved without unduly impairing the strength of the material. With a thickness of the plate of 1.5 mm, a heat transfer coefficient of 0.467 Wm -2 K -1 is achievable.
  • the graphite additive is for this purpose preferably at least 100 mg per cm 2 surface of the manifold plate 12, even better at least 200 mg of graphite / cm 2.
  • Fig. 5 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 covered with a graphite-containing foil which, like the distribution plate 12 described above, acts as a heat spreader between the walls 8, 9, 10 of the inner container and helically around these walls 8, 9 , 10 wound tube 20 acts.
  • the graphite-containing film may consist of substantially pure graphite. In order to achieve a heat transfer coefficient of 0.47 W / m 2 K, a cost-effective, 100 ⁇ m thick film is sufficient.
  • the pure graphite foil it is also possible to use a foil in which, for better handling, a graphite layer is embedded between two plastic foils, or a foil produced in one layer from a plastic material with a high added graphite content and, accordingly, a soft foil.
  • the tube 11 On the rear wall 7 of the inner container, the tube 11 is fixed by means of the distribution plate 12 already described.
  • the freezer can be cooled from five sides at the same time, only on its open front can still penetrate heat.
  • such increased laying density on a single wall is not feasible with the tube 20 wound helically around the walls 8, 9, 10.
  • a second plate 21 made of graphite-containing plastic is attached here.
  • a segment 22 of the tube 20 wound around the walls 8, 9, 10 extends over the distributor plate 21 in the longitudinal direction. On both sides of this tube segment 22 pairs of ribs 18 are formed, which clamp between them to the tube segment 22 parallel tube segments 23, 24. These tube segments 23, 24 are connected to each other and to one end of the helically wound around the walls of the tube 20 via arches 25, 26.
  • a tube piece 28 extending along an edge 27 between the bottom and side walls 9, 10 establishes a connection to the tube 11 extending over the rear wall 7.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere ein Haushaltskältegerät, und einen in einem solchen Kältegerät verwendbaren Verdampfer.
  • Ein solcher Verdampfer wird in Dokument US 6536227 B1 offenbart.
  • Ein solcher Verdampfer umfasst herkömmlicherweise ein Rohr, in dem Kältemitte 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 und an Rohr und Gefrierfachwanne jeweils mit doppelseitigem Klebeband befestigt sein. Da die Kontaktfläche zwischen der ebenen Metallplatte und dem runden Rohr klein ist, beeinträchtigt das doppelseitige Klebeband an dieser Stelle den Wärmefluss zwischen Gefrierfachwanne und Rohr erheblich mehr als die großflächige Klebebandschicht zwischen Metallplatte und Gefrierfachwanne.
  • 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 durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
  • Um einen großflächigen Wärmeaustausch zu ermöglichen, weist die Wärmeverteilerplatte eine sich formschlüssig an das Rohr anschmiegende Rinne auf.
  • Eine den Wärmeübergang beeinträchtigende Klebschicht zwischen Rohr und Wärmeverteilerplatte kann daher entfallen.
  • Die das Rohr klemmenden Vorsprünge sind vorzugsweise einteilig mit der Verteilerplatte ausgebildet, um einen effizienten Wärmeaustausch mit dem Rohr auch über die Vorsprünge selbst zu ermöglichen.
  • Vorzugsweise weisen die Vorsprünge einander paarweise gegenüberliegende konkave Flanken auf, so dass das Rohr zwischen den sich gegenüberliegenden Flanken zweier Vorsprünge geklemmt 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.
  • Wenn der Verdampfer zum Kühlen eines Gefrierfachs in einem Haushaltskältegerät eingesetzt werden soll, sollte die Verteilerplatte eine Wärmeübergangszahl von wenigstens 0,4 Wm-2K-1 aufweisen.
  • Der Erfindung zufolge ist die Verteilerplatte aus einem mit einem wärmeleitenden Zusatz beaufschlagten Kunststoff gebildet. Während verbreitete Kunststoffe wie etwa PS oder PE in Reinform typischerweise Werte der Wärmeleitfähigkeit von 0,15 bis 0,3 Wm-1K-1 aufweisen, sind durch geeignete Zusatzstoffe Wärmeleitfähigkeiten von über 1 Wm-1K-1 ohne Schwierigkeiten erreichbar.
  • Da auch diese erhöhte Wärmeleitfähigkeit deutlich kleiner ist als die eines gut wärmeleitenden Metalls, ist eine größere Dicke der Verteilerplatte erforderlich, um eine ähnlich homogene Wärmeverteilung in der Trägerplatte zu erreichen wie bei Verwendung einer metallischen Verteilerplatte. Die hiermit verbundenen Materialkosten sind jedoch gering im Vergleich zu einer metallischen Verteilerplatte, und die Vorsprünge (sowie ggf. die Konkavität) sind an einer Verteilerplatte aus Kunststoff ungleich einfacher und preiswerter realisierbar als an einer Verteilerplatte aus Metall.
  • Vorzugsweise beträgt die Wärmeleitfähigkeit des mit dem Zusatz beaufschlagten Kunststoffs wenigstens 1,5 Wm-1K-1, besser noch wenigstens 2 Wm-1K-1.
  • Eine solche Wärmeleitfähigkeit ist unter Verwendung von Graphit als wärmeleitendem Zusatz gut erreichbar.
  • In der Praxis sollte der Graphitzusatz vorzugsweise wenigstens 100 mg pro cm2 der Fläche der Verteilerplatte, vorzugsweise wenigstens 200 mg pro cm2 der Plattenfläche betragen.
  • Zu hohe Graphitzusätze können die mechanische Festigkeit des Kunststoffs beeinträchtigen. Eine aus einem hohen Graphitzusatz resultierende Nachgiebigkeit des Kunststoffs fördert zwar einen engen, großflächigen Kontakt zwischen Rohr und Verteilerplatte, sie beeinträchtigt aber gleichzeitig - insbesondere wenn die Vorsprünge einteilig mit der Verteilerplatte ausgebildet sind - die Klemmkraft, mit der das Rohr gegen die Verteilerplatte gedrückt wird. Es kann daher auch sinnvoll sein, ein Metallpulver als Zusatz zu verwenden, das die Festigkeit der Verteilerplatte nicht wesentlich beeinträchtigt. Zwar kann das Metallpulver abrasiv auf beim Formen der Verteilerplatte verwendete Spritzwerkzeuge wirken, doch kann dem bei gleichzeitiger Verwendung von Graphit durch dessen Schmierwirkung entgegengewirkt werden.
  • Die Trägerplatte kann gleichzeitig eine Wand eines Innenbehälters, insbesondere des Gefrierfachs, in einem erfindungsgemäßen Kältegerät sein.
  • Die Verwendung der Verteilerplatte ist besonders vorteilhaft, wenn die Trägerplatte die Rückwand des Innenbehälters ist, da ein sich über die Rückwand erstreckender Abschnitt des Rohrs nicht durch Herumwickeln um den Innenbehälter befestigt werden kann.
  • Wenn ein Abschnitt des Rohrs schraubenlinienförmig um Boden-, Decken- und Seitenwände des Innenbehälters gewickelt ist, kann die Verteilerplatte zweckmäßigerweise wenigstens ein zusätzliches Segment des Rohrs klemmen, das sich zwischen einander benachbarten Segmenten des schraubenlinienförmig gewickelten Abschnitts erstreckt. Mit dem wenigstens einen zusätzlichen Segment ist es möglich, an einer der umwickelten Wände eine höhere Verlegedichte des Rohrs als an anderen Wänden zu erzielen, um ggf. Temperaturgradienten im von dem Innenbehälter begrenzten Lagerfach entgegenzuwirken.
  • 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:
  • Fig. 1
    einen schematischen Querschnitt durch ein Haushaltskältegerät gemäß der Erfindung;
    Fig. 2
    einen Schnitt durch eine Wand des Gefrierfachs des Kältegeräts aus Fig. 1 gemäß einer ersten Ausgestaltung;
    Fig. 3
    einen Schnitt durch eine Wand des Gefrierfachs des Kältegeräts aus Fig. 1 gemäß einer zweiten Ausgestaltung;
    Fig. 4
    einen Schnitt durch eine Wand des Gefrierfachs des Kältegeräts aus Fig. 1 gemäß einer dritten Ausgestaltung;
    Fig. 5
    eine schematische perspektivische Ansicht eines Gefrierfach-Innenbehälters mit einem Verdampfer gemäß einer vierten Ausgestaltung 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 Isolationsmateriaischicht 6 zugewandten Außenseiten der Wände 8, 9, 10 des Innenbehälters des Gefrierfachs 3 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. Eine Wärmeverteilerplatte 12 ist bei beiden Fächern 2, 3 an einer der Isolationsmaterialschicht 6 zugewandten Außenseite der Rückwand 7 mit Hilfe von großflächig angebrachtem doppelseitigem Klebeband oder einem anderen geeigneten Klebmittel befestigt. Ein Kältemittelrohr 11 aus Aluminium erstreckt in Mäandern über die Wärmeverteilerplatte 12. Im Falle des Gefrierfachs 3 ist das Kältemittelrohr 11 in Reihe verbunden mit einem Rohr 20, das sich in engem Kontakt mit der Folie schraubenlinienförmig über die Wände 8, 9, 10 des Innenbehälters erstreckt.
  • Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Rückwand 7, die Wärmeverteilerplatte 12 und das an ihr befestigte Rohr 11 des Normalkühlfachs 2 oder des Gefrierfachs 3 im Schnitt entlang einer vertikalen Ebene. Das Rohr 11 erstreckt sich an der Verteilerplatte 12 in mehreren Mäandern mit horizontal orientierten geradlinigen Segmenten 13 und die Segmente 13 in Reihe verbindenden Halbkreisbögen 14. Die Segmente 13 sind an der Verteilerplatte 12 mit Hilfe von Haken 15 befestigt, die einteilig mit der Verteilerplatte 12 spritzgeformt sind. Die Haken 15 sind kreisbogenförmig mit einem Krümmungsradius, der in entspanntem Zustand geringfügig kleiner als der Radius des Rohrs 11 ist, so dass, wenn das Rohr 11 wie dargestellt montiert ist, die Haken 15 unter Spannung stehen, sich eng an die Segmente 13 anschmiegen und diese gegen die Verteilerplatte 12 drücken.
  • Im oberen Bereich von Fig. 2 sind zwei Haken 15 gezeigt, an denen noch kein Segment 13 des Rohrs 11 montiert ist. Man erkennt hier eine Rinne 16, die in der Oberfläche der Verteilerplatte 12 dem vorgesehenen Verlauf des Rohrs 11 folgend abgeformt ist. Der Krümmungsradius der im Querschnitt kreisbogenförmigen Rinne 16 entspricht dem der Rohrsegmente 13, so dass, wenn das Rohr 11 montiert ist, ein von den Haken 15 gehaltenes Rohrsegment 13 die Verteilerplatte 12 auf der gesamten Oberfläche der Rinne 16 berührt. Dies und das Fehlen einer schlecht wärmeleitenden Klebstoffschicht zwischen dem Rohr 11 und der Verteilerplatte 12 gewährleistet einen effizienten Wärmeaustausch zwischen dem Rohr 11 und der Verteilerplatte 12.
  • Besonders einfach zu formen ist die Verteilerplatte 12, wenn den Haken 15 jeweils Öffnungen 17 der Platte gegenüber liegen, wie in Fig. 3 gezeigt. So genügt zum Formen der Verteilerplatte 12 einschließlich der Haken 15 ein einfaches Formwerkzeug mit zwei gegeneinander beweglichen Teilen, von denen eines die der Innenbehälterwand 7 zugewandte Seite der Verteilerplatte 12 und, mit Hilfe von durch die Öffnungen 17 hindurch greifenden Vorsprüngen, die Innenseiten der Haken 15 und das andere die der Isolationsmaterialschicht 6 zugewandte Seite der Verteilerplatte 12 und die Außenseiten der Haken 15 formt.
  • Fig. 4 zeigt in einer zu Fig. 2 und 3 analogen Ansicht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung. Die Haken 15 sind hier ersetzt durch von der Verteilerplatte 12 abstehende, sich paarweise gegenüber liegende Rippen 18. Die Rippen 18 erstrecken sich in horizontaler Richtung jeweils über die gesamte Länge eines geradlinigen Segments 13 des Rohrs 11. Konkave Flanken 19 an den einander zugewandten Seiten der Rippen 18 schmiegen sich eng an das Rohr 11 an und ermöglichen einen effizienten Wärmeaustausch auf mehr als der Hälfte des Umfangs des Rohrs 11.
  • Um die Rückwand 7 auf ihrer gesamten von der Verteilerplatte 12 bedeckten Fläche gleichmäßig zu kühlen, muss die Verteilerplatte 12 Wärme besser leiten, als im Kältegerätebau bislang verbreitete Reinkunststoffe dies tun. Um ein ausreichendes Wärmeleitvermögen der Verteilerplatte 12 sicherzustellen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, die Platte 12 nach einer beliebigen der oben beschriebenen Ausgestaltungen aus einem mit einem gut wärmeleitenden Zusatz beaufschlagten Kunststoff zu fertigen, insbesondere aus Polystyrol mit zugesetztem Graphit. Durch den Zusatz von Graphit zum Polystyrol ist eine Wärmeleitfähigkeit von 2 Wm-1K-1 realisierbar, ohne dass die Festigkeit des Materials übermäßig beeinträchtigt wird. Bei einer Dicke der Platte von 1,5 mm ist so eine Wärmeübergangszahl von 0,467 Wm-2K-1 erreichbar. Der Graphitzusatz beträgt hierfür vorzugsweise wenigstens 100 mg pro cm2 Fläche der Verteilerplatte 12, besser noch wenigstens 200 mg Graphit/cm2.
  • Denkbar ist auch, die erforderliche Wärmeleitfähigkeit durch einen Zusatz von Metallpulver, zum Beispiel Aluminiumpulver, zum Kunststoff der Verteilerplatte 12 zu realisieren. Durch Verwendung von Metallpulver anstelle von Graphit kann eine Verringerung der Festigkeit der fertigen Verteilerplatte 12 vermieden oder zumindest verringert werden. Ein Problem ist jedoch, dass das Metallpulver abrasiv auf die zur Fertigung der Verteilerplatte 12 verwendeten Formen wirkt. Denkbar ist aber auch, Metallpulver- und Graphitzusätze zu mischen. Indem der Graphitanteil niedriger gehalten wird als bei einem nur mit Graphit bezuschlagten Material mit gleicher Wärmeleitfähigkeit, kann der Festigkeitsverlust des Materials in Grenzen gehalten werden. Gleichzeitig reduziert die Schmierwirkung des Graphits die abrasive Wirkung des Metallpulvers auf die Formen.
  • Fig. 5 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 mit einer graphithaltigen Folie überzogen, die wie die oben beschriebene Verteilerplatte 12 als eine Wärmeverteilerschicht zwischen den Wänden 8, 9, 10 des Innenbehälters und dem schraubenlinienförmig um diese Wände 8, 9, 10 gewickelten Rohr 20 wirkt. Die graphithaltige Folie kann aus im Wesentlichen reinem Graphit bestehen. Um eine Wärmeübergangszahl von 0,47 W/m2 K zu erreichen, genügt eine kostengünstige, 100µm dicke Folie. Anstelle der reinen Graphitfolie kann auch eine Folie verwendet werden, in der der besseren Handhabbarkeit wegen eine Graphitschicht zwischen zwei Kunststofffolien eingebettet ist, oder eine einschichtig aus einem Kunststoffmaterial mit einem hohen zugesetzten Graphitanteil gefertigte und dementsprechend weiche Folie.
  • An der Rückwand 7 des Innenbehälters ist das Rohr 11 mit Hilfe der bereits beschriebenen Verteilerplatte 12 befestigt. 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, mit der die Rohre verlegt sind, 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 Rohr 20 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 graphithaltige Folie aufgeklebt sein, oder die Folie ist in der von der Platte 21 belegten Fläche ausgespart. Ein Segment 22 des um die Wände 8, 9, 10 gewickelten Rohrs 20 erstreckt sich über die Verteilerplatte 21 in deren Längsrichtung. Beiderseits dieses Rohrsegments 22 sind Paare von Rippen 18 gebildet, die zwischen sich zu dem Rohrsegment 22 parallele Rohrsegmente 23, 24 klemmen. Diese Rohrsegmente 23, 24 sind untereinander und mit einem Ende des schraubenlinienförmig um die Wände gewickelten Rohr 20 über Bögen 25, 26 verbunden. Ein entlang einer Kante 27 zwischen Boden- und Seitenwand 9, 10 verlaufendes Rohrstück 28 stellt eine Verbindung zu dem über die Rückwand 7 verlaufenden Rohr 11 her.

Claims (13)

  1. Verdampfer für ein Kältegerät mit einem Kältemittel führenden Rohr (11; 23, 24), wenigstens einer Trägerplatte (7; 9), an der das Rohr (11; 23, 24) befestigt ist, und einer zwischen dem Rohr (11; 23, 24) und der Trägerplatte (7; 9) angeordneten, das Rohr (11; 23, 24) klemmende Vorsprünge (15; 18) tragenden Wärmeverteilerplatte (12; 21), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeverteilerplatte (12; 21) aus einem mit einem wärmeleitenden Zusatz beaufschlagten Kunststoff gebildet ist und eine sich formschlüssig an das Rohr (11; 23, 24) anschmiegende Rinne (16) aufweist.
  2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (15; 18) einteilig mit der Verteilerplatte (12; 21) ausgebildet sind.
  3. Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18) einander paarweise gegenüberliegende konkave Flanken (19) aufweisen.
  4. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18) als sich entlang des Rohrs (11; 23, 24) erstreckende Rippen ausgebildet sind.
  5. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerplatte (12; 21) eine Wärmeübergangszahl von wenigstens 0,4 Wm-2K-1 aufweist.
  6. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des mit dem Zusatz beaufschlagten Kunststoffs wenigstens 1,5 Wm-1 K-1 beträgt.
  7. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz Graphit umfasst.
  8. Verdampfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Graphitanteil der Verteilerplatte (12; 21) wenigstens 100mg/cm2 der Plattenfläche, vorzugsweise wenigstens 200mg/cm2 der Plattenfläche, beträgt.
  9. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz Metallpulver umfasst.
  10. Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (7, 9) eine Wand eines Innenbehälters des Kältegeräts ist.
  11. Kältegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (7) eine Rückwand des Innenbehälters ist.
  12. Kältegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (20) des Rohrs schraubenlinienförmig um Boden- Decken- und Seitenwände (8, 9, 10) des Innenbehälters gewickelt ist und die Verteilerplatte (21) wenigstens ein Segment (23, 24) des Rohrs klemmt, das sich zwischen einander benachbarten Segmenten (22) des schraubenlinienförmig gewickelten Abschnitts (20) erstreckt.
  13. Kältegerät mit einem Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte frei in einem Innenraum des Kältegeräts angeordnet ist.
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