EP2821737A1 - Kühl- und/oder Gefriergerät - Google Patents

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EP2821737A1
EP2821737A1 EP14175238.6A EP14175238A EP2821737A1 EP 2821737 A1 EP2821737 A1 EP 2821737A1 EP 14175238 A EP14175238 A EP 14175238A EP 2821737 A1 EP2821737 A1 EP 2821737A1
Authority
EP
European Patent Office
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refrigerant
expansion unit
condenser
freezing appliance
cooling
Prior art date
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Granted
Application number
EP14175238.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2821737B1 (de
Inventor
Prof. Dr.-Ing. Steffen Grohmann
Dipl.-Ing. Schenk (FH) Matthias
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.)
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Publication date
Application filed by Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH filed Critical Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
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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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/003—Filters
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/12—Sound

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator and / or freezer with at least one refrigerant circuit comprising at least one refrigerant line and in which at least one condenser and at least one downstream of the condenser befind Anlagen evaporator is arranged, wherein upstream of the evaporator, at least one expansion unit is arranged, in which the refrigerant is released when flowing through.
  • Conventional refrigerant circuits of known refrigerators or freezers include a condenser, an evaporator and an expansion unit in the form of a capillary arranged between condenser and evaporator. After flowing through the evaporator, the refrigerant passes to the compressor where it is compressed and returned to the condenser by means of the compressor.
  • the channels are designed so that as possible set low flow noises. This can be achieved by bypass channels, parallel channel structures, different or adapted pipe cross sections, etc. Furthermore, it is known to avoid noise by a suitable injection geometry, such as a trumpet-shaped embodiment of the transition region between the capillary and evaporator in this area as possible.
  • the present invention has the object of developing a refrigerator or freezer of the type mentioned in such a way that the noise caused in the context of the flow of the refrigerant can be further reduced.
  • the expansion unit which is arranged upstream of the evaporator, is partially or completely formed by a porous body permeable to liquid refrigerant.
  • the function of the expansion element which is usually designed as a capillary, partially or completely taken over by said porous shaped body.
  • the porous shaped body is preferably designed with respect to its porosity so that the pressure loss for the refrigerant flowing through is equal to or less than with a commonly used expansion element. Its function can thus be completely or partially taken over by the porous body. In the case of complete adoption of the function no pressure-reducing capillary is necessary. If the function is partially taken over, a pressure-reducing capillary is still used.
  • this porous body is formed so that the flow resistance generated by the body for liquid refrigerant is lower than for vapor refrigerant.
  • the porous body is thus preferably designed so that it can pass liquid refrigerant with low flow resistance and represents a larger (considerable) flow resistance for vaporous refrigerant.
  • At least one built-in part is thus provided in the refrigerant circuit, which is in direct contact with the refrigerant and which directly influences the noise behavior in a reducing manner.
  • Said body has the task of preventing the formation of vapor bubbles and / or their backflow against the main flow direction of the refrigerant as far as possible.
  • the formation of vapor bubbles may be due to cavitation or insufficient undercooling of the refrigerant.
  • the porous body has the task of preventing the formation of bubbles on the thermodynamic / fluid dynamic level.
  • the body is attached to the inlet of the refrigerant in the expansion unit or in the expansion device.
  • the location of the phase transition is e.g. stabilized within the expansion unit or inside the capillary, by preventing or reducing the backflow through the pulse at the bubble formation.
  • the backwards, d. H. refrigerant accelerated against the main flow direction can not pass through the body due to the high pulse velocity.
  • At least one filter drier is located in the outlet of the condenser or between the outlet of the condenser and the inlet of the expansion unit and that the body is in or at the end of the filter drier facing the expansion unit.
  • upstream refers to the direction of flow of the refrigerant in which it flows through the refrigerant circuit during operation of the compressor ,
  • the body may be located in or at the end of the filter drier.
  • the filter dryer can be arranged directly in the inlet area of the expansion unit or else be mounted inside the tube of the condenser outlet.
  • the porous body partially or completely takes over the function of the dryer or the desiccant therein.
  • porous molded body partially or completely takes over the function of the component dryer and / or the component expansion element with appropriate geometric and material design, so that partially or completely the previous elements dryer and / or expansion element and in particular the capillary can be omitted ,
  • the body is located in or at the entrance of the expansion unit.
  • the body prefferably be arranged in or at the entrance area of the capillary leading to the evaporator or another expansion unit, such as, for example, an expansion valve or an expansion machine.
  • a hollow shaped body is provided between the filter drier or condenser outlet and the inlet of the capillary or another expansion unit, and that the body according to the invention is arranged at any position on this shaped body or in front of or behind this shaped body.
  • the body is designed as a modular component or is part of a modular component and / or that the body or the modular component is mounted between two pipe sections of the refrigerant circuit.
  • the body itself may, for example, be cylindrical, round, spherical, disc-shaped, rod-shaped, bulk material in any desired form or as a shaped body, or it may also occupy several of the abovementioned forms.
  • This shaped body can be adapted, for example, to the inner shape of the filter dryer.
  • the body in addition to the above-mentioned influencing the location of the phase transition has a sound-insulating function.
  • the degradation of the supercooling produced by the pressure loss during the flow is ⁇ 3K and preferably ⁇ 1K.
  • the body is designed as a porous structure, which includes all bodies having a plurality of passages for the liquid refrigerant, such as e.g. Pores, meshes, holes etc ..
  • the porous body is preferably compatible with the refrigerants R600a, R134a, R290, R744, R1234, with mineral oil, silicone oil, synthetic oils, copper, aluminum and steel.
  • the body is heat-resistant, which is required for mounting the body during soldering and also adhesive-resistant.
  • the body may be formed as a molecular sieve (eg silica gel), activated alumina, as a sintered material of metal, plastic (eg polyester mat) or on an inorganic basis.
  • a molecular sieve eg silica gel
  • activated alumina e.g., as a sintered material of metal, plastic (eg polyester mat) or on an inorganic basis.
  • a foam or foam-like body made of metal, plastic or inorganic base is also considered.
  • the body can also be designed as a sieve or filter, wherein these can each be made either of metal, of plastic (eg polyester mat) or of inorganic base.
  • a preferred pore size or opening size of the body is in the range between 1 .mu.m and 50 .mu.m.
  • the body is an active or passive material which is designed such that, depending on the phase state and / or the noise behavior of the refrigerant, its free flow cross-section, in particular its mesh size or Adjusts pore size.
  • this adaptation can take place electrically, electronically, magnetoresistively, thermally or by pressure or also by electroresistance.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is that the body is designed as a metal sintered body and has a mesh size / pore size between 1 .mu.m and 50 .mu.m.
  • This body can be arranged in a filter drier which, for example, is located directly in the inlet area of a capillary, which in turn leads to the evaporator.
  • the porous structure of the body over the length of the porous body in the flow direction of the refrigerant is not constructed homogeneously.
  • its pore size decreases in the flow direction. This decrease can be realized continuously or else in stages or by means of different porous shaped bodies which are installed one behind the other. Also, this succession of several moldings and generally the arrangement of several moldings is understood as "moldings" within the meaning of the invention. It is also conceivable that the pore size in the end region of the molding increases again.
  • an expansion element in the form of a pressure-reducing capillary can be dispensed with.
  • the spatial distance from the condenser outlet to the evaporator can then be bridged, for example, via a capillary which does not reduce or only slightly reduces pressure.
  • the injection point of the refrigerant into the evaporator corresponds to the exit from the shaped body, which ends in the evaporator inlet.
  • the single FIGURE shows a schematic representation of a filter dryer and a capillary with a arranged in the filter dryer flow stabilizer in the form of the porous body according to the invention.
  • the sole FIGURE shows by reference numeral 1 a throttle capillary or a connection capillary to a throttle body, such as a valve, which is not shown in the figure.
  • the figure shows the inlet end of the capillary 1, in which the liquid refrigerant from the filter drier, whose housing bears the reference numeral 4, enters.
  • the reference numeral 5 indicates a desiccant in the filter drier, such as silica gel.
  • Reference numeral 6 denotes the cavity of the filter drier which is filled with the desiccant 5 except for the space occupied by the porous structure 3.
  • the reference numeral 3 denotes the porous body, d. H. the flow stabilizer according to the present invention.
  • this body has a cavity 2 which extends in the end region of the capillary 1.
  • porous body 3 encloses the capillary 1 in a form-fitting manner.
  • the reference numeral 7 finally indicates the main flow direction of the refrigerant. This passes from a condenser, not shown, according to the figure from above into the filter drier and then into the capillary 1 shown.
  • the dryer is arranged upright.
  • the invention also includes the case that the dryer can be mounted in the refrigeration cycle horizontally or in any other orientation.
  • the uncontrolled vapor bubble formation is largely or completely suppressed by cavitation or by backflow of vapor bubbles or due to insufficient supercooling of the refrigerant.
  • the energy consumption can also be reduced by the positive effect on the noise generation.
  • the supercooling degradation caused by the pressure loss is ⁇ 3K and preferably ⁇ 1K.
  • this can for example be arranged within the capillary 1.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens eine Kältemittelleitung umfasst und in dem wenigstens ein Verflüssiger und wenigstens ein stromabwärts des Verflüssigers befindlicher Verdampfer angeordnet ist, wobei stromaufwärts des Verdampfers zumindest eine Expansionseinheit angeordnet ist, in der das Kältemittel entspannt wird, wobei sich in der Kältemittelleitung zwischen dem Ausgang des Verflüssigers und dem Eingang der Expansionseinheit wenigstens ein für flüssiges Kältemittel durchlässiger poröser Körper befindet oder wobei die Expansionseinheit teilweise oder vollständig durch einen für flüssiges Kältemittel durchlässigen porösen Körper gebildet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens eine Kältemittelleitung umfasst und in dem wenigstens ein Verflüssiger und wenigstens ein stromabwärts des Verflüssi-gers befindlicher Verdampfer angeordnet ist, wobei stromaufwärts des Verdampfers zumindest eine Expansionseinheit angeordnet ist, in der das Kältemittel bei Durchströmung entspannt wird.
  • Herkömmliche Kältemittelkreisläufe bekannter Kühl- bzw. Gefriergeräte umfassen einen Verflüssiger, einen Verdampfer sowie eine zwischen Verflüssiger und Verdampfer angeordnete Expansionseinheit in Form einer Kapillare. Nach dem Durchströmen des Verdampfers gelangt das Kältemittel zum Kompressor, wird dort verdichtet und mittels des Kompressors wieder in den Verflüssiger gefördert.
  • Im Betrieb solcher Kühl- bzw. Gefriergeräte kann das Problem entstehen, dass Geräusche auftreten, die durch die Kältemittelströmung im Kältemittelkreislauf verursacht werden. Um dem entgegenzuwirken, sind beispielsweise bei sogenannten Rollbond oder Z-Bondverdampfern die Kanäle so ausgebildet, dass sich möglichst geringe Strömungsgeräusche einstellen. Dies kann durch Bypass-Kanäle, parallele Kanalstrukturen, unterschiedliche bzw. angepasste Rohrquerschnitte etc. erreicht werden. Des Weiteren ist es bekannt, durch eine geeignete Einspritzgeometrie, wie beispielsweise eine trompetenförmige Ausgestaltung des Übergangsbereichs zwischen Kapillare und Verdampfer in diesem Bereich Geräusche möglichst zu vermeiden.
  • Auch ist es bekannt, die Austrittsöffnung der Kapillare so zu gestalten, dass sich eine möglichst gerundete Austrittsöffnung ohne Grate ergibt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- bzw. Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Rahmen der Strömung des Kältemittels hervorgerufenen Geräusche weiter verringert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass sich in der Kältemittelleitung zwischen dem Ausgang des Verflüssigers und dem Eingang der Expansionseinheit wenigstens ein für flüssiges Kältemittel durchlässiger poröser Körper befindet.
  • Auch ist es denkbar, dass die Expansionseinheit, die stromaufwärts des Verdampfers angeordnet ist, teilweise oder vollständig durch einen für flüssiges Kältemittel durchlässigen porösen Körper gebildet wird. In diesem Fall wird die Funktion des Expansionsorgans, das üblicherweise als Kapillare ausgeführt ist, teilweise oder vollständig von dem genannten porösen Formkörper übernommen. Dabei ist der poröse Formkörper bezüglich seiner Porösität vorzugsweise so ausgelegt, dass der Druckverlust für das durchströmende Kältemittel gleich oder geringer ist als mit einem üblicherweise eingesetzten Expansionsorgan. Dessen Funktion kann somit vollständig oder teilweise durch den porösen Körper übernommen werden. Im Falle der vollständigen Übernahme der Funktion ist keinerlei druckreduzierende Kapillare mehr notwendig. Wird die Funktion teilweise übernommen, ist weiterhin eine druckreduzierende Kapillare eingesetzt.
  • Vorzugsweise ist dieser poröse Körper so ausgebildet, dass der durch den Körper erzeugte Strömungswiderstand für flüssiges Kältemittel geringer ist als für dampfförmiges Kältemittel. Der poröse Körper ist somit vorzugsweise derart ausgebildet, dass er flüssiges Kältemittel mit geringem Strömungswiderstand passieren lässt und für dampfförmiges Kältemittel einen größere (erheblichen) Strömungswiderstand darstellt.
  • Erfindungsgemäß wird somit wenigstens ein Einbauteil im Kältemittelkreislauf vorgesehen, das in direktem Kontakt mit dem Kältemittel steht und das das Geräuschverhalten direkt reduzierend beeinflusst.
  • Der genannte Körper hat die Aufgabe, die Dampfblasenentstehung und/oder deren Rückströmung entgegen der Hauptströmungsrichtung des Kältemittels möglichst zu verhindern. Die Dampfblasenentstehung kann durch Kavitation oder durch unzureichende Unterkühlung des Kältemittels bedingt sein.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung hat der poröse Körper die Aufgabe, die Entstehung von Blasen auf thermodynamischer/fluiddynamischer Ebene zu verhindern.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Körper am Eintritt des Kältemittels in die Expansionseinheit bzw. in das Entspannungsorgan angebracht wird.
  • Durch den Einsatz dieses Körpers wird der Ort des Phasenübergangs z.B. innerhalb der Expansionseinheit bzw. innerhalb der Kapillare stabilisiert, indem die Rückströmung durch den Impuls bei der Blasenentstehung verhindert bzw. reduziert wird. Das rückwärts, d. h. entgegen der Hauptströmungsrichtung beschleunigte Kältemittel kann aufgrund der hohen Impulsgeschwindigkeit nicht durch den Körper hindurch treten.
  • Durch den Körper wird sowohl eine solche Rückwärtsströmung des flüssigen Käl-temittels als auch die Rückströmung dampfförmigen Kältemittels z.B. im Bereich des Eintritts in die Expansionseinheit verhindert oder zumindest verringert. Hierdurch können unregelmäßige Strömungsgeräusche oder Kavitationsgeräusche weitgehend oder vollständig verhindert werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich im Ausgang des Verflüssigers oder zwischen dem Ausgang des Verflüssigers und dem Eingang der Expansionseinheit wenigstens ein Filtertrockner befindet und dass sich der Körper im oder am zu der Expansionseinheit gerichteten Ende des Filtertrockners befindet.
  • An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe "stromaufwärts", "stromabwärts", "Eingang" oder "Einlass" und "Ausgang" etc. sich jeweils auf die Strömungsrichtung des Kältemittels bezieht, in dem dieses bei Betrieb des Kompressors den Kältemittelkreislauf durchströmt.
  • Der Körper kann im oder am Ende des Filtertrockners angeordnet sein. Der Filter-trockner kann unmittelbar im Eingangsbereich der Expansionseinheit angeordnet sein oder auch innerhalb des Rohres des Verflüssigerausgangs angebracht sein.
  • Auch ist es möglich, dass der poröse Körper teilweise oder vollständig die Funktion des Trockners bzw. des darin befindlichen Trockenmittels übernimmt. Durch eine entsprechend Materialität des porösen Formkörpers aus einem Material, in dem üblicherweise ein Trockner aufgebaut ist, kann diese Aufgabe erfüllt werden.
  • Denkbar ist es somit beispielsweise, dass der poröse Formkörper bei entsprechender geometrischer und materieller Gestaltung teilweise oder vollständig die Funktion des Bauteils Trockner und/oder des Bauteils Expansionsorgan übernimmt, sodass teilweise oder vollständig die bisherigen Elemente Trockner und/oder Expansionsorgan und insbesondere die Kapillare entfallen können.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass sich der Körper im oder am Eingang der Expansionseinheit befindet.
  • So ist es möglich, dass im oder am Eingangsbereich der zum Verdampfer führenden Kapillare oder einer sonstigen Expansionseinheit, wie beispielsweise auch einem Expansionsventil oder einer "expansion-machine" der Körper angeordnet ist.
  • Denkbar ist es, dass zwischen dem Filtertrockner oder Verflüssigerausgang und dem Eingang der Kapillare bzw. einer sonstigen Expansionseinheit ein hohler Formkörper vorgesehen ist und dass der erfindungsgemäße Körper an beliebiger Position an diesem Formkörper oder vor oder hinter diesem Formkörper angeordnet ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Körper als modulares Bauteil ausgeführt ist oder Bestandteil eines modularen Bauteils ist und/oder dass der Körper oder das modulare Bauteil zwischen zwei Rohrabschnitten des Kältemittelkreislaufs montiert wird.
  • In Betracht kommt beispielsweise eine Montage durch Löten, Schweißen, Kleben, durch eine Klemmringverbindung (Lokring oder Swagelog) oder auch eine Kombination zweier oder mehrerer der vorgenannten Befestigungsarten.
  • Auch ist es denkbar, den Körper in Form eines modularen Bauteils oder als Bestandteil eines modularen Bauteils auszuführen, das an geeigneter Stelle in den Kältemittelkreislauf am Ende oder am Anfang eines Rohrabschnittes eingeschoben wird. Auch hierbei ist eine Lötverbindung, Schweißverbindung, eine Verbindung durch Kleben, eine Klemmringverbindung (z. B. Lokring oder Swagelog), durch Formschluss, durch Kraftschluss oder auch durch eine Kombination wenigstens zweier der vorgenannten Maßnahmen denkbar.
  • Der Körper selbst kann beispielsweise zylindrisch, rund, kugelförmig, scheibenförmige, stabförmig, als Schüttgut in beliebiger Form oder als Formkörper ausgebildet sein oder auch mehrere der vorgenannten Formen einnehmen.
  • Dieser Formkörper kann beispielsweise an die Innenform des Filtertrockners angepasst sein. In Betracht kommt beispielsweise eine kegelförmige Form des Körpers mit einer mittig angeordneten Aufnahmekavität für den Eingangsbereich der Kapillare.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Körper zusätzlich zu der oben genannten Beeinflussung des Ortes der Phasenübergangs eine schalldämmende Funktion hat.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der durch den Druckverlust bei der Durchströmung erzeugte Abbau der Unterkühlung bei < 3K und vorzugsweise bei < 1 K liegt.
  • Der Körper ist als poröse Struktur ausgeführt, was sämtliche Körper miteinschließt, die eine Mehrzahl von Durchlässen für das flüssige Kältemittel aufweisen, wie z.B. Poren, Maschen, Bohrungen etc..
  • Der poröse Körper ist vorzugsweise verträglich mit den Kältemitteln R600a, R134a, R290, R744, R1234, mit Mineralöl, Silikonöl, synthetischen Ölen, Kupfer, Aluminium und Stahl.
  • Vorzugsweise ist der Körper hitzebeständig, was zum Montieren des Körpers beim Löten erforderlich ist sowie auch kleberbeständig.
  • Der Körper kann als Molekularsieb (z. B. Silikagel), aktiviertes Aluminiumoxid, als Sinterwerkstoff aus Metall, Kunststoff (z. B. Polyestermatte) oder auf anorganischer Basis ausgebildet sein.
  • Auch ein Schaum bzw. schaumförmiger Körper aus Metall, Kunststoff oder auf anorganischer Basis kommt in Betracht.
  • Der Körper kann auch als Sieb oder Filter ausgeführt sein, wobei diese jeweils entweder aus Metall, aus Kunststoff (z. B. Polyestermatte) oder auf anorganischer Basis ausgeführt sein können.
  • Eine bevorzugte Porengröße oder Öffnungsgröße des Körpers liegt im Bereich zwischen 1 µm und 50 µm.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass es sich bei dem Körper um ein aktives oder passives Material handelt, das derart ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit von dem Phasenzustand und/oder dem Geräuschverhalten des Kältemittels seinen freien Strömungsquerschnitt, insbesondere seine Maschenweite oder Porengröße anpasst.
  • Auch eine Kombination zweier oder mehrerer der vorgenannten Formen und Materialien des Körpers ist denkbar und von der Erfindung mitumfasst.
  • Handelt es sich beispielsweise um ein aktives Bauteil oder um ein passives Bauteil, das seine Maschenweite oder Porengröße anzupassen vermag, kann diese Anpassung elektrisch, elektronisch, magnetoresistiv, thermisch - oder druckinduziert oder auch elektroresistiv erfolgen.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Körper als Metallsinterkörper ausgebildet ist und eine Maschenweite/Porengröße zwischen 1 µm und 50 µm aufweist.
  • Dieser Körper kann in einem Filtertrockner angeordnet sein, der sich beispielsweise unmittelbar im Einlassbereich einer Kapillare befindet, die ihrerseits zu dem Verdampfer führt.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die poröse Struktur des Körpers über die Länge des porösen Körpers in Strömungsrichtung des Kältemittels nicht homogen aufgebaut ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass dessen Porengröße in Strömungsrichtung abnimmt. Diese Abnahme kann kontinuierlich oder auch in Stufen bzw. durch unterschiedliche poröse Formkörper, die hintereinander verbaut sind, realisiert werden. Auch dieses Aufeinanderfolgen mehrerer Formkörper und allgemein die Anordnung mehrerer Formkörper wird als "Formkörper" im Sinne der Erfindung verstanden. Denkbar ist es weiterhin, dass die Porengröße im Endbereich des Formkörpers wieder zunimmt.
  • Vergleichweise grobe Poren am Strömungseintritt dienen dazu, Verunreinigungen zu filtern, feinere Poren dienen für die Drosselung bzw. Druckreduzierung im mittleren Bereich des Formkörpers und grobe Poren oder mittlere oder feine oder sehr feine am Austritt dienen dazu, ein niedriges Austrittsgeräusch des Kältemitels zu bewirken, was aufgrund reduzierter Strömungsgeschwindigkeiten der Fall ist.
  • Ersetzt der Formkörper das Expansionsorgan bzw. wird das Expansionorgan durch den Formkörper gebildet, kann ein Expansionsorgan in Form einer druckreduzierenden Kapillare entfallen. Die räumliche Distanz vom Verflüssigerausgang bis zum Verdampfer kann dann beispielsweise über eine nicht oder nur geringfügig druckreduzierende Kapillare überbrückt werden. Die Einspritzstelle des Kältemittels in den Verdampfer entspricht dem Austritt aus dem Formkörper, der im Verdampfereingang endet.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Filtertrockners sowie einer Kapillare mit einem im Filtertrockner angeordnetem Strömungsstabilisator in Form des erfindungsgemäßen porösen Körpers.
  • Die einzige Figur zeigt mit dem Bezugszeichen 1 eine Drosselkapillare oder eine Verbindungskapillare zu einem Drosselorgan, wie beispielsweise einem Ventil, das in der Figur nicht dargestellt ist.
  • Die Figur zeigt das einlassseitige Ende der Kapillare 1, in die das flüssige Kältemittel aus dem Filtertrockner, dessen Gehäuse das Bezugszeichen 4 trägt, eintritt.
  • Das Bezugszeichen 5 kennzeichnet ein Trockenmittel im Filtertrockner, wie beispielsweise Silikagel.
  • Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet den Hohlraum des Filtertrockners, der mit dem Trockenmittel 5 abgesehen von dem durch die poröse Struktur 3 eingenommenen Raum gefüllt ist.
  • Das Bezugszeichen 3 kennzeichnet den porösen Körper, d. h. den Strömungsstabilisator gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Wie dies aus der Figur hervorgeht, weist dieser Körper eine Kavität 2 auf, die sich im Endbereich der Kapillare 1 erstreckt.
  • Anstelle der dargestellten Anordnung ist es auch möglich, dass der poröse Körper 3 die Kapillare 1 formschlüssig umschließt.
  • Das Bezugszeichen 7 kennzeichnet schließlich die Hauptströmungsrichtung des Kältemittels. Dieses gelangt von einem nicht dargestellten Verflüssiger gemäß der Figur von oben in den Filtertrockner und sodann in die dargestellte Kapillare 1.
  • In der Figur ist der Trockner stehend angeordnet. Von der Erfindung ist selbstverständlich auch der Fall umfasst, dass der Trockner im Kältekreislauf waagerecht oder auch in jeder anderen Orientierung angebracht sein kann.
  • Wird kein poröser Körper 3 eingesetzt, besteht die Gefahr, dass innerhalb der Kapillare, in der das flüssige Kältemittel in dampfförmiges Kältemittel übergeht, entgegen der Hauptströmungsrichtung 7 eine dampfförmige Rückströmung im Bereich des Eintrittes in die Kapillare 1 auftreten kann. Hierdurch können unregelmäßige Strömungsgeräusche oder Kavitationsgeräusche auftreten.
  • Durch das Vorhandensein des porösen Körpers 3 im Eingangsbereich der Kapillare 1 wird der Ort des Phasenübergangs stabilisiert und die genannte Rückströmung verhindert bzw. reduziert. Die durch das dampfförmige Kältemittel rückwärts beschleunigte, d. h. entgegen der Richtung 7 bewegte flüssige Kältemittel wird aufgrund seiner hohen Impulsgeschwindigkeit an dem porösen Körper 3 abgebremst und kann durch diesen nicht oder nur in untergeordnetem Umfang hindurchtreten.
  • Gleichwohl ist ein Durchtritt des flüssigen Kältemittels gemäß der Figur von oben nach unten (d.h. in Hauptströmungsrichtung) durch den Körper 3 möglich. Ein Durchtritt des dampfförmigen Kältemittels ist jedoch vergleichsweise erschwert, so dass dieses nicht oder nur in untergeordnetem Umfang entgegen der Hauptströmungsrichtung 7 nach oben aus der Kapillare 1 austreten kann.
  • Dadurch wird die unkontrollierte Dampfblasenentstehung durch Kavitation oder auch durch Rückströmung von Dampfblasen oder auch wegen unzureichender Unterkühlung des Kältemittels weitgehend oder vollständig unterdrückt. Der Energieverbrauch kann durch die positive Wirkung auf die Geräuschentstehung ebenfalls reduziert werden. Wie oben ausgeführt ist der durch den Druckverlust erzeugte Abbau der Unterkühlung < 3K und vorzugsweise < 1 K.
  • Anstelle oder zusätzlich der in der Figur dargestellten Position des porösen Körpers kann dieser beispielsweise auch innerhalb der Kapillare 1 angeordnet werden.

Claims (11)

  1. Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens eine Kältemittelleitung umfasst und in dem wenigstens ein Verflüssiger und wenigstens ein stromabwärts des Verflüssigers befindlicher Verdampfer angeordnet ist, wobei stromaufwärts des Verdampfers zumindest eine Expansionseinheit angeordnet ist, in der das Kältemittel entspannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Kältemittelleitung zwischen dem Ausgang des Verflüssigers und dem Eingang der Expansionseinheit wenigstens ein für flüssiges Kältemittel durchlässiger poröser Körper befindet oder dass die Expansionseinheit teilweise oder vollständig durch einen für flüssiges Kältemittel durchlässigen porösen Körper gebildet wird.
  2. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper derart ausgebildet ist, dass der durch den Körper erzeugte Strömungswiderstand für flüssiges Kältemittel geringer ist als für dampfförmiges Kältemittel.
  3. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Ausgang des Verflüssigers oder zwischen dem Ausgang des Verflüssigers und dem Eingang der Expansionseinheit wenigstens ein Filtertrockner befindet und dass sich der Körper im oder am zu der Expansionseinheit gerichteten Ende des Filtertrockners befindet und/oder dadurch gekennzeichnet, dass sich der Körper im oder am Eingang der Expansionseinheit befindet und/oder dadurch gekennzeichnet, dass Kältemittelkreislauf wenigstens einen Filtertrockner aufweist, der teilweise oder vollständig durch den porösen Körper gebildet wird.
  4. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper als modulares Bauteil ausgeführt ist oder Bestandteil eines modularen Bauteils ist und/oder dass der Körper oder das modulare Bauteil zwischen zwei Rohrabschnitte des Kältemittelkreislaufes montiert ist oder in den Endbereich oder in einen sonstigen Abschnitt eines Rohres des Kältemittelkreislaufes eingesetzt bzw. eingeschoben ist.
  5. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Körper zylindrisch, rund, kugelförmig, scheibenförmig, stabförmig, als Schüttgut oder als Formkörper ausgebildet ist, der in seiner äußeren Form an wenigstens ein unmittelbar angrenzendes oder benachbartes Bauteil angepasst ist.
  6. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper schalldämmende Eigenschaften aufweist und/oder dass der durch den Druckverlust bei der Durchströmung erzeugte Abbau der Unterkühlung bei < 3 K und vorzugsweise bei < 1 K liegt.
  7. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper als Molekularsieb ausgebildet ist.
  8. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Körper um einen Sinterkörper handelt, der vorzugsweise aus Metall, Kunststoff oder einem anorganischen Material besteht oder eines oder mehrere der vorgenannten Materialien aufweist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Maschenweite bzw. die Porengröße zwischen 1 und 50 µm liegt.
  9. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus einem Schaum, Sieb oder Filter besteht oder eines oder mehrere dieser Komponenten aufweist.
  10. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Körper um ein aktives oder passives Material handelt, das derart ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit von dem Phasenzustand und/oder Geräuschverhalten des Kältemittels seinen freien Strömungsquerschnitt, insbesondere seine Maschenweite bzw. Porengröße ändert.
  11. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengröße des porösen Körpers in Strömungsrichtung des Kältemittels abnimmt oder zunächst abnimmt und dann zunimmt.
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