EP3218659B1 - No-frost-kältegerät - Google Patents

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EP3218659B1
EP3218659B1 EP15786986.8A EP15786986A EP3218659B1 EP 3218659 B1 EP3218659 B1 EP 3218659B1 EP 15786986 A EP15786986 A EP 15786986A EP 3218659 B1 EP3218659 B1 EP 3218659B1
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EP
European Patent Office
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evaporator
refrigeration appliance
appliance according
frost
frost refrigeration
Prior art date
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Active
Application number
EP15786986.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3218659A1 (de
Inventor
Torsten Eschner
Panagiotis Fotiadis
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Priority to PL15786986T priority Critical patent/PL3218659T3/pl
Publication of EP3218659A1 publication Critical patent/EP3218659A1/de
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Publication of EP3218659B1 publication Critical patent/EP3218659B1/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
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • F25D17/062—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation in household refrigerators
    • 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
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06—Removing frost
    • F25D21/08—Removing frost by electric heating
    • 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
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    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06—Removing frost
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/10—Sensors measuring the temperature of the evaporator

Definitions

  • the present invention relates to a no-frost refrigerator with a forced-air evaporator, which is arranged in an evaporator chamber.
  • US 3,638,449 A A refrigeration device with a forced-air evaporator arranged in an evaporator chamber is known.
  • the moisture that is carried through the evaporator mainly condenses just beyond an upstream side of the evaporator, so that the frost formation in an upstream region of the evaporator is significantly stronger than in a downstream region, the more the frost formation concentrates on the upstream region defrosting is necessary more quickly.
  • US 3,638,449 A a free space adjacent to a side flank of the evaporator is provided, via which the air drawn in can bypassing the upstream region of the evaporator, if its free cross section is severely restricted by frost, can directly reach a downstream region of the evaporator.
  • an electrical heating wire is provided, which has a heat transfer relationship (not described further) with the refrigerant line and fins of the evaporator.
  • An object of the invention is to provide a no-frost refrigerator with extended intervals between defrost cycles.
  • the object is achieved by a refrigeration device with the features of claim 1.
  • the accumulation area offers the air circulating through the evaporator chamber a path with a relatively low flow resistance, so that a large part of the air flows through the first part and the accumulation area instead of through the entire evaporator , but exudes moisture as ripe in the accumulation area.
  • this frost increases the flow resistance of the accumulation area, so that the air flow through the second part of the evaporator increases and frost also increasingly precipitates there.
  • blockage only occurs when both the accumulation area and the second part of the evaporator are filled with frost.
  • the frost at least in the accumulation area forms a body extended in the flow direction of the air, it can prevent local overheating during defrosting, at least of the second part of the evaporator that is in direct thermal contact with the accumulation area, and thus enables defrosting with good energy efficiency. Because the accumulation area provides additional space for the frost, the time intervals between defrost cycles can also be increased. This has a positive effect on the energy consumption of the device, and it is also convenient for the user when times in which no cooling capacity can be called up to cool down freshly introduced goods into the device are rare. In order to achieve efficient cooling of the accumulation area and a correspondingly strong concentration of frost formation on the accumulation area, the second part of the evaporator must be able to reach lower temperatures than the first. For this reason, an injection point for refrigerant is provided on the second part.
  • the second part as a whole should preferably be upstream of the first part of the evaporator, so that the refrigerant only reaches the first part after it has already been warmed up somewhat in the second part.
  • the evaporator is preferably open on the first flank adjoining the accumulation area in order to allow air to pass between the accumulation area and the second part of the evaporator over the entire length of the accumulation area.
  • the first flank is preferably divided in the flow direction into a section adjacent to the accumulation area and a section adjacent to a wall of the evaporator chamber and delimiting the first part of the evaporator.
  • the section adjoining the accumulation area can also be delimited on both sides transversely to the direction of flow by the section abutting the wall of the evaporator chamber.
  • Such an arrangement can particularly promote a uniform distribution of the air across the width of the evaporator chamber, when air inlets of the upstream part of the evaporator chamber are each arranged at lateral corners of the evaporator chamber.
  • a defrost heater can be arranged on a second flank of the evaporator opposite the first flank.
  • the defrost heater is preferably designed as a surface heater which extends at least over the second part of the evaporator in order to defrost it and the accumulation area. It can extend over the entire second flank to also defrost the first part of the evaporator, however, since the amount of frost in the first part is generally smaller than that in the accumulation area and in the second part of the evaporator, the defrost heating at the level of the first part of the evaporator have a smaller heating power per unit area than in the amount of the second part.
  • the inflow side and the outflow side of the evaporator are preferably spaced apart in the depth direction of the refrigeration device.
  • the second flank of the evaporator can be a lower flank, so that the heat released by the surface heating arranged there can rise in the evaporator and thus reach the accumulation area.
  • a wall of the evaporator chamber opposite the first flank of the evaporator can have an infrared-reflecting surface layer in order to reflect radiation heat emitted by the evaporator back to this or to the accumulation area and thus to make it usable for defrosting.
  • the air flowing through the accumulation area can already release a large part of its moisture there, which considerably reduces the rate of frost formation in the first part of the evaporator.
  • Another consequence of the feature is that, when the forced ventilation is switched off, air that enters the evaporator chamber by convection from a storage compartment also releases its moisture in the accumulation area or in the second part of the evaporator.
  • the distribution of the frost in the evaporator chamber is therefore essentially independent of whether the moisture got into the evaporator chamber when the forced ventilation was switched on or off.
  • the frost distribution is therefore reproducible and the defrost heating can take the form Arrangement, distribution of the heating line or the like can be optimized in order to achieve a defrosting time that is as uniform as possible for the entire evaporator.
  • a temperature sensor for monitoring the defrosting process is preferably arranged on the second part of the evaporator, preferably adjacent to the accumulation area, i.e. typically on the first flank of the evaporator. This ensures that the main frost accumulation is always present in the area of the sensor.
  • a refrigerant outlet can also be arranged on the second part of the evaporator, adjacent to the refrigerant inlet.
  • a suction line starting from the refrigerant outlet can form a heat exchanger together with a capillary leading to the refrigerant inlet.
  • a section of the suction line which runs in the evaporator chamber from the second part of the evaporator to the rear wall, can form the above-mentioned heat exchanger.
  • Fig. 1 shows an evaporator chamber 1 of a household refrigeration device in a longitudinal section along a plane which extends vertically in the middle and in the depth direction through a body of the household refrigeration device.
  • a wall delimiting the evaporator chamber 1 upwards is formed by a rigid plate 2, for example made of solid polystyrene, over which a thermal insulation layer 3 extends.
  • the plate 2 can be part of an inner container of the refrigerator; then the thermal insulation layer 3 is generally a layer made of polyurethane foam, with which a space between the inner container and an outer skin of the refrigerator body is foamed in the usual manner.
  • the plate 2 and the thermal barrier layer 3 can also be parts of a horizontal partition between two storage compartments formed in the body of the refrigerator, here a freezer compartment 4 below the evaporator chamber 1 and a normal refrigerator compartment, not shown, above the thermal barrier layer 3.
  • thermal insulation board 5 made of expanded polystyrene is attached.
  • An infrared reflecting layer 6 is formed on an underside of this thermal insulation panel 5, here in the form of a sheet, preferably made of aluminum, which closely conforms to the contour of the underside of the thermal insulation panel 5.
  • a lower wall which separates the evaporator chamber 1 from the freezer compartment 4, comprises a shell 7 injection molded from plastic, which is anchored to the plate 2 and possibly to a rear wall of the inner container, and a further thermal insulation plate 8 made of expanded polystyrene, which is in the shell 7 is glued.
  • a cuboidal evaporator 9 in the form of a lamella is arranged between the thermal insulation panels 5, 8. Its slats 10 extend parallel to the section plane of the Fig. 1 and are frequently crossed by a refrigerant line 11 running in meanders. On a lower flank 17 of the evaporator 9, lower edges of the fins 10 touch a surface heating 12, which rests flat on the thermal insulation panel 8.
  • the surface heater 12 can be formed, for example, by a heat-conducting plate, for example an aluminum sheet, to which a heating resistor is glued, electrically insulated by being embedded in foils.
  • the heat insulation plate 5 and the IR-reflecting layer 6 attached to it are divided in the depth direction of the body into a front section 13 which, together with upper edges of the fins 10 on an upper flank 14 of the evaporator 9, delimits an accumulation region 15 which is elongated in the depth direction of the body, and a rear section 16 which directly contacts the upper edges of the fins 10 of the evaporator 9.
  • a front part of the flank 14 adjoining the accumulation region 15 is designated by 18, a rear part touching the rear section 16 by 19; Accordingly, a distinction is made below between a front part 20 of the evaporator 9 below the accumulation area 15 and a rear part 21 of the evaporator 9.
  • the IR-reflecting layer 6 By touching the rear part 21 of the evaporator 9 on the one hand the IR-reflecting layer 6 and on the other hand the surface heating 12, it divides the evaporator chamber 1 into an upstream part 22 and a downstream part 23. Air coming from a fan arranged in the downstream part 23 24 is sucked from the freezer compartment 4 into the upstream part 22 via inlet openings 25 at the front edge of the shell 7, can only reach the downstream part 23 by moving the rear part 21 of the evaporator 9, below the rear section 16 of the layer 6, passes through to an outflow side 26.
  • the Air enters the evaporator 9 directly on an inflow side 27 facing the inlet openings 25 and also passes through its front part 20; alternatively, there is a way in which the air first enters the accumulation area 15 and by passing over the front part 18 of the flank 14 into the evaporator 9, the front part 20 of which bypasses at least part of its length.
  • Fig. 2 shows a horizontal section through the evaporator chamber 1 along the plane II-II Fig. 1 .
  • the cutting plane of the Fig. 1 is in Fig. 2 marked with II.
  • each air channels 28 run through side walls of the body and finally through the heat insulation layer 3 to open to the right and left of the inlet openings 25 in the upstream part 18 of the evaporator chamber 1.
  • the width of the accumulation area 15 is somewhat smaller than that of the evaporator chamber 1, so that openings 29 of the air channels 28 into the evaporator chamber 1 each face the accumulation area 15 over a part of their width, while on another part the thermal insulation panel 5 extends directly over the inflow side 27 of the evaporator 9 protrudes.
  • Fig. 3 shows the evaporator 9 in a second horizontal section along the plane III-III of the Fig. 1 , which is lower than level II-II.
  • the outlines of the thermal insulation board 5 and the accumulation area 15, which lie outside the section plane III-III, are drawn in as a dashed line.
  • the density of the slats 10 is different in the rear part 21 and in the front part 20, below the accumulation area 15. In the case shown here, the density of the slats 10 in the rear part 21 is twice as high as in the front, every second slat 10 ends at the border to the front part 20.
  • the course of the refrigerant line 11 in the evaporator 9 is in Fig. 3 clearly visible.
  • the refrigerant line 11 here forms an upper layer 30 (see FIG. Fig. 1 ), which, starting from an injection point 29 at a front right corner of the evaporator 9, in the top right corner Fig. 3 , extends in meanders up to a rear right corner 32, and a lower layer 31, which, congruently covered by the upper layer, goes back to the front right corner extends.
  • the refrigerant line 11 merges into a suction line 33 which, in addition to the outermost right-hand lamella 10, extends in the direction of a rear wall of the refrigeration device body and runs downwards to a compressor (not shown).
  • a capillary 34 via which fresh refrigerant arrives at the injection point 29, is guided here over part of its length within the suction line 33 in order to form a heat exchanger and only emerges from the injection point 29 shortly before it.
  • the position of the injection point 29 adjacent to the inflow side 27 of the evaporator 9 has the result that, when refrigerant circulates in the refrigerant line 11, the front part 20 of the evaporator 9 reaches a significantly lower temperature than the rear part 21. Therefore, there is air in is sucked by the fan 20 through the evaporator chamber 1 at this time, a considerable proportion of its moisture already reaches the upper edges of the fins 10 of the front part 20, so that, starting from these upper edges, frost grows into the accumulation area 15.
  • the flow resistance of the accumulation area 15 increases over time, and as the accumulation area 15 closes, the air is increasingly forced to enter the evaporator 9 via the inflow side 27 and also to pass through its front part 20.
  • the reduced density of the fins 10 in the front part 21 compared to the rear part 21 means that the air, when it enters the evaporator 9 via the inflow side 27, can travel a relatively long way in the latter until it completely releases its moisture has, and the frost layer, which is thereby deposited on the fins 10, extends far from the inflow side 23 into the interior of the evaporator 9. A large amount of frost can therefore be stored in the evaporator 9 and the accumulation area 15 before the flow resistance is increased so much that defrosting must take place.
  • Fig. 4 shows a schematic plan view of an embodiment of the surface heating 12.
  • a heating wire 35 extends in meanders on a heat-conducting base plate 36.
  • the density of the meanders or the length of the heating wire 35 per unit area of the base plate 36 is clear below the front part 20 of the evaporator 9 higher than below the rear part 21 in order to provide the amount of heat required to defrost the tire in the front part 20 and the accumulation area 15 in a short time can and at the same time to avoid excessive heating of the slightly frosted rear part 21.
  • the area performance in the front and rear part of the surface heating 12 can be fine-tuned in that the heating wire 35 has different cross sections in the front and rear part.
  • the defrosting process continues until a temperature sensor 37, which is placed centrally in the front part 18 of the upper flank 14 of the evaporator 9, detects a predetermined switch-off temperature just above 0 ° C.
  • the switch-off temperature is selected just above 0 ° C. in such a way that it is reached after briefly completely defrosting the front part 20 and the accumulation area 15.
  • the amount of heat that the panel heater 12 emits into the rear part 21 during defrosting can be greater than the amount of heat required to defrost the rear part 21. If the rear part 21 is completely ice-free before the end of the defrosting process and it is heated even further, the heat reaches the rear section 16 of the infrared-reflecting layer 6 via the fins 10 and spreads forward in this, so that the frost in the Accumulation area 15 is also defrosted from above. A close contact between the upper edges of the fins 10 and the layer 6 in the rear part 21 thus helps to prevent the rear part 21 from overheating, which would have to be removed again after the defrosting process has ended.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein No-Frost-Kältegerät mit einem zwangsdurchlüfteten Verdampfer, der in einer Verdampferkammer angeordnet ist.
  • Aus US 3 638 449 A ist ein Kältegerät mit einem in einer Verdampferkammer angeordneten, zwangsdurchlüfteten Verdampfer bekannt. Von der durch den Verdampfer geleiteten Luft mitgeführte Feuchtigkeit schlägt sich überwiegend knapp jenseits einer Anströmseite des Verdampfers nieder, so dass die Reifbildung in einem stromaufwärtigen Bereich des Verdampfers deutlich stärker ist als in einem stromabwärtigen, Je stärker sich die Reifbildung auf den stromaufwärtigen Bereich konzentriert, umso schneller wird ein erneutes Abtauen notwendig. Um dieses Problem zu umgehen, ist in US 3 638 449 A ein an eine seitliche Flanke des Verdampfers angrenzender Freiraum vorgesehen, über den die angesaugte Luft unter Umgehung des stromaufwärtigen Bereich des Verdampfers, wenn dessen freier Querschnitt durch Reif stark eingeschränkt ist, direkt einen stromabwärtigen Bereich des Verdampfers erreichen kann. Zum Abtauen des Verdampfers ist ein elektrischer Heizdraht vorgesehen, der in nicht weiter beschriebener Wärmeübertragungsbeziehung zu Kältemittelleitung und Lamellen des Verdampfers steht.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein No-Frost-Kältegerät mit verlängerten Zeitabständen zwischen Abtauzyklen zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kältegerät mit dem Merkmalen des Anspruchs 1. Der Akkumulationsbereich bietet der durch die Verdampferkammer zirkulierenden Luft einen Weg mit relativ niedrigem Strömungswiderstand, so dass ein Großteil der Luft anstatt durch den gesamten Verdampfer nur durch dessen ersten Teil und den Akkumulationsbereich fließt, dabei aber im Akkumulationsbereich Feuchtigkeit als Reif ausscheidet. Dieser Reif erhöht im Laufe der Zeit den Strömungswiderstand des Akkumulationsbereichs, so dass der Luftstrom durch den zweiten Teil des Verdampfers zunimmt und sich auch dort zunehmend Reif niederschlägt. Zu einer Verstopfung kommt es allerdings erst dann, wenn sowohl der Akkumulationsbereich als auch der zweite Teil des Verdampfers mit Reif angefüllt sind. Da der Reif zumindest im Akkumulationsbereich einen in Flussrichtung der Luft ausgedehnten Körper bildet, kann er beim Abtauen eine lokale Überhitzung zumindest des mit dem Akkumulationsbereich in direktem thermischem Kontakt stehenden zweiten Teils des Verdampfers verhindern und ermöglicht so eine Abtauung mit guter Energieeffizienz. Da mit dem Akkumulationsbereich zusätzlicher Platz für den Reif zur Verfügung steht, können außerdem die Zeitabstände zwischen Abtauzyklen vergrößert werden. Dies wirkt sich positiv auf den Energieverbrauch des Geräts aus, außerdem ist es auch für den Anwender komfortabel, wenn Zeiten, in denen keine Kühlleistung abgerufen werden kann, um frisch in das Gerät eingebrachtes Gut herunterzukühlen, selten sind. Um eine effiziente Kühlung des Akkumulationsbereichs und eine entsprechend starke Konzentration der Reifbildung auf den Akkumulationsbereich zu erreichen, muss der zweite Teil des Verdampfers niedrigere Temperaturen erreichen können als der erste. Deswegen ist eine Einspritzstelle für Kältemittel am zweiten Teil vorgesehen.
  • Vorzugsweise sollte bezogen auf die Flussrichtung von Kältemittel in einer Kältemittelleitung des Verdampfers der zweite Teil als Ganzes stromaufwärts vom ersten Teil des Verdampfers liegen, so dass das Kältemittel den ersten Teil erst erreicht, nachdem es im zweiten Teil bereits etwas aufgewärmt worden ist.
  • Vorzugsweise ist der Verdampfer an der an den Akkumulationsbereich angrenzenden ersten Flanke offen, um einen Übertritt von Luft zwischen dem Akkumulationsbereich und dem zweiten Teil des Verdampfers über die gesamte Länge des Akkumulationsbereichs hinweg zu ermöglichen.
  • Die erste Flanke ist in der Stromrichtung vorzugsweise gegliedert in einen an den Akkumulationsbereich angrenzenden Abschnitt und einen an einer Wand der Verdampferkammer anliegenden, den ersten Teil des Verdampfers begrenzenden Abschnitt.
  • Der an den Akkumulationsbereich angrenzende Abschnitt kann auch quer zur Stromrichtung beiderseits von dem an der Wand der Verdampferkammer anliegenden Abschnitt begrenzt sein. Eine solche Anordnung kann eine gleichmäßige Verteilung der Luft über die Breite der Verdampferkammer hinweg insbesondere dann begünstigen, wenn Lufteinlässe des stromaufwärtigen Teils der Verdampferkammer jeweils an seitlichen Ecken der Verdampferkammer angeordnet sind.
  • Eine Abtauheizung kann an einer der ersten Flanke gegenüber liegenden zweiten Flanke des Verdampfers angeordnet sein. Die Abtauheizung ist vorzugsweise als eine Flächenheizung ausgebildet, die sich wenigstens über den zweiten Teil des Verdampfers erstreckt, um diesen und den Akkumulationsbereich abzutauen. Sie kann sich über die gesamte zweite Flanke ausdehnen, um auch den ersten Teil des Verdampfers abzutauen, allerdings kann, da die Reifmenge im ersten Teil im Allgemeinen kleiner ist als die im Akkumulationsbereich und im zweiten Teil des Verdampfers, die Abtauheizung in Höhe des ersten Teils des Verdampfers eine kleinere Heizleistung pro Flächeneinheit aufweisen als in Höhe des zweiten Teils.
  • Die Anströmseite und die Abströmseite des Verdampfers sind vorzugsweise in Tiefenrichtung des Kältegeräts beabstandet. So kann insbesondere die zweite Flanke des Verdampfers eine untere Flanke sein, so dass die von der dort angeordneten Flächenheizung freigesetzte Wärme im Verdampfer aufsteigen und so den Akkumulationsbereich erreichen kann.
  • Eine der ersten Flanke des Verdampfers gegenüber liegende Wand der Verdampferkammer kann eine Infrarot reflektierende Oberflächenschicht aufweisen, um vom Verdampfer abgegebene Strahlungswärme zu diesem oder zum Akkumulationsbereich zurückzuwerfen und so für die Abtauung nutzbar zu machen.
  • Dadurch, dass der Akkumulationsbereich zum stromaufwärtigen Teil der Verdampferkammer, kann die durch den Akkumulationsbereich strömende Luft einen Großteil ihrer Feuchtigkeit bereits dort abgeben, was die Rate der Reifbildung im ersten Teil des Verdampfers erheblich reduziert. Eine weitere Folge des Merkmals ist, dass bei abgeschalteter Zwangsdurchlüftung Luft, die aus einem Lagerfach durch Konvektion in die Verdampferkammer gelangt, ihre Feuchtigkeit ebenfalls im Akkumulationsbereich oder im zweiten Teil des Verdampfers abgibt. Die Verteilung des Reifs in der Verdampferkammer ist daher im Wesentlichen unabhängig davon, ob die Feuchtigkeit bei ein- oder ausgeschalteter Zwangsdurchlüftung in die Verdampferkammer gelangt ist. Die Reifverteilung ist daher gut reproduzierbar, und die Abtauheizung kann in Form, Anordnung, Verteilung der Heizleitung oder dergleichen optimiert werden, um eine für den gesamten Verdampfer möglichst einheitliche Abtauzeit zu erreichen.
  • Ein Temperaturfühler zum Überwachen des Abtauprozesses ist vorzugsweise am zweiten Teil des Verdampfers angeordnet, vorzugsweise angrenzend an den Akkumulationsbereich, d.h typischerweise an der ersten Flanke des Verdampfers. So ist sichergestellt, dass die hauptsächliche Reifanlagerung immer im Bereich des Fühlers vorhanden ist.
  • Wenn sich die Akkumulationszone über dem Fühler befindet, so hat dies zur Folge, dass wenn der Reif kurz über dem Fühler geschmolzen ist, der verbleibende Reif wieder von oben auf den Fühler fällt und ihn kühlt. Somit bleibt die Abtauheizing aktiv, bis die Akkumulationszone frei von Reif ist.
  • Ein Kältemittelauslass kann ebenfalls am zweiten Teil des Verdampfers, benachbart zum Kältemitteleinlass, angeordnet sein. So kann eine vom Kältemittelauslass ausgehende Saugleitung zusammen mit einer zum Kältemitteleinlass führenden Kapillare einen Wärmetauscher bilden.
  • Wenn der zweite Teil des Verdampfers einer Vorderseite des No-Frost-Kältegeräts und der erste Teil des Verdampfers einer Rückwand des No-Frost-Kältegeräts zugewandt ist, kann insbesondere ein Abschnitt der Saugleitung, der in der Verdampferkammer vom zweiten Teil des Verdampfers zur Rückwand verläuft, den oben erwähnten Wärmetauscher bilden.
  • 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 Längsschnitt durch die Verdampferkammer eines erfindungsgemäßen Kältegeräts;
    Fig. 2
    einen Schnitt entlang der Ebene II-II der Fig. 1;
    Fig. 3
    einen Schnitt entlang der Ebene III-III aus Fig. 1; und
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf eine Flächenheizung.
  • Fig. 1 zeigt eine Verdampferkammer 1 eines Haushaltskältegeräts in einem Längsschnitt entlang einer Ebene, die sich vertikal mittig und in Tiefenrichtung durch einen Korpus des Haushaltskältegeräts erstreckt. Eine die Verdampferkammer 1 nach oben begrenzende Wand ist durch eine steife Platte 2, zum Beispiel aus massivem Polystyrol, gebildet, über der sich eine Wärmedämmschicht 3 erstreckt. Die Platte 2 kann Teil eines Innenbehälters des Kältegeräts sein; dann handelt es sich bei der Wärmedämmschicht 3 im Allgemeinen um eine Schicht aus Polyurethanschaum, mit der in fachüblicher Weise ein Zwischenraum zwischen dem Innenbehälter und einer Außenhaut des Kältegerätekorpus ausgeschäumt ist. Die Platte 2 und die Wärmedämmschicht 3 können aber auch Teile einer horizontalen Trennwand zwischen zwei im Korpus des Kältegeräts gebildeten Lagerfächern, hier einem Gefrierfach 4 unterhalb der Verdampferkammer 1 und einem nicht dargestellten Normalkühlfach oberhalb der Wärmedämmschicht 3 sein.
  • Unter der Platte 2 ist eine Wärmedämmplatte 5 aus expandiertem Polystyrol befestigt. An einer Unterseite dieser Wärmedämmplatte 5 ist eine Infrarot reflektierende Schicht 6 gebildet, hier in Form eines Blechs, vorzugsweise aus Aluminium, das sich an die Kontur der Unterseite der Wärmedämmplatte 5 eng anschmiegt.
  • Eine untere Wand, die die Verdampferkammer 1 von dem Gefrierfach 4 trennt, umfasst eine aus Kunststoff spritzgeformte Schale 7, die an der Platte 2 und eventuell an einer Rückwand des Innenbehälters verankert ist, sowie eine weitere Wärmedämmplatte 8 aus expandiertem Polystyrol, die in die Schale 7 eingeklebt ist.
  • Zwischen den Wärmedämmplatten 5, 8 ist ein quaderförmiger Verdampfer 9 in Lamellenbauweise angeordnet. Seine Lamellen 10 erstrecken sich parallel zur Schnittebene der Fig. 1 und werden von einer in Mäandern verlaufenden Kältemittelleitung 11 vielfach gekreuzt. An einer unteren Flanke 17 des Verdampfers 9 berühren Unterkanten der Lamellen 10 eine Flächenheizung 12, die auf der Wärmedämmplatte 8 flächig aufliegt. Die Flächenheizung 12 kann zum Beispiel durch eine gut wärmeleitende Platte, etwa ein Aluminiumblech, gebildet sein, auf das ein Heizwiderstand, durch eine Einbettung in Folien elektrisch isoliert, aufgeklebt ist.
  • Die Wärmedämmplatte 5 und die daran angebrachte IR-reflektierende Schicht 6 sind in Tiefenrichtung des Korpus unterteilt in einen vorderen Abschnitt 13, der zusammen mit Oberkanten der Lamellen 10 an einer oberen Flanke 14 des Verdampfers 9 einen in Tiefenrichtung des Korpus langgestreckten Akkumulationsbereich 15 begrenzt, und einen hinteren Abschnitt 16, der die Oberkanten der Lamellen 10 des Verdampfers 9 unmittelbar berührt. Ein an den Akkumulationsbereich 15 angrenzender vorderer Teil der Flanke 14 ist mit 18, ein den hinteren Abschnitt 16 berührender hinterer Teil mit 19 bezeichnet; entsprechend wird im Folgenden auch zwischen einem vorderen Teil 20 des Verdampfers 9 unterhalb des Akkumulationsbereichs 15 und einem hinteren Teil 21 des Verdampfers 9 Unterschieden.
  • Indem der hintere Teil 21 des Verdampfers 9 einerseits die IR-reflektierende Schicht 6 und andererseits die Flächenheizung 12 berührt, gliedert er die Verdampferkammer 1 in einen stromaufwärtigen Teil 22 und einen stromabwärtigen Teil 23. Luft, die von einem in dem stromabwärtigen Teil 23 angeordneten Ventilator 24 über Einlassöffnungen 25 am vorderen Rand der Schale 7 aus dem Gefrierfach 4 in den stromaufwärtigen Teil 22 eingesaugt wird, kann den stromabwärtigen Teil 23 nur erreichen, in dem sie den hinteren Teil 21 des Verdampfers 9, unterhalb des hinteren Abschnitts 16 der Schicht 6, bis zu einer Abströmseite 26 durchläuft. Um zu diesem hinteren Teil 21 zu gelangen, kann die Luft unmittelbar an einer den Einlassöffnungen 25 zugewandten Anströmseite 27 in den Verdampfer 9 eintreten und auch dessen vorderen Teil 20 durchlaufen; alternativ steht ein Weg zur Verfügung, auf dem die Luft zunächst in den Akkumulationsbereich 15 eintritt und, indem sie über den vorderen Teil 18 der Flanke 14 in den Verdampfer 9 übergeht, dessen vorderen Teil 20 auf wenigstens einem Teil seiner Länge umgeht.
  • Fig. 2 zeigt einen Horizontalschnitt durch die Verdampferkammer 1 entlang der Ebene II-II aus Fig. 1. Die Schnittebene der Fig. 1 ist in Fig. 2 mit I-I bezeichnet. Von dem in Fig. 1 nicht dargestellten Kühlfach ausgehend, verlaufen jeweils Luftkanäle 28 durch Seitenwände des Korpus und schließlich durch die Wärmedämmschicht 3, um jeweils rechts und links von den Einlassöffnungen 25 in den stromaufwärtigen Teil 18 der Verdampferkammer 1 einzumünden. Die Breite des Akkumulationsbereichs 15 ist etwas geringer als die der Verdampferkammer 1, so dass Einmündungen 29 der Luftkanäle 28 in die Verdampferkammer 1 jeweils auf einem Teil ihrer Breite der Akkumulationsbereich 15 gegenüberliegt, während auf einem anderen Teil die Wärmedämmplatte 5 bis unmittelbar über die Anströmseite 27 des Verdampfers 9 vorspringt. Ein Teil der über die Luftkanäle 28 zufließenden Luft tritt so unmittelbar über die Anströmseite 27 in den Verdampfer 9 ein, der überwiegende Teil jedoch wird seitwärts, zur Mitte der Verdampferkammer hin, abgelenkt und gelangt zunächst in den Akkumulationsbereich 15.
  • Fig. 3 zeigt den Verdampfer 9 in einem zweiten horizontalen Schnitt entlang der Ebene III-III der Fig. 1, die tiefer liegt als die Ebene II-II. Die Umrisse der Wärmedämmplatte 5 und des Akkumulationsbereichs 15, die außerhalb der Schnittebene III-III liegen, sind als gestrichelte Linie eingezeichnet. Die Dichte der Lamellen 10 ist im hinteren Teil 21 und im vorderen Teil 20, unter dem Akkumulationsbereich 15, unterschiedlich. Im hier dargestellten Fall ist die Dichte der Lamellen 10 im hinteren Teil 21 doppelt so hoch wie im vorderen, jede zweite Lamelle 10 endet an der Grenze zum vorderen Teil 20.
  • Der Verlauf der Kältemittelleitung 11 im Verdampfer 9 ist in Fig. 3 deutlich zu erkennen. Die Kältemittelleitung 11 bildet hier eine obere Lage 30 (s. Fig. 1), die sich, ausgehend von einer Einspritzstelle 29 an einer vorderen rechten Ecke des Verdampfers 9, oben rechts in Fig. 3, in Mäandern bis zu einer hinteren rechten Ecke 32 erstreckt, und eine untere Lage 31, die, von der oberen Lage kongruent verdeckt, zurück bis zu der vorderen rechten Ecke erstreckt. Dort geht die Kältemittelleitung 11 in eine Saugleitung 33 über, die sich neben der äußersten rechten Lamelle 10 her in Richtung einer Rückwand des Kältegerätekorpus erstreckt und in dieser abwärts zu einem (nicht dargestellten) Verdichter verläuft. Eine Kapillare 34, über die frisches Kältemittel zur Einspritzstelle 29 gelangt, ist hier auf einem Teil ihrer Länge innerhalb der Saugleitung 33 geführt, um einen Wärmetauscher zu bilden, und tritt erst kurz vor der Einspritzstelle 29 aus dieser heraus.
  • Die Lage der Einspritzstelle 29 benachbart zur Anströmseite 27 des Verdampfers 9 hat zur Folge, dass, wenn Kältemittel in der Kältemittelleitung 11 zirkuliert, der vordere Teil 20 des Verdampfers 9 eine deutlich tiefere Temperatur erreicht als der hintere Teil 21. Deswegen gibt Luft, die in dieser Zeit vom Ventilator 20 durch die Verdampferkammer 1 gesaugt wird, bereits einen beträchtlichen Anteil ihrer Feuchtigkeit an die Oberkanten der Lamellen 10 des vorderen Teils 20 ab, so dass, ausgehend von diesen Oberkanten, Reif in den Akkumulationsbereich 15 hineinwächst. So wird der Strömungswiderstand des Akkumulationsbereichs 15 im Laufe der Zeit größer, und in dem Maße, wie sich der Akkumulationsbereich 15 verschließt, wird die Luft zunehmend gezwungen, über die Anströmseite 27 in den Verdampfer 9 einzutreten und auch dessen vorderen Teil 20 zu durchlaufen.
  • Die im Vergleich zum hinteren Teil 21 verringerte Dichte der Lamellen 10 im vorderen Teil 21 führt dazu, dass die Luft, wenn sie über die Anströmseite 27 in den Verdampfer 9 eintritt, in diesem einen relativ langen Weg zurücklegen kann, bis sie ihre Feuchtigkeit vollständig abgegeben hat, und die Reifschicht, die sich dabei auf den Lamellen 10 niederschlägt, ausgehend von der Anströmseite 23 weit ins Innere des Verdampfers 9 hineinreicht. Im Verdampfer 9 und dem Akkumulationsbereich 15 kann daher eine große Menge Reif gespeichert werden, bevor der Strömungswiderstand so stark erhöht ist, dass ein Abtauen erfolgen muss.
  • Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausgestaltung der Flächenheizung 12. Ein Heizdraht 35 erstreckt sich in Mäandern auf einer wärmeleitenden Grundplatte 36. Die Dichte der Mäander bzw. die Länge des Heizdrahts 35 pro Flächeneinheit der Grundplatte 36 ist unterhalb des vorderen Teils 20 des Verdampfers 9 deutlich höher als unterhalb des hinteren Teils 21, um die zum Abtauen des Reifs im vorderen Teil 20 und dem Akkumulationsbereich 15 erforderliche Wärmemenge in kurzer Zeit bereitstellen zu können und gleichzeitig eine übermäßige Erwärmung des gering bereiften hinteren Teils 21 zu vermeiden. Eine Feinabstimmung der Flächenleistung im vorderen und hinteren Teil der Flächenheizung 12 kann erfolgen, in dem der Heizdraht 35 im vorderen und hinteren Teil unterschiedliche Querschnitte aufweist.
  • Der Abtauvorgang dauert an, bis ein Temperaturfühler 37, der zentral im vorderen Teil 18 der oberen Flanke 14 des Verdampfers 9 platziert ist, eine vorgegebene Ausschalttemperatur knapp über 0°C erfasst. Die Ausschalttemperatur ist knapp über 0°C so gewählt, dass sie nach kurz vollständigem Abtauen des vorderen Teils 20 und des Akkumulationsbereichs 15 erreicht wird.
  • Die Wärmemenge, die die Flächenheizung 12 während des Abtauens in den hinteren Teil 21 abgibt, kann größer sein als die zum Abtauen des hinteren Teils 21 benötigte Wärmemenge. Wenn der hintere Teil 21 bereits vor Ende des Abtauvorgangs vollständig eisfrei ist und er noch weiter beheizt wird, erreicht die Wärme über die Lamellen 10 den hinteren Abschnitt 16 der Infrarot reflektierenden Schicht 6 und breitet sich in dieser nach vorn aus, so dass der Reif im Akkumulationsbereich 15 auch von oben her abgetaut wird. So trägt ein enger Kontakt zwischen den Oberkanten der Lamellen 10 und der Schicht 6 im hinteren Teil 21 dazu bei, eine Überhitzung des hinteren Teils 21 zu vermeiden, die nach Ende des Abtauvorgangs wieder beseitigt werden müsste.
    • BEZUGSZEICHEN
    • 1
    Verdampferkammer
    2
    Platte
    3
    Wärmedämmschicht
    4
    Gefrierfach
    5
    Wärmedämmplatte
    6
    reflektierende Schicht
    7
    Schale
    8
    Wärmedämmplatte
    9
    Verdampfer
    10
    Lamelle
    11
    Kältemittelleitung
    12
    Flächenheizung
    13
    vorderer Abschnitt (der Schicht 6)
    14
    obere Flanke
    15
    Akkumulationsbereich
    16
    hinterer Abschnitt (der Schicht 6)
    17
    untere Flanke
    18
    vorderer Teil (der Flanke 14)
    19
    hinterer Teil (der Flanke 14)
    20
    vorderer Teil (des Verdampfers9)
    21
    hinterer Teil (des Verdampfers9)
    22
    stromaufwärtiger Teil (der Verdampferkammer 1)
    23
    stromabwärtiger Teil (der Verdampferkammer 1)
    24
    Ventilator
    25
    Einlassöffnung
    26
    Abströmseite
    27
    Anströmseite
    28
    Luftkanal
    29
    Einspritzstelle
    30
    obere Lage
    31
    untere Lage
    32
    Ecke
    33
    Saugleitung
    34
    Kapillare
    35
    Heizdraht
    36
    Grundplatte
    37
    Temperaturfühler

Claims (13)

  1. No-Frost-Kältegerät mit einem Gefrierfach (4) und einem zwangsdurchlüfteten Verdampfer (9), der in einer Verdampferkammer (1) angeordnet und im wesentlichen quaderförmig mit einer Anströmseite (27) und einer Abströmseite (26), die senkrecht zur Stromrichtung der Luft im ersten Teil (20) des Verdampfers (9) orientiert sind, und mit die Anströmseite (27) und die Abströmseite (26) verbindenden Flanken (14, 17) ist, wobei wenigstens ein hinterer Teil (21) des Verdampfers (9) einen bezogen auf die Flussrichtung der Luft durch die Verdampferkammer (1) stromaufwärtigen Teil (22) und einen stromabwärtigen Teil (23) der Verdampferkammer (1) voneinander trennt, wobei der stromaufwärtige Teil (22) der Verdampferkammer (1) einen Akkumulationsbereich (15) umfasst, der an eine erste (14) der Flanken angrenzt, strömungstechnisch parallel und angrenzend zu einem vorderen Teil (20) des Verdampfers (9) angeordnet und durch den vorderen Teil (20) des Verdampfers (9) gekühlt ist, und ein Ventilator (24) im stromabwärtigen Teil (23) Luft über Einlassöffnungen (25) an einem vorderen Rand einer Schale (7) aus dem Gefrierfach (4) in den stromaufwärtigen Teil (22) einsaugt, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Teil (21) einerseits eine IR-reflektierende Schicht (6) und andererseits eine Flächenheizung (12) berührt, und dass der vordere Teil (20) des Verdampfers (1) eine Einspritzstelle (29) für Kältemittel umfasst.
  2. No-Frost-Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die Flussrichtung von Kältemittel in einer Kältemittelleitung (11) des Verdampfers der zweite Teil (20) stromaufwärts vom ersten Teil (21) des Verdampfers (9) liegt.
  3. No-Frost-Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Flanke (14) in der Stromrichtung gegliedert ist in einen an den Akkumulationsbereich (15) angrenzenden Teil (18) und einen an einer Wand der Verdampferkammer (1) anliegenden Teil (19).
  4. No-Frost-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Akkumulationsbereich (15) angrenzende Teil (18) der Flanke (14) quer zur Stromrichtung beiderseits von dem an der Wand der Verdampferkammer (1) anliegenden Teil (19) begrenzt ist.
  5. No-Frost-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizung eine Abtauheizung (12) ist.
  6. No-Frost-Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizung (12) sich wenigstens über den zweiten Teil (20) des Verdampfers (9) ausdehnt.
  7. No-Frost-Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmseite (27) und die Abströmseite (26) in Tiefenrichtung des Kältegeräts beabstandet sind.
  8. No-Frost-Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten Flanke (14) gegenüberliegende Wand der Verdampferkammer die IR-reflektierende Schicht (6) aufweist.
  9. No-Frost-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler (37) am vorderen Teil (20) des Verdampfers (9) angeordnet ist.
  10. No-Frost-Kältegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (37) an den Akkumulationsbereich (15) angrenzend positioniert ist.
  11. No-Frost-Kältegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulationsbereich (15) sich über dem Temperaturfühler (37) erstreckt.
  12. No-Frost-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kältemittelauslass am vorderen Teil (20) des Verdampfers (1) angeordnet ist.
  13. No-Frost-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Teil (20) des Verdampfers (9) einer Vorderseite des No-Frost-Kältegeräts und der hintere Teil des Verdampfers einer Rückwand des No-Frost-Kältegeräts zugewandt ist, und dass eine Saugleitung (33) vom hinteren Teil (20) des Verdampfers (1) zur Rückwand verläuft und mit einer zum Kältemitteleinlass (29) führenden Kapillare (34) einen Wärmetauscher bildet.
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