EP3172507A1 - Kältegerät mit flüssigkeitstank - Google Patents

Kältegerät mit flüssigkeitstank

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EP3172507A1
EP3172507A1 EP15739280.4A EP15739280A EP3172507A1 EP 3172507 A1 EP3172507 A1 EP 3172507A1 EP 15739280 A EP15739280 A EP 15739280A EP 3172507 A1 EP3172507 A1 EP 3172507A1
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EP
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heat
heat transfer
tank
heat exchanger
refrigerating appliance
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EP15739280.4A
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EP3172507B1 (de
Inventor
Karl-Friedrich Laible
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Publication date
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Publication of EP3172507A1 publication Critical patent/EP3172507A1/de
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Publication of EP3172507B1 publication Critical patent/EP3172507B1/de
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    • 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
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
    • F25D11/025—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures using primary and secondary refrigeration systems
    • 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
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    • F25D23/12—Arrangements of compartments additional to cooling compartments; Combinations of refrigerators with other equipment, e.g. stove
    • F25D23/126—Water cooler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
    • 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
    • F25D23/068—Arrangements for circulating fluids through the insulating material
    • 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
    • F25D2323/00—General constructional features not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2323/122—General constructional features not provided for in other groups of this subclass the refrigerator is characterised by a water tank for the water/ice dispenser

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration appliance, in particular a domestic refrigeration appliance, with a heat-insulating wall delimiting a cooled storage chamber and a tank embedded in the wall.
  • a refrigeration appliance in particular a domestic refrigeration appliance
  • a heat-insulating wall delimiting a cooled storage chamber
  • a tank embedded in the wall Such tanks are to supply a
  • Lines are recessed, which communicate via a passage in the insulating material layer of the wall with the storage chamber. These conduits function as a heat exchanger which cools the tank and which uses the air of the storage chamber as the heat transfer fluid
  • Warehousing chamber heats up, their operation also leads to longer compressor run times.
  • the heater thus significantly affects the energy efficiency of the refrigerator.
  • Object of the present invention is a refrigeration device with a in a
  • a shut-off is provided which between a circulation of the heat transfer fluid in the line permitting position and a circulation blocking position is switchable.
  • the heat transfer fluid is a liquid, as this is able, with a small cross-section and low flow rate more
  • the heat exchanger therefore occupies significantly less space in a refrigerator than a conventional, working with air as a heat transfer heat exchanger, so that the usable volume of the refrigerator can be increased.
  • the first heat exchanger is preferably arranged on one of the bearing chamber side facing the tank. So he is across the tank itself
  • the conduit is a closed circuit, of which a second part forms a second heat exchanger arranged in thermal contact with the storage chamber.
  • This second heat exchanger is preferably arranged on an inner side of the heat-insulating wall. In particular, it can, similar to a coldwall evaporator, between an inner skin and an insulating material layer of
  • a pump may be arranged in the closed circuit.
  • Such a pump may suitably also serve as a shut-off member for preventing the circulation.
  • Particularly suitable for this purpose are pumps in which the driven elements completely fill the free cross-section of the circle, such as gear or rotary vane pumps, which blocked in the case of the stoppage of the movable elements of the cross-section of the circle and thereby the circulation is blocked.
  • a controllable valve can serve as a shut-off.
  • a control signal for such a valve and / or for the pump can be provided in particular by a thermostat control.
  • the shut-off can also be formed by at least a portion of the second heat exchanger, which by freezing
  • Heat transfer fluid is closed. By at too low a temperature the
  • Heat transfer fluid blocking this closable section can also prevent excessive cooling of the tank, which could lead to freezing of its contents.
  • the expansion of the water during freezing can be used by the shut-off member comprises a water-filled expandable chamber whose volume expansion during freezing at least narrows the cross-section of the conduit.
  • FIG. 1 shows a schematic section through an inventive refrigeration device.
  • Refrigerating appliance according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows the course of the heat carrier line according to a second embodiment in a representation analogous to FIG. 2;
  • Fig. 4 is an enlarged detail of the heat-insulating wall of the refrigerator in the
  • FIG. 5 shows a section similar to FIG. 4 according to a fourth embodiment.
  • the refrigeration device shown in a schematic section in FIG. 1 has a
  • heat-insulating body 1 and a door 2 defining an interior space.
  • the interior is divided into a storage chamber 3, here a freezer, and a
  • Evaporator chamber 4 in which an evaporator and a fan for circulating air between the evaporator chamber 4 and the storage chamber 3 are housed.
  • An ice maker 5 is immediately below the evaporator chamber 4 in the
  • Storage chamber 3 arranged to be acted upon with cold air from the evaporator chamber 4 directly.
  • a collecting container 6 is mounted, which catches ice pieces 5 produced by the icemaker.
  • a screw conveyor 7 at the bottom of the collecting container 6 serves to convey ice pieces to an outlet 8 at a door near the end of the collecting container. 6
  • a niche 12 in which a user can place a container to discharge ice from the sump 6 without opening the door 2.
  • An upper wall of the niche 12 lies below the outlet 8 of the collecting container 6. Through this wall extends a tubular or funnel-shaped passage, also referred to as an ice chute 9.
  • a movable flap 10 is arranged, which blocks the ice slide 9 airtight in the closed position, so that no hot air from the niche 12 through the ice chute 9 in the
  • Storage chamber 3 can get.
  • a water outlet 1 1 is arranged, via which a placed in the niche 12 container further with cold water from a tank 13 can be filled.
  • the tank 13 is in a wall of the niche 12, here a rear wall, taken in and from both the niche 12 and the storage chamber 3 by a
  • Thermal insulation layer 14 is separated so that a temperature is set in the tank 13 in steady operation, which is between the temperature of the storage chamber 3 and the environment.
  • the tank 13 is connected via a through the door 2 and walls of the body 1 extending line 15 to a domestic water, not shown.
  • a solenoid valve 16 is opened in the conduit, so that cold water from the tank 13 through by the
  • Storage chamber 3 could give it, it would take a very long time until again cold water can be tapped. In order to avoid this, it is necessary to be able to intensify the heat exchange between the tank 13 and the storage chamber 3. If necessary, it must also be possible to stop this heat flow again to prevent freezing of the water in the tank 13.
  • Heat transfer circuit 22 connected to each other, in which a heat transfer fluid circulated.
  • a heat transfer fluid circulated.
  • One of them also referred to here as a cold heat exchanger 17, is arranged on an inner side of the door 2 in close thermal contact with the storage chamber 3. Preferably, it is hidden behind a deep-drawn in a customary manner of plastic inner skin of the door 2.
  • the cold heat exchanger 17 may have a line with a flattened, lying surface on the inner skin cross-section; Alternatively or additionally, an adhesive layer in a limited by the outer skin and a rounding of the pipeline gusset the area on which an intense heat exchange is possible to increase.
  • the freezing point of the heat transfer fluid is below the lowest for the storage chamber. 3
  • the heat transfer fluid may e.g. be a common for use in automotive radiators antifreeze solution.
  • the other, warm heat exchanger 18 is in contact with the tank 13.
  • the warm heat exchanger 18 is located here on a side facing the storage chamber 3 of the tank 13 to be isolated from the environment by the tank 13 itself and thus to avoid unnecessary heat absorption from the environment.
  • Fig. 2 shows an interior view of the door 2 according to a first embodiment of the invention.
  • the heat exchangers 17, 18 and lines connecting them 19, 20 are shown in dashed lines in Fig. 2, since they are not visible in reality. Rather, the cold one
  • Heat exchanger 17 above the niche 12 enclosed between the door inner skin covering the entire inner door surface and the thermal barrier coating 14, and between the warm heat exchanger 18 and the inner skin is also a part of the thermal barrier coating 14th
  • the heat exchangers 17, 18 and lines 19, 20 may be integrally formed integrally from a tube or hose made of metal or plastic, which extends in the case of Fig. 2 in vertically oriented meanders.
  • the two ends of the tube or hose are connected to input and output of a pump 21 to a
  • the pump 21 is shown here in the line 19, but could be placed anywhere in the heat transfer circuit 22, also within one of the heat exchanger 17, 18.
  • the pump 21 is connected to a temperature sensor 23, which is arranged on an upper side of the tank 13. The temperature sensor 23 starts the pump 21 when a high detected temperature or a rise in temperature indicates that fresh water has flowed from the domestic water pipe, and shuts off the pump 21 as soon as a limit temperature of several degrees above O ° C is exceeded ,
  • the design of the pump 21 is chosen so that it blocks the circulation of heat transfer fluid through the heat exchangers 17, 18 in the off state.
  • a gear pump as a pump 21 into consideration. If e.g. a centrifugal pump or a pump is generally used in the
  • the meander of the heat exchangers 17, 18 are oriented horizontally, the line 19 connects directly to the upper ends of the
  • Heat exchanger 17, 18, and the line 20 connects directly to the lower ends. This asymmetry favors a purely convection driven
  • Circulation of the heat transfer fluid in the circuit 22 acts as a shut-off, which at lower
  • Temperature of the tank 13 prevents the circulation of the heat transfer fluid.
  • valve 24 is shown in the conduit 19, but could be positioned at any other location in the circuit 22.
  • Fig. 4 shows a section of the door 2, which separates the tank 13 from the storage chamber 3, according to a third embodiment of the invention.
  • Heat transfer fluid is in this embodiment below 0 ° C, but above the temperature of the storage chamber 3, and accordingly the cold heat exchanger 17 is here separated from the storage chamber 3 by a thin layer of thermal insulation material, which prevents freezing of the heat transfer fluid in the heat exchanger 17.
  • a heat-conducting body 25 is embedded, with one end to the inner skin 26 of the door, with the other end to the top of the tank 13 rests and has a passage through which the heat transfer circuit 22, here again the line 19, runs.
  • the cross section of the heat conducting body 25 is small in relation to the surface of the tank 13;
  • the passage forms a bottleneck 27 of the circle 22.
  • the the bottleneck 27
  • Heat transfer circuit 22 circulating heat transfer fluid is chosen so that the surface adjacent to the bottleneck 27 of the bathleit stresses 25 falls below this temperature when the temperature of the tank 13 is just above 0 ° C.
  • Layer 28 favors further. As soon as it closes off the bottleneck 27, here too the heat transfer between the heat exchangers 17, 18 stops, without the need for a temperature sensor. When water is tapped and hot water flows from the domestic water pipe, this collects primarily in the upper part of the tank 13 and heats the heat-conducting body 25, so that the layer 28 melts and the heat transport gets going again. A switchover between an open and a locked state of the bottleneck 27 takes place here directly controlled by the temperatures of the storage chamber 3 and the tank 13, without a detour via electronic control circuits.
  • FIG. 5 shows a section analogous to FIG. 4 according to a further embodiment of the invention.
  • a heat-conducting body 25 is arranged between the inner skin 26 and the tank 13.
  • the heat-conducting body 25 contains here on its side facing the bearing chamber 3 side a water-filled and with a movable piston 30th

Abstract

Ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, umfasst eine wärmedämmende Wand, die eine gekühlte Lagerkammer (3) begrenzt, einen in die Wand eingelassenen Tank (13), eine Leitung für ein Wärmeträgerfluid, von der ein Teil einen in thermischem Kontakt mit dem Tank (13) angeordneten ersten Wärmetauscher (18) bildet, und ein Absperrelement (21), das zwischen einer die Zirkulation des Wärmeträgerfluids in der Leitung zulassenden Stellung und einer die Zirkulation sperrenden Stellung umschaltbar ist.

Description

Kältegerät mit Flüssigkeitstank
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einer eine gekühlte Lagerkammer begrenzenden wärmedämmenden Wand und einem in die Wand eingelassenen Tank. Derartige Tanks sind zur Versorgung eines
Kaltwasserspenders in Haushaltskältegeräten weit verbreitet.
Wenn ein solcher Tank mit Wasser gefüllt ist, darf seine Temperatur nicht unter 0°C abfallen, zum einen, weil die mit dem Gefrieren des Wassers einhergehende Ausdehnung den Tank beschädigen und/oder eine an den Tank angrenzende Isoliermaterialschicht verdichten und damit ihr Wärmedämmvermögen beeinträchtigen kann, zum anderen, weil, wenn der Inhalt des Tanks gefroren ist, kein kaltes Wasser mehr abgezapft werden kann. Wenn die Lagerkammer, in deren Wand der Tank angeordnet ist, für einen Betrieb bei Temperaturen unter 0°C ausgelegt ist, müssen daher geeignete Maßnahmen getroffen werden, um ein Gefrieren des Tanks sicher zu unterbinden.
Aus DE 10 2006 052 554 A1 ist ein Kältegerät mit in die Rückwand einer Spendernische integriertem Wassertank bekannt, bei dem an einer Seite des Tanks luftführende
Leitungen ausgespart sind, die über einen Durchgang in der Isoliermaterialschicht der Wand mit der Lagerkammer kommunizieren. Diese Leitungen fungieren als ein den Tank kühlender Wärmetauscher, der die Luft der Lagerkammer als Wärmeträgerfluid
verwendet. Die geringe Wärmekapazität der Luft macht zum einen einen Ventilator erforderlich, um unter normalen Betriebsbedingungen für eine zum Kühlen des Tanks ausreichende Luftzirkulation zu sorgen. Zum anderen muss, damit diese Luft
geräuscharm bei niedriger Geschwindigkeit zirkulieren kann, der Querschnitt der
Leitungen groß sein, und infolge des knappen Einbauraums ist die Länge der Leitungen gering. Die Kombination von geringer Leitungslänge und großem Querschnitt führt dazu, dass die Luft durch den Wärmetauscher auch dann zirkuliert, wenn der Ventilator nicht im Betrieb ist. Um sicherzustellen, dass dies bei einer niedrigen Solltemperatur des Lagerfachs und niedriger Außentemperatur nicht zum Gefrieren des Tankinhalts führt, ist an dem Tank zusätzlich eine elektrische Heizung angeordnet. Deren Betrieb erfordert jedoch zusätzliche Energie, und da die von der Heizung freigesetzte Wärme letztlich die
Lagerkammer aufheizt, führt ihr Betrieb auch zu längeren Verdichterlaufzeiten. Die Heizung beeinträchtigt somit erheblich die Energieeffizienz des Kältegeräts.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit einem in eine
wärmedämmende Wand eingelassenen Tank anzugeben, bei dem eine Unterkühlung des Tanks ohne den Einsatz einer Heizung vermieden werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem
Haushaltskältegerät, mit einer eine gekühlte Lagerkammer begrenzenden
wärmedämmenden Wand, einem in die Wand eingelassenen Tank und einer Leitung für ein Wärmeträgerfluid, von der ein Teil einen in thermischem Kontakt mit dem Tank angeordneten ersten Wärmetauscher bildet, ein Absperrelement vorgesehen ist, das zwischen einer die Zirkulation des Wärmeträgerfluids in der Leitung zulassenden Stellung und einer die Zirkulation sperrenden Stellung umschaltbar ist.
Vorzugsweise ist das Wärmeträgerfluid eine Flüssigkeit, da diese in der Lage ist, bei geringem Leitungsquerschnitt und niedriger Strömungsgeschwindigkeit mehr
Wärmeenergie zu übertragen als ein Gas. Der Wärmetauscher belegt daher deutlich weniger Platz in einem Kältegerät als ein herkömmlicher, mit Luft als Wärmeträger arbeitender Wärmetauscher, so dass das nutzbare Volumen des Kältegeräts vergrößert werden kann.
Der erste Wärmetauscher ist vorzugsweise an einer der Lagerkammer zugewandten Seite des Tanks angeordnet. So ist er gegenüber durch den Tank selber hindurch
zuströmender Umgebungswärme abgeschirmt, und ein unnötiger Wärmeeintrag in das Wärmeträgerfluid wird vermieden.
Wenn das Wärmeträgerfluid eine Flüssigkeit ist, kann es nicht unmittelbar aus der Lagerkammer angesaugt und in diese wieder entlassen werden. Vorzugsweise ist daher die Leitung ein geschlossener Kreis, von der ein zweiter Teil einen in thermischem Kontakt mit der Lagerkammer angeordneten zweiten Wärmetauscher bildet. Dieser zweite Wärmetauscher ist vorzugsweise an einer Innenseite der wärmedämmenden Wand angeordnet. Insbesondere kann er, ähnlich einem Coldwall- Verdampfer, zwischen einer Innenhaut und einer Isolationsmaterialschicht der
wärmedämmenden Wand angeordnet sein. Eine Verklebung des zweiten Wärmetauschers an der Innenhaut begünstigt den
Wärmeaustausch mit der Lagerkammer.
Wenn der zweite Wärmetauscher oberhalb des ersten Wärmetauschers angeordnet ist, kann Konvektion, die durch Abkühlung des Wärmeträgerfluids im zweiten Wärmetauscher angeregt wird, den Wärmetransport in dem Kreis fördern, ohne dass hierfür zusätzlich Antriebsenergie aufgewandt werden muss.
Um die Zirkulation des Wärmeträgerfluids zu steuern, kann in dem geschlossenen Kreis auch eine Pumpe angeordnet sein.
Eine solche Pumpe kann zweckmäßigerweise auch als Absperrglied zum Unterbinden der Zirkulation dienen. Besonders geeignet hierfür sind Pumpen, bei denen die angetriebenen Elemente den freien Querschnitt des Kreises komplett ausfüllen, wie etwa Zahnrad- oder Drehschieberpumpen, bei denen im Falle des Stillstands der beweglichen Elemente der Querschnitt des Kreises blockiert und dadurch die Zirkulation gesperrt ist.
Alternativ kann auch ein ansteuerbares Ventil als Absperrglied dienen.
Ein Steuersignal für ein solches Ventil und/oder für die Pumpe kann insbesondere von einer Thermostatregelung bereitgestellt werden.
Wenn das Lagerfach auf eine Solltemperatur unter dem Gefrierpunkt des
Wärmeträgerfluids abkühlbar ist, kann das Absperrglied auch durch wenigstens einen Abschnitt des zweiten Wärmetauschers gebildet sein, der durch gefrierendes
Wärmeträgerfluid verschließbar ist. Indem bei zu niedriger Temperatur das
Wärmeträgerfluid diesen verschließbaren Abschnitt blockiert, kann ebenfalls eine übermäßige Kühlung des Tanks, die zum Gefrieren von dessen Inhalt führen könnte, unterbunden werden. Noch einer Alternative zu Folge kann die Ausdehnung des Wassers beim Gefrieren genutzt werden, indem das Absperrglied eine wassergefüllte dehnbare Kammer umfasst, deren Volumenausdehnung beim Gefrieren den Querschnitt der Leitung wenigstens verengt.
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 Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kältegerät;
Fig. 2 den Verlauf einer Wärmeträgerleitung an der Innenseite der Tür des
Kältegeräts gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 3 den Verlauf der Wärmeträgerleitung gemäß einer zweiten Ausgestaltung in einer zu Fig. 2 analogen Darstellung;
Fig. 4 ein vergrößertes Detail der wärmedämmenden Wand des Kältegeräts im
Schnitt gemäß einer dritten Ausgestaltung; und
Fig. 5 einen zu Fig. 4 analogen Schnitt gemäß einer vierten Ausgestaltung.
Das in Fig. 1 in einem schematischen Schnitt gezeigte Kältegerät hat einen
wärmeisolierenden Korpus 1 und eine Tür 2, die einen Innenraum begrenzen. Der Innenraum ist unterteilt in eine Lagerkammer 3, hier ein Gefrierfach, und eine
Verdampferkammer 4, in der ein Verdampfer und ein Ventilator zum Umwälzen von Luft zwischen Verdampferkammer 4 und Lagerkammer 3 untergebracht sind.
Ein Eisbereiter 5 ist unmittelbar unterhalb der Verdampferkammer 4 in der
Lagerkammer 3 angeordnet, um mit Kaltluft aus der Verdampferkammer 4 unmittelbar beaufschlagt werden zu können. Unter dem Eisbereiter 5 ist ein Sammelbehälter 6 angebracht, der vom Eisbereiter 5 erzeugte Eisstücke auffängt. Eine Förderschnecke 7 am Boden des Sammelbehälters 6 dient zum Fördern von Eisstücken zu einem Auslass 8 an einem türnahen Ende des Sammelbehälters 6.
In einem zentralen Bereich der Tür 2 ist eine Nische 12 gebildet, in der ein Benutzer einen Behälter platzieren kann, um Eis aus dem Sammelbehälter 6 darein ausgeben zu lassen, ohne dafür die Tür 2 zu öffnen. Eine obere Wand der Nische 12 liegt unter dem Auslass 8 des Sammelbehälters 6. Durch diese Wand erstreckt sich ein rohr- oder trichterförmiger Durchgang, auch als Eisrutsche 9 bezeichnet. Am unteren Ende der Eisrutsche 9 ist eine bewegliche Klappe 10 angeordnet, die in geschlossener Stellung die Eisrutsche 9 luftdicht versperrt, so dass keine Warmluft aus der Nische 12 durch die Eisrutsche 9 in die
Lagerkammer 3 gelangen kann.
An einer Außenseite der Klappe 10 ist ein Wasserauslass 1 1 angeordnet, über den ein in der Nische 12 platzierter Behälter ferner mit kaltem Wasser aus einem Tank 13 befüllbar ist. Der Tank 13 ist in eine Wand der Nische 12, hier eine Rückwand, eingelassen und sowohl von der Nische 12 als auch von der Lagerkammer 3 durch eine
Wärmedämmschicht 14 getrennt, so dass sich im Tank 13 im stationären Betrieb eine Temperatur einstellt, die zwischen der Temperatur der Lagerkammer 3 und der der Umgebung liegt. Der Tank 13 ist über eine sich durch die Tür 2 und Wände des Korpus 1 erstreckende Leitung 15 an eine nicht dargestellte Hauswasserleitung angeschlossen. Wenn Wasser aus dem Tank 13 in einen Behälter der Nische 12 gezapft wird, wird ein Magnetventil 16 in der Leitung geöffnet, so dass kaltes Wasser aus dem Tank 13 durch von der
Hauswasserleitung her nachfließendes, relativ warmes Wasser verdrängt wird. Wenn dieses Wasser seine Wärme nur über die Wärmedämmschicht 14 hinweg an die
Lagerkammer 3 abgeben könnte, würde es sehr lange dauern, bis erneut kaltes Wasser abgezapft werden kann. Um dies zu vermeiden, ist es notwendig, den Wärmeaustausch zwischen dem Tank 13 und der Lagerkammer 3 intensivieren zu können. Bei Bedarf muss es aber auch möglich sein, diesen Wärmefluss wieder zu stoppen, um ein Gefrieren des Wassers im Tank 13 zu verhindern.
Zu diesem Zweck sind in der Tür 2 zwei Wärmetauscher 17, 18 in einem
Wärmeträgerkreis 22 miteinander verbunden, in dem eine Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert. Einer von ihnen, hier auch als kalter Wärmetauscher 17 bezeichnet, ist an einer Innenseite der Tür 2 in engem thermischen Kontakt mit der Lagerkammer 3 angeordnet. Vorzugsweise ist er hinter einer in fachüblicher Weise aus Kunststoff tiefgezogenen Innenhaut der Tür 2 verborgen. Um einen schnellen Wärmeaustausch zu ermöglichen, kann der kalte Wärmetauscher 17 eine Leitung mit abgeflachtem, flächig an der Innenhaut anliegendem Querschnitt aufweisen; alternativ oder ergänzend kann eine Klebstoffschicht in einem von der Außenhaut und einer Rundung der Rohrleitung begrenzten Zwickel die Fläche, auf der ein intensiver Wärmeaustausch möglich ist, vergrößern. Der Gefrierpunkt der Wärmeträgerflüssigkeit liegt unterhalb der tiefsten für die Lagerkammer 3
einstellbaren Solltemperatur, so dass ein Einfrieren der Wärmeträgerflüssigkeit im kalten Wärmetauscher 17 ausgeschlossen ist. Die Wärmeträgerflüssigkeit kann z.B. eine für den Einsatz in Kraftfahrzeugkühlern gebräuchliche Frostschutzlösung sein.
Der andere, warme Wärmetauscher 18 steht mit dem Tank 13 in Kontakt. Der warme Wärmetauscher 18 befindet sich hier an einer der Lagerkammer 3 zugewandten Seite des Tanks 13, um von der Umgebung durch den Tank 13 selbst isoliert zu sein und so eine unnötige Wärmeaufnahme aus der Umgebung zu vermeiden.
Fig. 2 zeigt eine Innenansicht der Tür 2 gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Die Wärmetauscher 17, 18 und sie verbindende Leitungen 19, 20 sind in Fig. 2 gestrichelt dargestellt, da sie in der Realität nicht sichtbar sind. Vielmehr ist der kalte
Wärmetauscher 17 oberhalb der Nische 12 zwischen der die gesamte Türinnenfläche überdeckenden Türinnenhaut und der Wärmedämmschicht 14 eingeschlossen, und zwischen dem warmen Wärmetauscher 18 und der Innenhaut liegt zusätzlich ein Teil der Wärmedämmschicht 14.
Die Wärmetauscher 17, 18 und Leitungen 19, 20 können einteilig zusammenhängend aus einem Rohr oder Schlauch aus Metall oder Kunststoff gebildet sein, das sich im Falle der Fig. 2 in vertikal orientierten Mäandern erstreckt. Die beiden Enden des Rohrs oder Schlauchs sind mit Ein- und Ausgang einer Pumpe 21 verbunden, um einen
geschlossenen Kreislauf zu bilden. Die Pumpe 21 ist hier in der Leitung 19 dargestellt, könnte aber an beliebiger Stelle des Wärmeträgerkreises 22, auch innerhalb eines der Wärmetauscher 17, 18, platziert sein. Die Pumpe 21 ist mit einem Temperaturfühler 23 verbunden, der an einer Oberseite des Tanks 13 angeordnet ist. Der Temperaturfühler 23 setzt die Pumpe 21 in Gang, wenn eine hohe erfasste Temperatur oder ein Temperaturanstieg darauf schließen lässt, dass frisches Wasser aus der Hauswasserleitung zugeströmt ist, und schaltet die Pumpe 21 ab, sobald eine Grenztemperatur von einigen Grad über O°C unterschritten ist.
Die Bauart der Pumpe 21 ist so gewählt, dass sie in ausgeschaltetem Zustand die Zirkulation von Wärmeträgerflüssigkeit durch die Wärmetauscher 17, 18 blockiert. So kommt zum Beispiel eine Zahnradpumpe als Pumpe 21 in Betracht. Wenn z.B. eine Kreiselpumpe oder allgemein eine Pumpe verwendet wird, die im
Stillstand den Wärmeträgerkreis 22 nicht sperrt, sollte in dem Wärmeträgerkreis 22 ein Ventil vorgesehen sein, das bei abgeschalteter Pumpe als Absperrglied dient. Auch so kann eine Abkühlung des Tanks 13 über den Wärmeträgerkreis 22 zuverlässig unterbunden werden, falls die Temperatur des Wassers im Tank 13 nahe 0°C liegt.
In der Ausgestaltung der Fig. 3 sind die Mäander der Wärmetauscher 17, 18 horizontal orientiert, die Leitung 19 verbindet auf direktem Wege obere Enden der
Wärmetauscher 17, 18, und die Leitung 20 verbindet auf direktem Wege deren untere Enden. Diese Asymmetrie begünstigt eine rein durch Konvektion angetriebene
Umwälzung der Wärmeträgerflüssigkeit im Kreis 22. Ein über einen Temperaturfühler am Tank 13 angesteuertes Ventil 24 fungiert hier als Absperrglied, das bei niedriger
Temperatur des Tanks 13 die Zirkulation der Wärmeträgerflüssigkeit unterbindet.
Wiederum ist das Ventil 24 in der Leitung 19 gezeigt, könnte aber an beliebiger anderer Stelle im Kreis 22 positioniert sein.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus der Tür 2, der den Tank 13 von der Lagerkammer 3 trennt, gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung. Der Gefrierpunkt der
Wärmeträgerflüssigkeit liegt bei dieser Ausgestaltung unter 0°C, aber oberhalb der Temperatur der Lagerkammer 3, und dementsprechend ist der kalte Wärmetauscher 17 hier von der Lagerkammer 3 durch eine dünne Schicht Wärmedämmmaterial getrennt, die ein Gefrieren der Wärmeträgerflüssigkeit in dem Wärmetauscher 17 verhindert. In die Wärmedämmschicht 14, hier an der Oberseite der Nische 12, ist ein Wärmeleitkörper 25 eingebettet, der mit einem Ende an der Innenhaut 26 der Türe, mit dem anderen Ende an der Oberseite des Tanks 13 anliegt und einen Durchgang aufweist, durch den der Wärmeträgerkreis 22, hier wiederum die Leitung 19, verläuft. Der Querschnitt des Wärmeleitkörpers 25 ist klein im Verhältnis zur Oberfläche des Tanks 13;
dementsprechend ist sein Einfluss auf die Temperatur des Tanks 13 vernachlässigbar. Der Durchgang bildet einen Engpass 27 des Kreises 22. Die den Engpass 27
begrenzenden Oberflächen des Wärmeleitkörpers 25 nehmen eine Temperatur zwischen der der Lagerkammer 3 und der des Tanks 13 an. Der Gefrierpunkt der in dem
Wärmeträgerkreis 22 zirkulierenden Wärmeträgerflüssigkeit ist so gewählt, dass die an den Engpass 27 angrenzende Oberfläche des Wärmeleitkörpers 25 diese Temperatur unterschreitet, wenn die Temperatur des Tanks 13 knapp über 0°C liegt. Die Schicht 28 aus verfestigter Wärmeträgerflüssigkeit, die sich in diesem Fall im Engpass 27 bildet, verengt den Engpass 27 zusätzlich. Dadurch verringert sich die
Strömungsgeschwindigkeit der Wärmeträgerflüssigkeit, was das Wachstum der
Schicht 28 weiter begünstigt. Sobald diese den Engpass 27 verschließt, kommt auch hier der Wärmetransport zwischen den Wärmetauschern 17, 18 zum Erliegen, ohne dass es dafür eines Temperaturfühlers bedarf. Wenn Wasser abgezapft wird und warmes Wasser aus der Hauswasserleitung nachfließt, sammelt dieses sich in erster Linie im oberen Teil des Tanks 13 und erwärmt den Wärmeleitkörper 25, so dass die Schicht 28 schmilzt und der Wärmetransport wieder in Gang kommt. Eine Umschaltung zwischen einem offenen und einem gesperrten Zustand des Engpasses 27 erfolgt hier unmittelbar über die Temperaturen der Lagerkammer 3 und des Tanks 13 gesteuert, ohne einen Umweg über elektronische Regelkreise.
Fig. 5 zeigt einen zu Fig. 4 analogen Schnitt gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Wiederum ist ein Wärmeleitkörper 25 zwischen der Innenhaut 26 und dem Tank 13 angeordnet. Der Wärmeleitkörper 25 enthält hier an seiner der Lagerkammer 3 zugewandten Seite eine wassergefüllte und mit einem beweglichen Kolben 30
verschlossene Kammer 29. Bevor der Tank 13 auf 0°C abkühlt, gefriert der Inhalt der Kammer 29 und treibt den Kolben 30 in den Engpass 27 hinein, so dass die Zirkulation der Wärmeträgerflüssigkeit vorzugsweise vollständig zum Erliegen kommt, zumindest aber stark genug eingeschränkt wird, um ein Gefrieren des Tanks 13 zu verhindern. BEZUGSZEICHEN
1 Korpus
2 Tür
3 Lagerkammer
4 Verdampferkammer
5 Eisbereiter
6 Sammelbehälter
7 Förderschnecke
8 Auslass
9 Eisrutsche
10 Klappe
1 1 Wasserauslass
12 Nische
13 Tank
14 Wärmedämmschicht
15 Leitung
16 Magnetventil
17 Wärmetauscher
18 Wärmetauscher
19 Leitung
20 Leitung
21 Pumpe
22 Wärmeträgerkreis
23 Temperaturfühler
24 Ventil
25 Wärmeleitkörper
26 Innenhaut
27 Engpass
28 Schicht
29 Kammer
30 Kolben

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einer eine gekühlte
Lagerkammer (3) begrenzenden wärmedämmenden Wand, einem in die Wand eingelassenen Tank (13) und einer Leitung für ein Wärmeträgerfluid, von der ein Teil einen in thermischem Kontakt mit dem Tank (13) angeordneten ersten Wärmetauscher (18) bildet, gekennzeichnet durch ein Absperrelement (21 , 24, 27), das zwischen einer die Zirkulation des Wärmeträgerfluids in der Leitung zulassenden Stellung und einer die Zirkulation sperrenden Stellung umschaltbar ist.
Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeträgerfluid eine Flüssigkeit ist.
Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscher (18) an einer der Lagerkammer (3) zugewandten Seite des Tanks (13) angeordnet ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung ein geschlossener Wärmeträgerkreis (22) ist, von der ein zweiter Teil einen in thermischem Kontakt mit der Lagerkammer (3) angeordneten zweiten Wärmetauscher (17) bildet.
Kältegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite
Wärmetauscher (17) an einer Innenseite der wärmedämmenden Wand angeordnet ist.
Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite
Wärmetauscher (17) zwischen einer Innenhaut (26) und einer
Isolationsmaterialschicht (14) der wärmedämmenden Wand angeordnet ist.
7. Kältegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (17) oberhalb des ersten Wärmetauschers (18) angeordnet ist.
8. Kältegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem geschlossenen Wärmeträgerkreis (22) eine Pumpe (21 ) angeordnet ist.
9. Kältegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (21 ) das Absperrglied bildet.
10. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein ansteuerbares Ventil (24) das Absperrglied bildet.
1 1 . Kältegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerfach (3) auf eine Solltemperatur unter dem Gefrierpunkt des
Wärmeträgerfluids abkühlbar ist und dass das Absperrglied durch wenigstens einen durch gefrierendes Wärmeträgerfluid verschließbaren Abschnitt (27) des Wärmeträgerkreises (22) gebildet ist.
12. Kältegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrglied (27) eine wassergefüllte dehnbare Kammer (29) umfasst.
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