EP3417212B1 - Kältegerät mit mehreren lagerkammern - Google Patents

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EP3417212B1
EP3417212B1 EP17702371.0A EP17702371A EP3417212B1 EP 3417212 B1 EP3417212 B1 EP 3417212B1 EP 17702371 A EP17702371 A EP 17702371A EP 3417212 B1 EP3417212 B1 EP 3417212B1
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
throttle point
refrigeration appliance
appliance according
storage chamber
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EP17702371.0A
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French (fr)
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EP3417212A1 (de
Inventor
Andreas BABUCKE
Niels Liengaard
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Publication date
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    • 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
    • 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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    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2104—Temperatures of an indoor room or compartment

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration device, in particular a domestic refrigeration device, with a plurality of storage chambers that can be operated at different temperatures.
  • a refrigeration device with several storage chambers in which a first throttle point, a first heat exchanger for tempering the first storage chamber, a second throttle point and a second heat exchanger for cooling the second storage chamber are connected in series in a refrigerant circuit.
  • the pressure drop at the second throttling point causes a pressure difference between the two heat exchangers, so that the evaporation temperature of the refrigerant in the second heat exchanger is lower than in the first and thus a lower operating temperature can be set in the second storage chamber than in the first.
  • the first heat exchanger can work as an evaporator or as a condenser. When operating as a condenser, the operating temperature of the first storage chamber can be at room temperature or even slightly above.
  • the object of the present invention is to provide a refrigeration device with a plurality of storage chambers, which enables energy-efficient operation even if a high operating temperature is selected for a first storage chamber and a low operating temperature for a second storage chamber.
  • the control valve can be a directional control valve.
  • the directional control valve may form an upstream or a downstream end of the bypass line; preferably it forms the upstream end, since a small pipe cross-section is sufficient there and a more compact and cheaper valve can be used, while a valve at the downstream end must be spacious enough to also conduct expanded refrigerant in the first throttling point without excessive pressure drop.
  • control valve can be a shut-off valve arranged in the bypass line.
  • a shut-off valve forces all refrigerant flow through the internal heat exchanger; are in open condition both ways, via the internal heat exchanger and via the shunt line, can be passed, but the effect of the internal heat exchanger is small, especially if the first throttling point is in series with the internal heat exchanger parallel to the shunt line and directs the refrigerant into the shunt line.
  • a third heat exchanger is arranged in a branch of the refrigerant circuit, which extends to the second heat exchanger, bypassing the first and second throttle point and the first heat exchanger. In this way, a third storage chamber can be temperature-controlled.
  • the third heat exchanger in the branch is preferably preceded by a third throttling point and a fourth throttling point downstream.
  • a medium-pressure line section which extends between the first heat exchanger and the second orifice, and a second low-pressure line section can form a second internal heat exchanger.
  • the second internal heat exchanger contributes to energy-efficient operation in particular when the refrigerant is diverted past the first internal heat exchanger in order to keep the first storage chamber at a high operating temperature.
  • a third heat exchanger in the refrigerant circuit can be connected downstream of the first heat exchanger and upstream of the second heat exchanger.
  • a second inner heat exchanger can be formed by a medium-pressure line section, which extends between the first heat exchanger and a third throttle point upstream of the third heat exchanger, and a second low-pressure line section.
  • the control valve is coupled to a temperature sensor of the first storage chamber in order to control the distribution of the refrigerant to the high-pressure line section and the shunt line depending on the temperature detected by the temperature sensor.
  • the temperature of the refrigerant in the Heat exchanger of the first storage chamber arrives varies and - if the shunt line bypasses the first throttle point - can also be switched between condenser and evaporator operation of the first heat exchanger if necessary. In this way, operating temperatures close to the ambient temperature can also be maintained in the first storage chamber, which cannot be reliably achieved with a fixed predetermined position of the directional control valve.
  • the refrigerant circuit shown comprises a speed-controlled compressor 1 with a pressure connection 2 and a suction connection 3.
  • a high-pressure refrigerant line 4 which starts at the pressure connection 2, runs in the direction of circulation of the refrigerant first via a condenser 5 and a branch 6 to a directional control valve 7.
  • a section of the high-pressure Refrigerant line 4 leads from a first outlet of the directional control valve 7 via an internal heat exchanger 8 and a first throttle point 9 to a heat exchanger 10 which is associated with a first storage chamber 26 of the refrigerator.
  • a bypass line 11 connects a second outlet of the directional control valve 7 directly, bypassing the internal heat exchanger 8 and the throttle point 9, to the heat exchanger 10.
  • An outlet of the heat exchanger 10 is connected via a second internal heat exchanger 12 and a second throttle point 13 to a heat exchanger 14 which is associated with a second storage chamber 27 .
  • a low-pressure refrigerant line 15 extends from an outlet of the heat exchanger 14 via the second interior heat exchanger 12 and the first interior heat exchanger 8 back to the suction port 3.
  • the internal heat exchangers 8, 12 each comprise a section 16 or 17 of the low-pressure line 15 and a section 18 of the high-pressure refrigerant line 4 or a medium-pressure line section 19 which is in close thermally conductive contact with the low-pressure line section 16 or 17 fastened, e.g. soldered, or which is guided within the relatively spacious low-pressure line section 16 or 17.
  • the high-pressure and medium-pressure sections 18 and 19 can themselves be part of the adjacent throttle point 9 and 13, for example by being designed as capillaries.
  • a line branch 20, which separates from the high-pressure refrigerant line 4 at the junction 6, has a third throttle point 21, a heat exchanger 22 assigned to a third storage chamber 28, and a fourth throttle point 23.
  • a section 24 of the line branch 16 runs here in the first internal heat exchanger 8 in thermal contact with the same low-pressure line section 16 as the high-pressure line section 18; alternatively, together with another section of the low-pressure line 15, it could form a third internal heat exchanger.
  • the line branch 16 ends at a confluence 25, downstream of the second throttle point 13 and before the second heat exchanger 14.
  • the throttle points 9, 13, 21, 23 can all be designed as capillaries with a fixed, non-changeable flow conductivity.
  • fans 29 are provided in the storage chambers 26, 27, 28, which, if necessary, can be used by those assigned to the storage chamber Blow on heat exchanger 10, 14 or 22.
  • expansion valves with a controllable flow conductance can be used as throttle points 9, 13, 21, 23.
  • the fans 29 are then not absolutely necessary to regulate the temperatures of the storage chambers 26, 27, 28; can but nevertheless advantageously be provided in order to control not only the temperature but also the humidity in the storage chambers 26, 27, 28.
  • Another fan 30 can be provided on the condenser in order to intensify the heat exchange there as well, if required.
  • compressed refrigerant When the compressor 1 is in operation, compressed refrigerant reaches the branch 6 after a first cooling in the condenser 5.
  • the refrigerant is at least for the most part liquid, its temperature is a few degrees higher than the ambient temperature depending on the dimensioning of the condenser.
  • Part of the refrigerant flows via the throttling point 21, the heat exchanger 22 and the throttling point 23 to the heat exchanger 14 and from there back to the suction connection 3.
  • the pressure in the evaporator 14 is low enough to allow the storage chamber 27 to be operated as a freezer, the pressure in the heat exchangers 10, 22 is between that of the condenser 5 and that of the heat exchanger 14 and allows the storage chambers 26, 28 to be operated e.g Fresh cooling compartment or as a normal cooling compartment. In order to achieve higher temperatures, for example for operation as a cellar compartment, in one of the storage chambers 26, 28, the ambient temperature would have to be far enough above the desired compartment temperature.
  • the directional control valve 7 is open to the bypass line 11
  • the pressure difference between the condenser 5 and the heat exchanger 10 is negligible, and the temperature that occurs in the heat exchanger 10 is the evaporation temperature of the condenser 5 and heat exchanger 10 that corresponds to the combined pressure refrigerant.
  • the heat exchanger 10 then works as a second condenser, giving off heat to the storage chamber 15 . In this way, the storage chamber 26 reaches temperatures above the ambient temperature and can therefore be used for rapid thawing or heating of foodstuffs or for fermentation processes, for example for proving dough or preparing yoghurt.
  • the temperature of the refrigerant at the outlet of the heat exchanger 10 is generally still above the ambient temperature.
  • the second internal heat exchanger 12 ensures that the refrigerant cools down before it reaches the throttling point 13, thus enabling efficient cooling of the storage chamber 27.
  • the bearing chambers 26, 27, 28 can each be equipped with a temperature sensor in a manner known per se in order to determine the speed of the compressor 1 and the flow conductance values of the throttle points by comparing the actual temperatures in the bearing chambers 26, 27, 28 with setpoint values set by the user 9, 13, 21, 23 and/or to control the speeds of the fans 29.
  • a temperature sensor 31 of the bearing chamber 26 is also used to control the directional control valve 7: If this deviates significantly from the set setpoint, while the directional control valve 7 is in the 1 is in the position shown and none of the other storage chambers 27, 28 has a cooling requirement, then the directional control valve 7 is switched over in order to conduct warm refrigerant via the shunt line 11 into the heat exchanger 10.
  • the directional valve 7 in the position of 1 reset when the inflow of warm refrigerant allows the temperature of the storage chamber 26 to deviate significantly from the setpoint upwards.
  • setpoint temperatures can also be maintained in the storage chamber 26 which are close to the ambient temperature and which can sometimes be above and sometimes below as the ambient temperature fluctuates.
  • FIG. 2 shows a section of the refrigerant circuit of a refrigeration device according to a modified embodiment.
  • the directional valve 7 of 1 is replaced here by a shut-off valve 32 in the bypass line 11.
  • the path parallel to the shunt line 11 to the heat exchanger 10 via the high-pressure line section 18 and the throttle point 9 is constantly open. The functioning of this refrigerant circuit does not differ significantly from that in 1 shown. If the shut-off valve 32 is closed, the refrigerant can only reach the heat exchanger 10 via the throttle point 9 in this embodiment as well. When the shut-off valve 32 is open, the path via the throttling point 9 does not contribute significantly to the refrigerant flow.
  • FIG 3 shows a simplified refrigerant circuit according to a second embodiment of the invention.
  • the refrigerator has three storage chambers 26, 27, 28, but the heat exchanger 22 of the storage chamber 28 and the throttle point 21 upstream of the heat exchanger 22 are inserted between the line section 19 of the second internal heat exchanger 12 and the throttle point 13, so that a series connection of the Heat exchanger 10, 22, 14 of all three storage chambers 26, 27, 28 results.
  • the structure of the refrigerant circuit is compared to the 1 simplified because the branch 6, the throttle point 23 and the confluence 25 are omitted.
  • the only restriction that has to be accepted is that the target temperature of the storage chamber 26 cannot be lower than that of the storage chamber 28.
  • the possibility of operating the storage chamber 26 at temperatures close to the ambient temperature or above also exists here as with the refrigerant circuit 1 .
  • the directional valve 7 can also be replaced here by a shut-off valve in the bypass line 11, and a temperature sensor in the storage chamber 27 can be used to control the position of the directional valve 7 or the shut-off valve.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit mehreren Lagerkammern, die bei unterschiedlichen Temperaturen betreibbar sind.
  • Aus DE 10 2013 226 341 A1 ist ein Kältegerät mit mehreren Lagerkammern bekannt, bei denen in einem Kältemittelkreislauf eine erste Drosselstelle, ein erster Wärmetauscher zum Temperieren der ersten Lagerkammer, eine zweite Drosselstelle und ein zweiter Wärmetauscher zum Kühlen der zweiten Lagerkammer in Reihe verbunden sind. Der Druckabfall an der zweiten Drosselstelle bewirkt einen Druckunterschied zwischen den beiden Wärmetauschern, so dass die Verdampfungstemperatur des Kältemittels im zweiten Wärmetauscher tiefer liegt als im ersten und somit in der zweiten Lagerkammer eine tiefere Betriebstemperatur eingestellt werden kann als in der ersten. Der erste Wärmetauscher kann je nach Einstellung der ersten Drosselstelle als Verdampfer oder als Verflüssiger arbeiten. Wenn er als Verflüssiger betrieben wird, kann die Betriebstemperatur der ersten Lagerkammer Werte bei Zimmertemperatur oder sogar leicht darüber annehmen.
  • Es ist z. B. aus der US 5,157,943 , der US 4,918,942 oder der WO 01/79772 A1 bekannt, in einem Kältegerät zur Wirkungsgradverbesserung einen inneren Wärmetauscher vorzusehen, in dem ein Hochdruck-Leitungsabschnitt, in dem durch Verdichten erwärmtes Kältemittel zirkuliert, und ein Niederdruck-Leitungsabschnitt, in dem Kältemittel von einem Verdampfer zu einem Verdichter strömt, in thermischem Kontakt stehen. Ein solcher innerer Wärmetauscher ist jedoch nutzlos, wenn in einem Kältegerät mit mehreren Lagerkammern wie oben beschrieben eine erste Lagerkammer bei hoher Temperatur betrieben werden soll und dafür ein im Kältemittelkreislauf stromabwärts vom Hochdruck-Leitungsabschnitt des inneren Wärmetauschers liegender Verdampfer der Lagerkammer als Verflüssiger betrieben wird. Eine Kühlung der zweiten Lagerkammer ist dann nur mit eingeschränkter Energieeffizienz möglich. Die JP 2001 108319 A offenbart ein Kältegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit mehreren Lagerkammern zu schaffen, das einen energieeffizienten Betrieb auch dann ermöglicht, wenn für eine erste Lagerkammer eine hohe und für eine zweite Lagerkammer eine niedrige Betriebstemperatur gewählt ist.
  • Die Aufgabe wird durch ein Kältegerät gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Das Steuerventil kann ein Wegeventil sein.
  • Das Wegeventil kann ein stromaufwärtiges oder ein stromabwärtiges Ende der Nebenschlussleitung bilden; vorzugsweise bildet es das stromaufwärtige Ende, da dort ein kleiner Leitungsquerschnitt ausreicht und ein kompakteres und kostengünstigeres Ventil verwendet werden kann, während ein Ventil am stromabwärtigen Ende geräumig genug sein muss, um auch in der ersten Drosselstelle entspanntes Kältemittel ohne übermäßigen Druckabfall zu leiten.
  • Alternativ kann das Steuerventil ein in der Nebenschlussleitung angeordnetes Absperrventil sein. In geschlossenem Zustand zwingt ein solches Absperrventil den gesamten Kältemittelstrom über den inneren Wärmetauscher; in offenem Zustand sind zwar beide Wege, über den inneren Wärmetauscher und über die Nebenschlussleitung, passierbar, aber die Wirkung des inneren Wärmetauschers ist gering, vor allem wenn die erste Drosselstelle in Reihe mit dem inneren Wärmetauscher parallel zur Nebenschlussleitung liegt und das Kältemittel in die Nebenschlussleitung lenkt.
  • Einer Weiterbildung zufolge ist ein dritter Wärmetauscher in einem Zweig des Kältemittelkreislaufs angeordnet, der sich unter Umgehung der ersten und zweiten Drosselstelle und des ersten Wärmetauschers zum zweiten Wärmetauscher erstreckt. So kann noch eine dritte Lagerkammer temperiert werden.
  • Um die dritte Lagerkammer auf einer anderen Betriebstemperatur als die erste und die zweite Lagerkammer zu halten, ist dem dritten Wärmetauscher in dem Zweig vorzugsweise eine dritte Drosselstelle vorgeschaltet und eine vierte Drosselstelle nachgeschaltet.
  • Ein Mitteldruck-Leitungsabschnitt, der sich zwischen dem ersten Wärmetauscher und der zweiten Drosselstelle erstreckt, und ein zweiter Niederdruck-Leitungsabschnitt können einen zweiten inneren Wärmetauscher bilden. Der zweite innere Wärmetauscher trägt insbesondere dann zu einem energieeffizienten Betrieb bei, wenn das Kältemittel, um die erste Lagerkammer auf einer hohen Betriebstemperatur zu halten, am ersten inneren Wärmetauscher vorbeigelenkt wird.
  • Alternativ kann ein dritter Wärmetauscher im Kältemittelkreis dem ersten Wärmetauscher nachgeschaltet und dem zweiten Wärmetauscher vorgeschaltet sein.
  • In diesem Fall kann ein zweiter innerer Wärmetauscher durch einen Mitteldruck-Leitungsabschnitt, der sich zwischen dem ersten Wärmetauscher und einer dem dritten Wärmetauscher vorgeschalteten dritten Drosselstelle erstreckt, und einen zweiten Niederdruck-Leitungsabschnitt gebildet sein.
  • Das Steuerventil ist an einen Temperatursensor der ersten Lagerkammer gekoppelt, um die Verteilung des Kältemittels auf den Hochdruck-Leitungsabschnitt und die Nebenschlussleitung je nach von dem Temperatursensor erfasster Temperatur zu steuern. So kann nach Bedarf die Temperatur des Kältemittels, das in den Wärmetauscher der ersten Lagerkammer gelangt, variiert und - wenn die Nebenschlussleitung auch die erste Drosselstelle umgeht - bei Bedarf auch zwischen Verflüssiger- und Verdampferbetrieb des ersten Wärmetauschers umgeschaltet werden. Auf diese Weise können in der ersten Lagerkammer auch Betriebstemperaturen nahe der Umgebungstemperatur aufrechterhalten werden, die bei fest vorgegebener Stellung des Wegeventils nicht zuverlässig realisierbar sind.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung des Kältemittelkreislaufs gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kältegeräts;
    Fig. 3
    eine Abwandlung eines Details aus Fig.1; und
    Fig. 3
    eine Darstellung des Kältemittelkreislaufs gemäß einer zweiten Ausgestaltung.
  • Der in Fig. 1 gezeigte Kältemittelkreislauf umfasst einen drehzahlgeregelten Verdichter 1 mit einem Druckanschluss 2 und einem Sauganschluss 3. Eine von dem Druckanschluss 2 ausgehende Hochdruck-Kältemittelleitung 4 verläuft in Zirkulationsrichtung des Kältemittels zunächst über einen Verflüssiger 5 und eine Verzweigung 6 zu einem Wegeventil 7. Ein Abschnitt der Hochdruck-Kältemittelleitung 4 führt von einem ersten Ausgang des Wegeventils 7 über einen inneren Wärmetauscher 8 und eine erste Drosselstelle 9 zu einem Wärmetauscher 10, der einer ersten Lagerkammer 26 des Kältegeräts zugeordnet ist. Eine Nebenschlussleitung 11 verbindet einen zweiten Ausgang des Wegeventils 7 direkt, unter Umgehung des inneren Wärmetauschers 8 und der Drosselstelle 9, mit dem Wärmetauscher 10.
  • Ein Ausgang des Wärmetauschers 10 ist über einen zweiten inneren Wärmetauscher 12 und eine zweite Drosselstelle 13 mit einem Wärmetauscher 14 verbunden, der einer zweiten Lagerkammer 27 zugeordnet ist.
  • Eine Niederdruck-Kältemittelleitung 15 erstreckt sich von einem Ausgang des Wärmetauschers 14 über den zweiten inneren Wärmetauscher 12 und den ersten inneren Wärmetauscher 8 zurück zum Sauganschluss 3.
  • Die inneren Wärmetauscher 8, 12 umfassen jeweils einen Abschnitt 16 bzw. 17 der Niederdruckleitung 15 sowie einen Abschnitt 18 der Hochdruck-Kältemittelleitung 4 bzw. einen unter einem mittleren Druck stehenden Leitungsabschnitt 19, der in engem wärmeleitenden Kontakt am Niederdruck-Leitungsabschnitt 16 bzw. 17 befestigt, z.B. angelötet, ist oder der innerhalb des relativ geräumigen Niederdruck-Leitungsabschnitts 16 bzw. 17 geführt ist. Die Hochdruck- bzw. Mitteldruck-Abschnitte 18 bzw. 19 können selber Teil der benachbarten Drosselstelle 9 bzw. 13 sein, etwa indem sie als Kapillaren ausgebildet sind.
  • An einem Leitungszweig 20, der sich an der Verzweigung 6 von der Hochdruck-Kältemittelleitung 4 trennt, befinden sich eine dritte Drosselstelle 21, ein einer dritten Lagerkammer 28 zugeordneter Wärmetauscher 22 und eine vierte Drosselstelle 23. Ein Abschnitt 24 des Leitungszweiges 16 verläuft hier im ersten inneren Wärmetauscher 8 in thermischem Kontakt mit demselben Niederdruck-Leitungsabschnitt 16 wie der Hochdruck-Leitungsabschnitt 18; alternativ könnte er zusammen mit einem anderen Abschnitt der Niederdruckleitung 15 einen dritten internen Wärmetauscher bilden. Der Leitungszweig 16 endet an einem Zusammenfluss 25, stromabwärts von der zweiten Drosselstelle 13 und vor dem zweiten Wärmetauscher 14.
  • Die Drosselstellen 9, 13, 21, 23 können sämtlich als Kapillaren, mit festem nicht veränderbarem Strömungsleitwert, ausgebildet sein. Um dennoch die Intensität des Wärmeaustausch zwischen den Lagerkammern 26, 27, 28 und dem Kältemittel an den Wärmetauschern 10, 14, 22 bedarfsgerecht steuern zu können, sind in den Lagerkammern 26, 27, 28 Ventilatoren 29 vorgesehen, die bei Bedarf den der Lagerkammer zugeordneten Wärmetauscher 10, 14 bzw. 22 anblasen.
  • Alternativ können Expansionsventile, mit steuerbarem Strömungsleitwert, als Drosselstellen 9, 13, 21, 23 Verwendung finden. Die Ventilatoren 29 sind dann zwar nicht unbedingt nötig, um die Temperaturen der Lagerkammern 26, 27, 28 zu regeln; können aber dennoch vorteilhafterweise vorgesehen sein, um neben der Temperatur auch die Luftfeuchtigkeit in den Lagerkammern 26, 27, 28 zu steuern.
  • Ein weiterer Ventilator 30 kann am Verflüssiger vorgesehen sein, um bei Bedarf auch dort den Wärmeaustausch zu intensivieren.
  • Wenn der Verdichter 1 in Betrieb ist, gelangt verdichtetes Kältemittel nach einer ersten Abkühlung im Verflüssiger 5 zur Verzweigung 6. Das Kältemittel ist zumindest zu einem großen Teil flüssig, seine Temperatur ist je nach Dimensionierung des Verflüssigers um einige Grad höher als die Umgebungstemperatur. Ein Teil des Kältemittels fließt über die Drosselstelle 21, den Wärmetauscher 22 und die Drosselstelle 23 zum Wärmetauscher 14 und von dort zurück zum Sauganschluss 3.
  • Wenn das Wegeventil 7 sich in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet, fließt der Rest des Kältemittels über den inneren Wärmetauscher 8 und die Drosselstelle 9, den Wärmetauscher 10 und die Drosselstelle 13 zum Wärmetauscher 14.
  • Der Druck im Verdampfer 14 ist niedrig genug, um einen Betrieb der Lagerkammer 27 als Gefrierfach zu ermöglichen, der Druck in den Wärmetauschern 10, 22 liegt zwischen dem des Verflüssigers 5 und dem des Wärmetauschers 14 und erlaubt einen Betrieb der Lagerkammern 26, 28 z.B. als Frischkühlfach oder als Normalkühlfach. Um höhere Temperaturen, etwa für einen Betrieb als Kellerfach, in einer der Lagerkammern 26, 28 zu realisieren, müsste die Umgebungstemperatur zuverlässig weit genug über der gewünschten Fachtemperatur liegen.
  • Wenn hingegen das Wegeventil 7 zur Nebenschlussleitung 11 hin offen ist, ist der Druckunterschied zwischen dem Verflüssiger 5 und dem Wärmetauscher 10 vernachlässigbar, und die Temperatur, die sich im Wärmetauscher 10 einstellt, ist die dem gemeinsamen Druck von Verflüssiger 5 und Wärmetauscher 10 entsprechende Verdampfungstemperatur des Kältemittels. Der Wärmetauscher 10 arbeitet dann als ein zweiter Verflüssiger, der Wärme an die Lagerkammer 15 abgibt. Die Lagerkammer 26 erreicht auf diese Weise Temperaturen oberhalb der Umgebungstemperatur und kann daher zum schnellen Auftauen oder Erwärmen von Lebensmitteln oder für Gärvorgänge, etwa zum Gehenlassen von Teig oder zur Joghurtbereitung, genutzt werden.
  • In diesem Betriebszustand liegt die Temperatur des Kältemittels am Ausgang des Wärmetauschers 10 im Allgemeinen noch über der Umgebungstemperatur. In diesem Fall gewährleistet der zweite innere Wärmetauscher 12 eine Abkühlung des Kältemittels vor Erreichen der Drosselstelle 13 und ermöglicht so eine effiziente Kühlung der Lagerkammer 27.
  • Die Lagerkammern 26, 27, 28 können in an sich bekannter Weise jeweils mit einem Temperatursensor ausgestattet sein, um anhand eines Vergleichs der tatsächlichen Temperaturen in den Lagerkammern 26, 27, 28 mit vom Benutzer eingestellten Sollwerten die Drehzahl des Verdichters 1 und die Strömungsleitwerte der Drosselstellen 9, 13, 21, 23 und/oder die Drehzahlen der Ventilatoren 29 zu steuern. Einer Weiterbildung der Erfindung zufolge dient ein Temperatursensor 31 der Lagerkammer 26 zusätzlich zum Steuern des Wegeventils 7: Weicht diese von dem eingestellten Sollwert signifikant nach unten ab, während sich das Wegeventil 7 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet und keine der anderen Lagerkammern 27, 28 Kühlbedarf hat, dann wird das Wegeventil 7 umgeschaltet, um warmes Kältemittel über die Nebenschlussleitung 11 in den Wärmetauscher 10 zu leiten. Umgekehrt wird das Wegeventil 7 in die Stellung der Fig. 1 zurückgestellt, wenn der Zufluss des warmen Kältemittels die Temperatur der Lagerkammer 26 vom Sollwert signifikant nach oben abweichen lässt. Auf diese Weise können in der Lagerkammer 26 auch Solltemperaturen aufrechterhalten werden, die nahe an der Umgebungstemperatur liegen und die, wenn die Umgebungstemperatur schwankt, mal darüber und mal darunter liegen können.
  • Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Kältemittelkreis eines Kältegeräts gemäß einer abgewandelten Ausgestaltung. Das Wegeventil 7 der Fig. 1 ist hier durch ein Absperrventil 32 in der Nebenschlussleitung 11 ersetzt. Der zur Nebenschlussleitung 11 parallele Weg zum Wärmetauscher 10 über den Hochdruck-Leitungsabschnitt 18 und die Drosselstelle 9 ist ständig offen. Die Funktionsweise dieses Kältemittelkreises unterscheidet sich nicht wesentlich von dem in Fig. 1 gezeigten. Wenn das Absperrventil 32 geschlossen ist, kann das Kältemittel auch bei dieser Ausgestaltung den Wärmetauscher 10 nur über die Drosselstelle 9 erreichen. Wenn das Absperrventil 32 offen ist, trägt der Weg über die Drosselstelle 9 zum Kältemittelfluss nicht signifikant bei.
  • Fig. 3 zeigt einen vereinfachten Kältemittelkreis gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Komponenten des Kältemittelkreises, die mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet sind, haben jeweils dieselbe Funktion wie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Auch hier hat das Kältegerät drei Lagerkammern 26, 27, 28, allerdings sind der Wärmetauscher 22 der Lagerkammer 28 und die dem Wärmetauscher 22 vorgeschaltete Drosselstelle 21 zwischen den Leitungsabschnitt 19 des zweiten inneren Wärmetauschers 12 und die Drosselstelle 13 eingefügt, so dass sich eine Reihenschaltung der Wärmetauscher 10, 22, 14 aller drei Lagerkammern 26, 27, 28 ergibt. Der Aufbau des Kältemittelkreises ist gegenüber der Fig. 1 vereinfacht, da die Verzweigung 6, die Drosselstelle 23 und der Zusammenfluss 25 wegfallen. Die einzige Einschränkung, die dafür in Kauf genommen werden muss, ist, dass die Solltemperatur der Lagerkammer 26 hier nicht niedriger sein kann als die der Lagerkammer 28. Die Möglichkeit, die Lagerkammer 26 bei Temperaturen nahe der Umgebungstemperatur oder darüber zu betreiben, besteht hier genauso wie beim Kältemittelkreis der Fig. 1.
  • Selbstverständlich kann auch hier das Wegeventil 7 durch ein Absperrventil in der Nebenschlussleitung 11 ersetzt sein, und ein Temperatursensor der Lagerkammer 27 kann zum Steuern der Stellung des Wegeventils 7 oder des Absperrventils dienen.
    • BEZUGSZEICHEN
    • 1
    Verdichter
    2
    Druckanschluss
    3
    Sauganschluss
    4
    Hochdruck-Kältemittelleitung
    5
    Verflüssiger
    6
    Verzweigung
    7
    Wegeventil
    8
    innerer Wärmetauscher
    9
    Drosselstelle
    10
    Wärmetauscher
    11
    Nebenschlussleitung
    12
    innerer Wärmetauscher
    13
    Drosselstelle
    14
    Wärmetauscher
    15
    Niederdruck-Kältemittelleitung
    16
    Niederdruck-Leitungsabschnitt
    17
    Niederdruck-Leitungsabschnitt
    18
    Hochdruck-Leitungsabschnitt
    19
    Mitteldruck-Leitungsabschnitt
    20
    Leitungszweig
    21
    Drosselstelle
    22
    Wärmetauscher
    23
    Drosselstelle
    24
    Leitungsabschnitt
    25
    Zusammenfluss
    26
    Lagerkammer
    27
    Lagerkammer
    28
    Lagerkammer
    29
    Ventilator
    30
    Ventilator
    31
    Temperatursensor
    32
    Absperrventil

Claims (12)

  1. Kältegerät mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Lagerkammer (26, 27) und einem Kältemittelkreislauf, in dem eine erste Drosselstelle (9), ein erster Wärmetauscher (10) zum Temperieren der ersten Lagerkammer (26), eine zweite Drosselstelle (13) und ein zweiter Wärmetauscher (14) zum Kühlen der zweiten Lagerkammer (27) in Reihe verbunden sind, wobei ein stromaufwärts von der ersten Drosselstelle (9) gelegener Hochdruck-Leitungsabschnitt (18) und ein stromabwärts vom zweiten Wärmetauscher (14) gelegener Niederdruck-Leitungsabschnitt (16) einen ersten inneren Wärmetauscher (8) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nebenschlussleitung (11) sich parallel zu dem Hochdruck-Leitungsabschnitt (18) zum ersten Wärmetauscher (10) unter Umgehung des ersten inneren Wärmetauschers (8) und der ersten Drosselstelle (9) erstreckt, und ein Steuerventil (7, 32) zum Steuern der Verteilung des Kältemittels auf den Hochdruck-Leitungsabschnitt (18) und die Nebenschlussleitung (11) vorgesehen ist.
  2. Kältegerät nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil ein Wegeventil (7) ist.
  3. Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegeventil (7) ein stromaufwärtiges Ende der Nebenschlussleitung (11) bildet.
  4. Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil ein in der Nebenschlussleitung (11) angeordnetes Absperrventil (32) ist.
  5. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Wärmetauscher (22) in einem Zweig (20) des Kältemittelkreislaufs angeordnet ist, der sich unter Umgehung der ersten und zweiten Drosselstelle (9, 13) und des ersten Wärmetauschers (10) zum zweiten Wärmetauscher (14) erstreckt.
  6. Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem dritten Wärmetauscher (22) in dem Zweig (20) eine dritte Drosselstelle (21) vorgeschaltet und eine vierte Drosselstelle (23) nachgeschaltet ist.
  7. Kältegerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mitteldruck-Leitungsabschnitt (19), der sich zwischen dem ersten Wärmetauscher (10) und der zweiten Drosselstelle (13) erstreckt, und ein zweiter Niederdruck-Leitungsabschnitt (17) einen zweiten inneren Wärmetauscher (12) bilden.
  8. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Wärmetauscher (22) im Kältemittelkreis dem ersten Wärmetauscher (10) nachgeschaltet und dem zweiten Wärmetauscher (14) vorgeschaltet ist.
  9. Kältegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mitteldruck-Leitungsabschnitt (19), der sich zwischen dem ersten Wärmetauscher (10) und einer dem dritten Wärmetauscher (22) vorgeschalteten dritten Drosselstelle (21) erstreckt, und ein zweiter Niederdruck-Leitungsabschnitt (17) einen zweiten inneren Wärmetauscher (12) bilden.
  10. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässigkeit wenigstens einer der Drosselstellen (9, 13, 21, 23) steuerbar ist.
  11. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem der Wärmetauscher (10, 14, 22) ein Ventilator (29) zugeordnet ist.
  12. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (7, 32) an einen Temperatursensor (31) der ersten Lagerkammer (26) gekoppelt ist, um die Verteilung des Kältemittels auf den Hochdruck-Leitungsabschnitt (18) und die Nebenschlussleitung (11) je nach von dem Temperatursensor (31) erfasster Temperatur zu steuern.
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