EP2631577A2 - Kühl- und/oder Gefriergerät - Google Patents

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Publication number
EP2631577A2
EP2631577A2 EP13001008.5A EP13001008A EP2631577A2 EP 2631577 A2 EP2631577 A2 EP 2631577A2 EP 13001008 A EP13001008 A EP 13001008A EP 2631577 A2 EP2631577 A2 EP 2631577A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compartment
emissivity
heat
evaporator
radiation
Prior art date
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Granted
Application number
EP13001008.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2631577B1 (de
EP2631577A3 (de
Inventor
Matthias Schenk
Michael Schick
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.)
Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Original Assignee
Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen 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 Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH filed Critical Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Publication of EP2631577A2 publication Critical patent/EP2631577A2/de
Publication of EP2631577A3 publication Critical patent/EP2631577A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2631577B1 publication Critical patent/EP2631577B1/de
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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
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/06—Walls
    • F25D23/065—Details
    • 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
    • F25D23/00—General constructional features

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator and / or freezer with at least one body having at least one outer wall and in which at least one cooled compartment is arranged, and having at least one refrigerant circuit having at least one evaporator for cooling the compartment.
  • the present invention has for its object to improve the efficiency of a refrigerator and / or freezer.
  • a refrigerator and / or freezer with the features of claim 1. Thereafter, it is provided that one or more walls of the compartment and / or at least one in the compartment befindliches element and / or one or more outer walls of the device body are partially or completely provided with means by which the emissivity with respect to the thermal radiation of said wall and / or said element is reduced.
  • the feature that the emissivity is reduced or increased means that the emissivity of the relevant component using the means mentioned is lower or greater than without the use of said means
  • the present invention is therefore based in particular on the idea to reduce the heat input into the cooled compartment in that the heat flow generated by the heat radiation is reduced compared to known devices.
  • the heat flux through thermal radiation depends on a constant, the surface temperature of the heat radiation emitting component, its size and also on the emissivity, which can be between 0 and 1.
  • a perfect mirror has the emissivity 0, an ideal black body the emissivity 1.
  • the effect of said means is that the heat radiation, which is reduced, for example, by the surface of said compartment facing the cooled interior, or also by the surface of a component located therein, such as a shelf, is reduced.
  • the heat radiation emitted is thus reduced compared to the state without the use of said means.
  • wall of the compartment is not limited to the actual inner container, but also the inner door, i. the inside of the door is included.
  • the term "compartment” is understood to mean not only the space used to hold the food to be refrigerated and / or frozen, but also the space in which the evaporator is located.
  • This evaporator space is preferably in flow communication with the storage space for receiving refrigerated or frozen goods, so that an exchange of air between the evaporator space and the storage space is possible or takes place.
  • the evaporator chamber can be separated from the storage space, for example, by a vertical partition plate or by a cooling air duct.
  • one or more radiation screens are provided inside and / or outside of the device, which at least partially reflect the heat radiation of at least one wall or at least one component of the device or otherwise largely or completely discourage the cooled interior.
  • a radiation shield is a surface which is preferably not in thermally conductive contact with other surfaces, but exchanges heat only via radiation.
  • the radiation shield is designed at least on one side with a surface with a low emissivity, in order to absorb as little heat as possible.
  • the heat radiation impinging on the radiation shield is preferably partially or completely reflected.
  • the radiation screens can be mounted, for example, on the inner container or on the inside of the door. They may be upstream of the inner container wall or the inside of the door in the direction of the cooled interior and / or extend parallel to them. It is also conceivable that the inner container itself is designed as a radiation shield.
  • radiation screens can also be attached to all other places where heat is transmitted via radiation to the device or in the cooled interior, z. B. in the compressor or between the rear panel and condenser.
  • the radiation screens can be present in single or multiple numbers and z. B. be arranged in layers to further reduce the heat input by radiation.
  • the means are provided on the surfaces of the inner wall or the inner container, preferably on the inside of the door, flap or other closure element and / or on the rear wall behind a free-hanging evaporator, through which the heat radiation is reduced.
  • the said evaporator is preferably a free-hanging evaporator.
  • a free-hanging evaporator Consider, for example, a roll bond or a Z-bond evaporator or else a flat-type evaporator or heat exchanger of a (brine) circuit which is designed in another form.
  • the device faces surfaces with very different temperatures.
  • the evaporator surface which is very cold, is in the radiation exchange with the comparatively warm surfaces of the inner container and possibly other parts in the interior of the device. If these surfaces consist of a material with a comparatively high emissivity, heat can pass directly from the inner container to the evaporator, thereby burdening the heat transfer in the refrigeration cycle.
  • the device has at least one heat exchanger and / or heat accumulator, and that the heat exchanger and / or the heat accumulator is partially or completely provided with means by which their emissivity is increased with respect to the heat radiation.
  • the heat exchanger and / or the heat accumulator is partially or completely provided with means by which their emissivity is increased with respect to the heat radiation.
  • this has the advantage that radiation is absorbed efficiently and the heat is well dissipated from the cooled compartment.
  • the invention also includes a combination of the aforementioned features, namely the reduction of the emissivity of walls of the compartment and / or at least one element located in the compartment and / or one or more outer walls of the device body and increasing the emissivity of one or more heat exchangers and / or heat storage, such as latent heat storage of the device.
  • shelves and / or shelves made of a material with a low emissivity or to provide it with a coating which has a low emissivity, such as mirrors or mirrored surfaces, glossy metal foils or metallic finishes.
  • the use of said means is not limited to the refrigerated interior. It may alternatively or additionally include the outdoor area of the device.
  • the outer wall or a portion of the outer wall such as e.g. the compressor or the rear wall of the device is designed with said means.
  • surfaces which are in the range of warm parts of the device are made of a material with a low emissivity or are provided with a coating of a material with a low emissivity.
  • metal foils in particular lustrous metal foils or even metallic finishes, may be considered as examples.
  • the low emissivity leads to a low absorption of the heat radiation or to a low emission of heat radiation, whereby the advantage is achieved that, for example, from a condenser or from a compressor, the heat can be dissipated efficiently.
  • the invention encompasses any means which result in the desired increase or decrease in the emissivity. It is conceivable that the means are the material of the relevant component itself or a coating or a three-dimensional structuring of the surface.
  • the component in question or at least its surface such as the inner container made of a material with reduced emissivity or an evaporator with an increased emissivity or to achieve the desired property (reduced or increased emissivity) by a coating.
  • the coating is a vapor deposition, coating, mirroring or gluing. This listing is exemplary in nature and not a definitive list of measures for coating components of a refrigerator and / or freezer.
  • the means by which the emissivity is reduced may be a glossy surface or coating, a sheet, a mirror, a metal foil, a polished metal or metal sheet, or a metallic finish.
  • the coatings or surface materials which can be used to change the emissivity are, for example, thin sheets or metal foils of materials such as e.g. Aluminum, copper or the like. These materials can also be used as a layer of the radiation screen (s).
  • additives which are added to a base material and reduce or increase the emissivity of at least the surface of the component as required.
  • suitable additives are metals, plastics, ceramics, pure substances, such as TiO 2 .
  • the invention also includes a surface treatment or change which leads to a change, preferably to an increase in the emissivity.
  • Such surface treatment or modification may, for example, be the structuring of the surface in order to increase the surface available for the absorption of heat radiation.
  • This structuring can take place before, after or during the production or coating process, for example by rolling, microstructuring by laser, embossing of a structure during the deep-drawing process, etc.
  • the structuring is thus preferably designed such that an enlargement of the surface of the component results.
  • the surface of an evaporator can be structured in such a way that it has an enlarged surface and thus an emissivity which is greater than that of an unstructured state.
  • Such structuring can not only be applied to evaporators, but to heat exchangers of any kind for a refrigerator and / or freezer, which are designed as desired. also in liquefiers or other heat exchangers, e.g. in devices with secondary circuit or the like.
  • the emissivity and thus also the absorption capacity of thermal radiation are increased by the use of the agents according to the invention. It is conceivable to produce an evaporator from a material which has a high emissivity or to coat the evaporator with such a material. Thus, the emissivity of the evaporator is increased from a condition without the use of the means mentioned. It is conceivable to use the evaporator e.g. by vapor deposition, painting, gluing etc. to coat. For example, a coating with a material, e.g.
  • radiator paint a black, preferably matt black finish or other black, preferably matte black version of the evaporator, in particular of non-visible evaporator surfaces.
  • a black, preferably matt black finish or other black preferably matte black version of the evaporator, in particular of non-visible evaporator surfaces.
  • these statements apply not only to evaporators, but to any heat exchangers, such as evaporators, condenser or other heat exchangers, for example, in devices with secondary circuit or similar.
  • this heat accumulator or latent heat accumulator such that they consist of a material at least in the region of their surface according to the above statements or are coated with a material which increases the emissivity of the accumulator. Also, the structuring of the surface of the memory described in more detail above is possible to increase the surface thereof.
  • the one or more heat storage or latent heat storage are attached to evaporators, condensers or other heat exchangers or at other locations in the refrigerator and / or freezer.
  • the absorption capacity of heat radiation of the memory and thus its efficiency is increased.
  • One conceivable embodiment relates to a refrigerator whose refrigerated compartment is formed by an inner container and the inside of a door.
  • a free-hanging evaporator which is designed for example as a Rollbond or Z-Bond evaporator.
  • the evaporator can be located behind a panel, which is formed for example by a partition plate and serves as a veneer, so that the evaporator is not visible.
  • the evaporator space and the storage space for holding the refrigerated and / or frozen food are in fluid communication so that cold air can pass from the evaporator to the storage space and air from the storage space to the evaporator.
  • the surface of the inner wall of the inner container and in particular the area behind the evaporator, i. the rear wall of the inner container and / or the inside of the door is provided on its side facing the cooled compartment with a coating which reduces the emissivity of the inner container or the inner door from the uncoated condition.
  • the material used for the coating for example, a mirror or a mirrored surface, a shiny surface, such as a metal foil or a sheet, preferably a highly polished sheet into consideration.
  • the emissivity can be significantly reduced.
  • the emissivity of plastic is about 0.93, that of an aluminum foil or a polished aluminum sheet is only about 0.04 to 0.05.
  • the material of the inner container including the inner side of the door, from a material which has a lower emissivity than the conventional inner container material. It is conceivable, for example, to provide the inner container material with additives which are designed such that they reduce the emissivity of the surface. Consider, for example, Metals, such as copper or aluminum, which are added to the plastic material.
  • the emissivity of the inner container walls or the inner door and / or other internals located in the cooled interior is ⁇ 0.8 and particularly preferably ⁇ 0.5.
  • the evaporator has a surface with an emissivity that is above the conventional evaporator. This can be achieved, for example, by producing the evaporator from a suitable material or by providing it with a coating which increases the emissivity and thus also the absorption capacity.
  • coatings preferably being made in a dark shade and preferably in black.
  • the reduction of the emissivity of the inner container walls has the advantage that the heat radiation emanating from them is reduced, i. the heat input into the cooled interior is reduced.
  • the evaporator has an emissivity of> 0.5 and more preferably of> 0.8. These values may also be used for other heat exchangers, e.g. the condenser or heat storage, in particular latent heat storage or their enclosure apply.
  • the increase in the emissivity of the evaporator surface has the advantage that existing heat is better absorbed and thus more effectively removed from the cooled interior.
  • evaporator matt black which is particularly not disturbing when it is covered, for example, taken in a cooling air duct or separated by a partition plate.
  • sheet metal has an emissivity of about 0.07 and matt black paint has an emissivity of 0.97.
  • the evaporator may be provided with a structuring, preferably with a microstructure, which increases its surface area and thus leads to an increase in the emissivity.
  • FIG. 1 shows by the reference numeral 10 the body of a refrigerator and / or freezer. Whose cooled interior 20 is closed by a door 30. Like this further FIG. 1 As can be seen, located on the back outside of the device, the condenser 40 and in a rear, bottom compressor superposed compressor 50th
  • FIG. 1 It is further apparent that the door is provided on its inside, ie on its side facing the cooled interior 20, with a radiation shield 60 which has a reflecting face turned towards the inside of the door 30.
  • This reflective side is indicated in the figure by the reference numeral 62 and directed to the respective "heat source”.
  • a radiation shield 60 is arranged with a reflective side 62 between the outside of the device body 10 and the condenser 40. Another radiation shield is located between the compressor 50 and the compressor as shown in FIG FIG. 1 is shown. Like this by the arrows in FIG. 1 is shown, the radiation screens 60 with the reflective side 62 cause the heat radiation emanating from the walls or components in question to be reflected at the reflecting side at least partially and thus a heat input into the device or into the cooled interior 20 is reduced. Like this FIG. 1 shows, the radiation shield 60 may be designed as a plate or as a straight surface or as a curved member.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a refrigerator and / or freezer, in which the door is not only provided with one, but with a plurality of radiation screens 60, each having a reflective side or surface 62.
  • the arrangement of several radiation screens causes a particularly efficient prevention of heat input into the cooled interior by reflection.
  • the radiation screens can also be found in places other than those in FIGS. 1 and 2 shown points, such as attached to the inner container wall.
  • the arrangement of the radiation screens in layers further reduces the heat input by radiation.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Korpus, der zumindest eine Außenwandung aufweist und in dem zumindest ein gekühltes Kompartiment angeordnet ist, und mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen Verdampfer zur Kühlung des Kompartimentes aufweist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Verdampfer zumindest teilweise in dem Kompartiment angeordnet ist oder in wärmeleitendem Kontakt zu diesem steht, wobei eine oder mehrere Wandungen des Kompartimentes und/oder wenigstens ein in dem Kompartiment befindliches Element und/oder eine oder mehrere Außenwandungen des Gerätekorpus bereichsweise oder vollständig mit Mitteln versehen sind, durch die der Emissionsgrad der genannten Wandung und/oder des genannten Elementes verringert ist und/oder dass ein oder mehrere Strahlungsschirme vorgesehen sind, die die Wärmestrahlung wenigstens einer Wandung oder wenigstens einer Komponente zumindest teilweise reflektieren und/oder anderweitig von dem gekühlten Innenraum abhalten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Korpus, der zumindest eine Außenwandung aufweist und in dem zumindest ein gekühltes Kompartiment angeordnet ist, und mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen Verdampfer zur Kühlung des Kompartimentes aufweist.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bei der Berechnung des Wärmestroms in das Gerät die Wärmeleitung durch das Isolationsmaterial des Gerätes sowie den konvektiven Transport der Wärme auf die in dem gekühlten Kompartiment befindliche Luft und anschließend auf den Verdampfer zu betrachten. Basierend darauf wird die konstruktive Auslegung der Geräte und die Wahl der einzusetzenden Materialen vorgenommen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad eines Kühl- und/oder Gefriergerätes zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass eine oder mehrere Wandungen des Kompartimentes und/oder wenigstens ein in dem Kompartiment befindliches Element und/oder eine oder mehrere Außenwandungen des Gerätekorpus bereichsweise oder vollständig mit Mitteln versehen sind, durch die der Emissionsgrad im Hinblick auf die Wärmestrahlung der genannten Wandung und/oder des genannten Elementes verringert wird.
  • Unter dem Merkmal, dass der Emissionsgrad verringert oder vergrößert wird, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass der Emissionsgrad des betreffenden Bauteils mit Einsatz der genannten Mittel geringer bzw. größer ist, als ohne den Einsatz der genannten Mittel
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit insbesondere der Gedanke zugrunde, den Wärmeeintrag in das gekühlte Kompartiment dadurch zu verringern, dass der durch die Wärmestrahlung erzeugte Wärmestrom gegenüber bekannten Geräten verringert wird.
  • Der Wärmestrom durch Wärmestrahlung hängt von einer Konstante, der Oberflächentemperatur des die Wärmestrahlung abgebenden Bauteils, von dessen Größe sowie auch von dem Emissionsgrad ab, der zwischen 0 und 1 liegen kann. Ein perfekter Spiegel weist den Emissionsgrad 0 auf, ein idealer schwarzer Körper den Emissionsgrad 1.
  • Die genannten Mittel bewirken, dass die Wärmestrahlung, die beispielsweise von der zu dem gekühlten Innenraum gewandten Oberfläche des genannten Kompartiments oder auch von der Oberfläche eines darin befindlichen Bauteils, wie z.B. eines Ablagebodens ausgeht, verringert ist. Die abgegebene Wärmestrahlung ist somit gegenüber dem Zustand ohne Einsatz der genannten Mittel verringert.
  • An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass der Begriff "Wandung des Kompartimentes" nicht auf den eigentlichen Innenbehälter beschränkt ist, sondern auch die Innentür, d.h. die Innenseite der Tür mitumfasst.
  • Des Weiteren wird unter dem Begriff "Kompartiment" nicht nur der Raum verstanden, der zur Aufnahme des Kühl- und/oder Gefriergut dient, sondern auch der Raum, in dem sich der Verdampfer befindet. Dieser Verdampferraum steht vorzugsweise mit dem Lagerraum zur Aufnahme von Kühl- bzw. Gefriergut in Strömungsverbindung, so dass ein Luftaustausch zwischen dem Verdampferraum und dem Lagerraum möglich ist bzw. stattfindet. Der Verdampferraum kann beispielsweise durch eine vertikale Trennplatte oder durch einen Kühlluftkanal von dem Lagerraum abgetrennt sein.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Strahlungsschirme innen und/oder außen am Gerät vorgesehen sind, die die Wärmestrahlung wenigstens einer Wandung oder wenigstens einer Komponente des Gerätes zumindest teilweise reflektieren bzw. anderweitig von dem gekühlten Innenraum weitgehend oder vollständig abhalten.
  • Der Wärmeeintrag in das Kühl- und/oder Gefriergerät bzw. in den gekühlten Innenraum wird somit durch einen oder mehrere Strahlungsschirme behindert oder verhindert und der Wärmeeintrag somit verringert. Ein Strahlungsschirm ist eine Fläche, die mit anderen Flächen vorzugsweise nicht in wärmeleitendem Kontakt steht, sondern Wärme nur über Strahlung austauscht.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Strahlungsschirm mindestens auf einer Seite mit einer Oberfläche mit niedrigem Emissionsgrad ausgeführt ist, um möglichst wenig Wärme aufzunehmen. Die auf dem Strahlungsschirm auftreffende Wärmestrahlung wird vorzugsweise teilweise oder vollständig reflektiert. Ein Vorteil der Verwendung von Strahlungsschirmen ist es, dass die Oberfläche mit niedrigen Emissionsgrad für den Nutzer nicht sichtbar angeordnet werden kann, d. h. die Optik des Kühl- bzw. Gefriergerätes wird in diesem Fall nicht beeinträchtigt.
  • Die Strahlungsschirme können beispielsweise am Innenbehälter oder auch an der Innenseite der Tür angebracht sein. Sie können zur Innenbehälterwandung bzw. zur Innenseite der Tür in Richtung zum gekühlten Innenraum vorgelagert sein und/oder sich parallel zu diesen erstrecken. Denkbar ist es auch, dass der Innenbehälter selbst als Strahlungsschirm ausgeführt ist.
  • Auch ist es möglich, dass Strahlungsschirme auch an allen weiteren Orten angebracht sein können, an denen Wärme über Strahlung auf das Gerät bzw. in den gekühlten Innenraum übertragen wird, z. B. in der Kompressornische oder zwischen Geräterückwand und Verflüssiger. Die Strahlungsschirme können in einfacher oder mehrfacher Anzahl vorhanden sein und z. B. in Schichten angeordnet sein, um den Wärmeeintrag durch Strahlung weiter zu verringern.
  • Bevorzugt ist es, wenn an den Oberflächen der Innenwandung bzw. des Innenbehälters, bevorzugt an der Innenseite der Tür, Klappe oder eines sonstigen Verschlusselementes und/oder an der Rückwand hinter einem frei hängenden Verdampfer bereichsweise oder vollflächig die Mittel vorgesehen werden, durch die die Wärmestrahlung verringert wird.
  • Bei dem genannten Verdampfer handelt es sich vorzugsweise um einen frei hängenden Verdampfer. In Betracht kommt z.B. ein Rollbond oder ein Z-Bond-Verdampfer oder auch ein in anderer Form ausgeführter flächiger Verdampfer oder Wärmetauscher eines (Sole-) Kreislaufs.
  • Während der Betriebszeit des Kompressors stehen sich im Gerät Oberflächen mit sehr unterschiedlichen Temperaturen gegenüber. Die Verdampferfläche, die sehr kalt ist, steht im Strahlungsaustausch mit den vergleichsweise warmen Oberflächen des Innenbehälters und ggf. weiterer Teile im Innenraum des Gerätes. Wenn diese Oberflächen aus einem Material mit vergleichsweise hohem Emissionsgrad bestehen, kann Wärme direkt von dem Innenbehälter auf den Verdampfer übergehen und dabei den Wärmetransport im Kältekreislauf belasten.
  • Um die Wärmestrahlung zu verringern, kann vorgesehen sein, beispielsweise Materialien für die Herstellung des Innenbehälters zu verwenden, die einen geringeren Emissionsgrad aufweisen, als herkömmliche Innenbehältermaterialien, oder auch eine geeignete Beschichtung einzusetzen, die einen geringeren Emissionsgrad aufweist, als das Innenbehältermaterial ohne diese Beschichtung.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass das Gerät wenigstens einen Wärmetauscher und/oder Wärmespeicher aufweist, und dass der Wärmetauscher und/oder der Wärmespeicher bereichsweise oder vollständig mit Mitteln versehen ist, durch die deren Emissionsgrad im Hinblick auf die Wärmstrahlung erhöht wird. Dies bringt beispielsweise im Falle eines Verdampfers, der über eine Oberfläche mit einem hohen Emissionsgrad verfügt, den Vorteil mit sich, dass Strahlung effizient absorbiert wird und die Wärme gut aus dem gekühlten Kompartiment abgeführt wird.
  • Von der Erfindung ist auch eine Kombination der vorgenannten Merkmale umfaßt, nämlich die Verringerung des Emissionsgrades von Wandungen des Kompartimentes und/oder wenigstens eines in dem Kompartiment befindliches Elementes und/oder einer oder mehrerer Außenwandungen des Gerätekorpus sowie die Erhöhung des Emissionsgrades eines oder mehrerer Wärmetauscher und/oder Wärmespeicher, wie Latentwärmespeicher des Gerätes.
  • Auch Absteller, wie z.B. Türabsteller, oder auch Zwischenböden, wie z.B. horizontale Trennplatten oder Ablageböden oder sonstige beliebige Einbauteile des Innenbehälters können mit den genannten Mitteln ausgeführt sein.
  • So ist es beispielsweise denkbar, Absteller und/oder Zwischenböden aus einem Material mit einem niedrigen Emissionsgrad herzustellen oder mit einer Beschichtung zu versehen, die einen geringen Emissionsgrad aufweist, wie, Spiegel oder verspiegelte Oberflächen, glänzende Metallfolien oder Metalliclackierungen.
  • Der Einsatz der genannten Mittel ist nicht auf den gekühlten Innenraum beschränkt. Er kann alternativ oder zusätzlich auch den Außenbereich des Gerätes mit umfassen.
  • So ist es beispielsweise denkbar, dass die Außenwandung oder ein Teilbereich der Außenwandung, wie z.B. die Kompressornische oder die Geräterückwand mit den genannten Mitteln ausgeführt ist.
  • Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn Oberflächen, die sich im Bereich von warmen Teilen des Gerätes, wie z.B. im Bereich eines Kompressors oder Verflüssigers, befinden aus einem Material mit einem niedrigen Emissionsgrad bestehen oder mit einer Beschichtung aus einem Material mit einem niedrigen Emissionsgrad versehen sind. Auch hier kommen exemplarisch Metallfolien, insbesondere glänzende Metallfolien oder auch Metalliclackierungen in Betracht. Der geringe Emissionsgrad führt zu einer geringen Absorption der Wärmestrahlung bzw. zu einer geringen Emission von Wärmestrahlung, wodurch der Vorteil erzielt wird, dass beispielsweise von einem Verflüssiger oder von einem Kompressor die Wärme effizient abgeführt werden kann.
  • Grundsätzlich sind von der Erfindung jede Mittel umfaßt, die zu der gewünschten Erhöhung oder Verringerung des Emissionsgrades führen. Denkbar ist es, dass es sich bei den Mitteln um das Material des betreffenden Bauteils selbst oder um eine Beschichtung oder um eine dreidimensionale Strukturierung der Oberfläche handelt.
  • Somit ist es möglich, das betreffende Bauteil oder zumindest dessen Oberfläche, wie z.B. den Innenbehälter aus einem Material mit verringertem Emissionsgrad oder einen Verdampfer mit einem vergrößerten Emissionsgrad herzustellen oder die gewünschte Eigenschaft (verringerter oder erhöhter Emissionsgrad) durch eine Beschichtung zu erreichen.
  • Denkbar ist es, dass es sich bei der Beschichtung um eine Bedampfung, Lackierung, Verspiegelung oder Beklebung handelt. Diese Auflistung ist exemplarischer Natur und keine abschließende Aufzählung von Maßnahmen zur Beschichtung von Bauteilen eines Kühl- und/oder Gefriergerätes.
  • Bei den Mitteln, durch die der Emissionsgrad verringert wird, kann es sich um eine glänzende Oberfläche oder Beschichtung, ein Blech, einen Spiegel, eine Metallfolie, ein poliertes Metall bzw. Metallblech oder um eine Metalliclackierung handeln.
  • Die Beschichtungen oder Oberflächenmaterialien, die für die Änderung des Emissionsgrades verwendet werden können, sind beispielsweise dünne Bleche oder Metallfolien aus Materialien wie z.B. Aluminium, Kupfer oder dergleichen. Diese Materialien können auch als eine Schicht des oder der Strahlungsschirme verwendet werden.
  • Auch ist es denkbar, Additive zu verwenden, die einem Grundmaterial beigemischt werden und den Emissionsgrad zumindest der Oberfläche des Bauteils je nach Bedarf verringern oder erhöhen. Als Additive kommen beispielsweise Metalle, Kunststoffe, Keramiken, Reinstoffe, wie TiO2 in Betracht.
  • Von der Erfindung ist auch eine Oberflächenbehandlung bzw. -veränderung umfaßt, die zu einer Änderung, vorzugsweise zu einer Steigerung des Emissionsgrades führt.
  • Eine solche Oberflächenbehandlung bzw. -veränderung kann beispielsweise die Strukturierung der Oberfläche sein, um die für die Absorption von Wärmestrahlung zur Verfügung stehende Oberfläche zu vergrößern. Diese Strukturierung kann vor, nach oder während dem Herstell- oder Beschichtungsprozess erfolgen, beispielsweise durch Walzen, Mikrostrukturierung durch Laser, Einprägung einer Struktur während des Tiefziehvorgangs etc.
  • Vorzugsweise ist die Strukturierung somit derart ausgebildet, dass sich eine Vergrößerung der Oberfläche des Bauteils ergibt. So kann beispielsweise die Oberfläche eines Verdampfers derart strukturiert werden, dass dieser eine vergrößerte Oberfläche und damit einen gegenüber einem nicht strukturierten Zustand größeren Emissionsgrad aufweist.
  • Eine derartige Strukturierung kann nicht nur bei Verdampfern Anwendung finden, sondern bei beliebig ausgeführten Wärmetauschern eines Kühl- und/oder Gefriergerätes, d.h. auch bei Verflüssigern oder sonstigen Wärmetauschern, z.B. bei Geräten mit Sekundärkreislauf oder dergleichen.
  • Wie oben ausgeführt, ist es insbesondere bei Verdampfern eines Kältemittelkreislaufes vorteilhaft, wenn durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Mittel deren Emissionsgrad und damit auch das Absorptionsvermögen von Wärmestrahlung erhöht wird. Denkbar ist es, einen Verdampfer aus einem Material herzustellen, das einen hohen Emissionsgrad aufweist oder den Verdampfer mit einem solchen Material zu beschichten. Somit wird der Emissionsgrad des Verdampfers gegenüber einem Zustand ohne den Einsatz der genannten Mittel erhöht. Denkbar ist es, den Verdampfer z.B. durch eine Bedampfung, Lackierung, Beklebung etc. zu beschichten. In Betracht kommt beispielsweise eine Beschichtung mit einem Material, z.B. mit einem Heizkörperlack, eine schwarze, vorzugsweise mattschwarze Lackierung oder sonstige schwarze, vorzugsweise mattschwarze Ausführung des Verdampfers, insbesondere von nicht sichtbaren Verdampferoberflächen. Wie oben ausgeführt, ist es alternativ oder zusätzlich denkbar, den Emissionsgrad dadurch zu erhöhen, dass dem Grundmaterial ein oder mehrere Additive beigemengt werden. Diese Ausführungen gelten selbstverständlich nicht nur für Verdampfer, sondern für beliebige Wärmetauscher, wie Verdampfer, Verflüssiger oder sonstige Wärmetauscher, beispielsweise bei Geräten mit Sekundärkreislauf o.ä.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, an Wärmetauschern eines Kühl - und/oder Gefriergerätes Latentwärmespeicher oder sonstige Wärmespeicher anzuordnen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf diese Wärmespeicher bzw. Latentwärmespeicher.
  • So ist es denkbar, dies Wärmespeicher bzw. Latentwärmespeicher derart auszubilden, dass sie zumindest im Bereich ihrer Oberfläche gemäß den obigen Ausführungen aus einem Material bestehen oder mit einem Material beschichtet sind, das den Emissionsgrad des Speichers erhöht. Auch die oben näher beschriebene Strukturierung der Oberfläche der Speicher ist möglich, um deren Oberfläche zu vergrößern.
  • Denkbar ist es, dass der oder die Wärmespeicher oder Latentwärmespeicher an Verdampfern, Verflüssigern oder sonstigen Wärmetauschern oder auch an anderen Stellen im Kühl- und/oder Gefriergerät angebracht sind.
  • Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Mittel wird die Absorptionsfähigkeit von Wärmestrahlung der Speicher und damit deren Effizienz erhöht.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergerätes mit einer ersten Anordnung von Strahlungsschirmen und
    Figur 2:
    eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergerätes mit einer zweiten Anordnung von Strahlungsschirmen.
  • Ein denkbares Ausführungsbeispiel betrifft einen Kühlschrank, dessen gekühltes Kompartiment von einem Innenbehälter und der Innenseite einer Tür gebildet bzw. begrenzt wird.
  • Im rückwärtigen Bereich des Kompartimentes befindet sich ein frei hängender Verdampfer, der beispielsweise als Rollbond- oder Z-Bond-Verdampfer ausgeführt ist. Der Verdampfer kann sich hinter einer Verkleidung befinden, die z.B. durch eine Trennplatte gebildet wird und als Verblendung dient, so dass der Verdampfer nicht sichtbar ist. Der Verdampferraum und der Lagerraum zur Aufnahme des Kühl - und/oder Gefriergutes stehen in Strömungsverbindung, so dass Kaltluft von dem Verdampfer zu dem Lagerraum und Luft von dem Lagerraum zu dem Verdampfer gelangen kann.
  • Die Oberfläche der Innenwandung des Innenbehälters und insbesondere der Bereich hinter dem Verdampfer, d.h. die rückseitige Wandung des Innenbehälters und/oder die Innenseite der Tür ist auf ihrer zu dem gekühlten Kompartiment gewandten Seite mit einer Beschichtung versehen, die den Emissionsgrad des Innenbehälters bzw. der Innentür gegenüber dem nicht beschichteten Zustand verringert. Als Material für die Beschichtung kommt beispielsweise eine Spiegel bzw. eine verspiegelte Oberfläche, eine glänzende Oberfläche, wie beispielsweise eine Metallfolie oder ein Blech, vorzugsweise ein hochglanzpoliertes Blech in Betracht.
  • Auf diese Weise lässt sich der Emissionsgrad erheblich verringern.
  • So beträgt der Emissionsgrad von Kunststoff (PVC) ca. 0,93, der einer Aluminiumfolie oder eines polierten Aluminiumbleches jedoch nur ca. 0,04 bis 0,05.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Einsatz einer Beschichtung ist es ebenfalls denkbar, das Material des Innenbehälters einschließlich der Innenseite der Tür aus einem Material herzustellen, das einen geringeren Emissionsgrad aufweist, als das herkömmliche Innenbehältermaterial. Denkbar ist es beispielsweise, das Innenbehältermaterial mit Additiven zu versehen, die derart ausgebildet sind, dass sie den Emissionsgrad der Oberfläche verringern. In Betracht kommen z.B. Metalle, wie Kupfer oder Aluminium, die dem Kunststoffmaterial beigemischt werden.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Emissionsgrad der Innenbehälterwandungen bzw. der Innentür und/oder sonstiger in dem gekühlten Innenraum befindlicher Einbauten < 0,8 und besonders bevorzugt < 0,5 ist.
  • Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Verdampfer über eine Oberfläche mit einem Emissionsgrad verfügt, der über dem herkömmlicher Verdampfer liegt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Verdampfer aus einem entsprechenden Material hergestellt wird oder mit einer den Emissionsgrad und damit auch das Absorptionsvermögen erhöhenden Beschichtung versehen wird.
  • In Betracht kommt beispielweise eine Lackierung, Bedampfung oder Beklebung, wobei diese Beschichtungen vorzugsweise in einem dunklen Farbton ausgeführt sind und vorzugsweise in schwarz.
  • Die Verringerung des Emissionsgrades der Innenbehälterwandungen hat den Vorteil, dass die von diesen ausgehenden Wärmestrahlung verringert ist, d.h. der Wärmeeintrag in den gekühlten Innenraum ist verringert.
  • Vorzugsweise weist der Verdampfer einen Emissionsgrad von > 0,5 und besonders bevorzugt von > 0,8 auf. Diese Werte können auch für weitere Wärmetauscher, wie z.B. den Verflüssiger oder auch für Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher bzw. deren Umhüllung gelten.
  • Die Steigerung des Emissionsgrades der Verdampferoberfläche bringt den Vorteil mit sich, dass vorhandene Wärme besser absorbiert und damit dem gekühlten Innenraum effizienter entzogen wird.
  • Denkbar ist es, den Verdampfer mattschwarz auszuführen, was insbesondere dann nicht störend ist, wenn dieser verkleidet ist, beispielsweise in einem Kühlluftkanal aufgenommen oder durch eine Trennplatte abgetrennt ist. So weist beispielsweise Blech einen Emissionsgrad von ca. 0,07 auf und mattschwarzer Lack einen Emissionsgrad von 0,97.
  • Diese Werte zeigen, dass mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine Erhöhung des Emissionsgrades eines Verdampfers oder sonstigen Wärmetauschers und eine Erniedrigung der Innenbehälterwandung oder sonstigen Einbauten realisieren lässt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Verdampfer mit einer Strukturierung, vorzugsweise mit einer Mikrostrukturierung versehen sein, die dessen Oberfläche vergrößert und damit zu einem Anstieg des Emissionsgrades führt.
  • Figur 1 zeigt mit dem Bezugszeichen 10 den Korpus eines Kühl- und/oder Gefriergerätes. Dessen gekühlter Innenraum 20 ist durch eine Tür 30 verschließbar. Wie dies weiter aus Figur 1 hervorgeht, befindet sich an der rückseitigen Außenseite des Gerätes der Verflüssiger 40 und in einer hinten, unten angeordneten Kompressornische der Kompressor 50.
  • Aus Figur 1 geht weiter hervor, dass die Tür auf ihrer Innenseite, d. h. auf ihrer zum gekühlten Innenraum 20 gewandten Seite mit einem Strahlungsschirm 60 versehen ist, der eine reflektierende Seite aufweist, die zu der Innenseite der Tür 30 hin gewandt ist. Diese reflektierende Seite ist in der Figur mit den Bezugszeichen 62 gekennzeichnet und zu der jeweiligen "Wärmequelle" gerichtet.
  • Ebenso ist ein Strahlungsschirm 60 mit einer reflektierenden Seite 62 zwischen der Außenseite des Gerätekorpus 10 und dem Verflüssiger 40 angeordnet. Ein weiterer Strahlungsschirm befindet sich zwischen dem Kompressor 50 und der Kompressornische, wie dies in Figur 1 dargestellt ist. Wie dies durch die Pfeile in Figur 1 dargestellt ist, bewirken die Strahlungsschirme 60 mit der reflektierenden Seite 62, dass die von den fraglichen Wandungen bzw. Komponenten ausgehenden Wärmestrahlung an der reflektierenden Seite zumindest teilweise reflektiert werden und somit ein Wärmeeintrag in das Gerät bzw. in den gekühlten Innenraum 20 verringert wird. Wie dies aus Figur 1 hervorgeht, kann der Strahlungsschirm 60 als Platte bzw. als gerade Fläche oder auch als gekrümmtes Element ausgeführt sein.
  • Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines Kühl- und/oder Gefriergerätes, bei der die Tür nicht nur mit einem, sondern mit mehreren Strahlungsschirmen 60 versehen ist, die jeweils über eine reflektierende Seite bzw. Fläche 62 verfügen. Die Anordnung von mehreren Strahlungsschirmen bewirkt eine besonders effiziente Verhinderung des Wärmeintrags in den gekühlten Innenraum durch Reflexion.
  • Grundsätzlich können die Strahlungsschirme auch an anderen Stellen, als in denen in Figur 1 und 2 gezeigten Stellen, wie beispielsweise an der Innenbehälterwandung angebracht sein. Die Anordnung der Strahlungsschirme in Schichten verringert den Wärmeeintrag durch Strahlung weiter.

Claims (11)

  1. Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Korpus, der zumindest eine Außenwandung aufweist und in dem zumindest ein gekühltes Kompartiment angeordnet ist, und mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen Verdampfer zur Kühlung des Kompartimentes aufweist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Verdampfer zumindest teilweise in dem Kompartiment angeordnet ist oder in wärmeleitendem Kontakt zu diesem steht, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Wandungen des Kompartimentes und/oder wenigstens ein in dem Kompartiment befindliches Element und/oder eine oder mehrere Außenwandungen des Gerätekorpus bereichsweise oder vollständig mit Mitteln versehen sind, durch die der Emissionsgrad der genannten Wandung und/oder des genannten Elementes verringert ist und/oder dass ein oder mehrere Strahlungsschirme vorgesehen sind, die die Wärmestrahlung wenigstens einer Wandung oder wenigstens einer Komponente zumindest teilweise reflektieren und/oder anderweitig von dem gekühlten Innenraum abhalten.
  2. Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der zumindest einen Wärmetauscher, insbesondere wenigstens einen Verdampfer und/oder Verflüssiger aufweist, und/oder mit wenigstens einem Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher und/oder der Wärmespeicher bereichsweise oder vollständig mit Mitteln versehen ist, durch die der Emissionsgrad erhöht wird.
  3. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät des Weiteren mit den Merkmalen des Anspruchs 2 ausgeführt ist.
  4. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem in dem Kompartiment befindlichen Elementen um Absteller und/oder Zwischenböden handelt.
  5. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mitteln um das Material des betreffenden Bauteils selbst oder um eine Beschichtung oder um eine Strukturierung der Oberfläche handelt.
  6. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Beschichtung um eine Bedampfung, Lackierung, Verspiegelung oder Beklebung handelt.
  7. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mitteln, durch die der Emissionsgrad verringert wird, um eine verspiegelte oder glänzende Oberfläche oder Beschichtung, ein Blech, eine Metallfolie oder um eine Metalliclackierung handelt.
  8. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mitteln um Additive handelt, die in dem Grundmaterial enthalten sind.
  9. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Additiven um Metalle, Kunststoffe, Keramiken oder Metalloxide handelt.
  10. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung nur oder auch in dem oder den Bereichen mit den Mitteln ausgebildet ist, die einem Bauteil des Gerätes benachbart angeordnet sind, das im Betrieb des Gerätes eine Erwärmung erfährt, insbesondere einem Kompressor oder Verflüssiger.
  11. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Strahlungsschirme eine reflektierende Beschichtung aufweisen und/oder in mehrfacher Ausbildung vorhanden sind.
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