EP3460365A1 - Kältegerät mit Lagerkammer und Verdampferkammer - Google Patents

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EP3460365A1
EP3460365A1 EP18194700.3A EP18194700A EP3460365A1 EP 3460365 A1 EP3460365 A1 EP 3460365A1 EP 18194700 A EP18194700 A EP 18194700A EP 3460365 A1 EP3460365 A1 EP 3460365A1
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EP
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evaporator
chamber
axis
refrigerating appliance
appliance according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18194700.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Berthold Pflomm
Niels Liengaard
Ulrich Kriegsmann
Christian Hein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Filing date
Publication date
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    • F28F2260/00Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures
    • F28F2260/02Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures having microchannels

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator with a storage chamber and a remote from the storage chamber evaporator chamber.
  • a fan is usually mounted on a passage between the storage chamber and the evaporator chamber to drive the exchange of air between the chambers.
  • the evaporator is usually a roughly parallelepipedal vane evaporator with lamellae which are parallel to one another and guide the flow of air through the lamella evaporator from one narrow side of the cuboid to the other.
  • the dimensions of the passage are generally much smaller than the length of the upstream and downstream narrow sides. This has the consequence that some parts of the evaporator are aerodynamically favorable in relation to the passage and are accordingly flowed through more than other parts. The strong flow in the aerodynamically favored parts causes the air to cool down less there than in the less favored parts. The existence of different tempered air streams, which mix after passage through the evaporator, affects the efficiency of the evaporator.
  • the object of the invention is to provide a refrigerator in which a uniform flow of the evaporator can be achieved over its entire cross section in a compact evaporator chamber.
  • the object is achieved by, in a refrigerator with at least one storage chamber, an evaporator chamber and at a passage between the storage chamber and Evaporator arranged, a rotation axis having fans and an evaporator arranged in the evaporator chamber arcuate refrigerant lines of the evaporator extend around the axis of rotation.
  • Such orientation of the refrigerant piping allows the air in the evaporator chamber to flow radially from the passageway or toward it while crossing the refrigerant piping under steady state conditions over the length of their bends, so that air flow and cooling of the air in each part of the cross section of the evaporator are approximately equal.
  • the arches may be arcs on at least part of their length, at the center of which is the axis of rotation.
  • the evaporator may have lamellae in a manner known per se in order to increase the surface available for the heat exchange. These fins should protrude from the refrigerant lines in the radial direction to guide the air in the radial direction away from or towards the passage.
  • the fins may comprise at least one plate extending helically around one of the refrigerant lines.
  • a plate may have a contiuous edge on its edge facing away from the refrigerant line edge; then the edge facing the refrigerant line is typically folded accordion-like, so that it can be fastened to the refrigerant line over its entire length.
  • the plate may be slotted on its edge remote from the refrigerant line to form a plurality of tongues between the slots which, when the plate is attached to the refrigerant line, protrude radially from the refrigerant line in different directions.
  • two refrigerant pipes spaced along the rotation axis are connected via the fins.
  • a stiffer, dimensionally stable evaporator block can be formed.
  • refrigerant pipes extending transversely to the direction of flow are not only in the direction of flow, but also in different positions transversely thereto arranged. Accordingly, there are also in the evaporator according to the invention transversely in the flow direction, ie radially to the axis of rotation, spaced refrigerant pipes. These can, without impeding the flow, in a common multi-chamber tube, in particular a microchannel multi-chamber tube run
  • the refrigerant pipes should extend around the axis of rotation over a minimum angle of 90 °.
  • the angle over which the refrigerant lines extend around the axis of rotation does not exceed 180 °. Should it be necessary to surround the axis of rotation at an angle greater than 180 ° with an evaporator, this can be formed by a plurality of evaporator blocks.
  • the storage chamber and the evaporator chamber are generally housed in a common housing.
  • the storage chamber can here adjoin a door of the housing, while the evaporator chamber is adjacent to a door opposite the rear wall of the housing.
  • the passage is then typically in a partition wall parallel to the rear wall between the evaporator and storage chamber.
  • Air ducts needed in addition to the passage to form a closed air circuit between the storage and evaporator chambers may extend on sidewalls of the housing from a front end facing the door to the evaporator chamber to extend in the storage chamber substantially in the depth direction Storage chamber evenly flushing air flow to produce and ensure sufficient cooling in the storage compartment, especially near the door.
  • such a construction allows uniform cooling of an extraction box located between the side walls and their air ducts, whether by passing the air between the front ends of the air ducts and the passage at the rear of the storage chamber through the drawer itself or between side walls of the drawer and the side walls of the housing each having a gap is provided in which the air between said front ends of the air ducts and the passage can circulate.
  • an inner liner may be inserted into the housing, the passage being formed in a rear panel of the inner liner extending between the chambers, and the inner panel further comprising side walls extending between the air channels and the storage compartment ,
  • Fig. 1 shows a perspective view of an evaporator 1, which can be used in a refrigerator according to the present invention.
  • the evaporator 1 comprises a plurality of arcuate refrigerant lines 2, of which in each case several run side by side in a piece of multi-chamber tube, in particular a microchannel tube 3 made of aluminum.
  • the axis of curvature 4 is the same for all curved refrigerant lines 2 and microchannel tubes 3 and is perpendicular to the broad sides of the microchannel tubes 3.
  • the microchannel tubes 3 are offset in the direction of the axis of curvature 4 against each other and connected to each other in one piece via bows 5, the each centered on a radially extending to the axis of curvature 4 axis 6.
  • microchannel tubes 3 At two free ends of the microchannel tubes 3 elongate distributor 7 are soldered in the radial direction, which connect in parallel in the microchannel pipes 3 adjacent refrigerant pipes 2 and supply with refrigerant.
  • the tubes 3 are also interconnected by lamellae 8, which extend in the direction of the axis of curvature 4 and radially thereto and which each have two opposing, extending in the radial direction edges 9, which are soldered to the broad sides of the microchannel tubes 3 ,
  • the fins 8 are typically made of aluminum, like the tubes 3; they can be provided at least at their edges 9 with a solder layer which melts lower than the aluminum, so that the soldering can be done by the finished molded microchannel tubes 3 together with the placed between them lamellae 8 in an oven to the melting temperature of Lots are heated.
  • Fig. 2 shows possible cross sections of the microchannel tubes 3.
  • numerous refrigerant lines 2 of the same, compact cross section can extend side by side along the microchannel tube 3.
  • Fig. 3 shows a partial section through the housing of a refrigerator according to the invention along a vertically and in the width direction of the housing through the evaporator chamber 11 extending, in Fig. 4 Level III-III.
  • the housing comprises an inner container 12 which houses the evaporator chamber 11 and a storage chamber 13 (see FIG. Fig. 4 ), and a surrounding the inner container 12 insulating layer 14.
  • the evaporator 1 can be seen in the evaporator chamber 11 in plan view. Behind the evaporator 1 extends parallel to the cutting plane, a rear wall plate 15 between the evaporator chamber 11 and the storage chamber 13. From the rear wall plate 15 jump two L-shaped ribs 16 through the cutting plane of the Fig. 3 through to a rear wall 17 (s. Fig.
  • the ribs 16 have horizontal legs 18 which extend up to side walls 19 of the housing or the inner container 12. Above the legs 18 and the rear wall plate 15 extends to the side walls 19, below the legs 18 between the rear wall plate 15 and the side walls 19 each have a passage 20 is kept free.
  • Vertical legs 26 of the ribs 16 may be connected to each other by a rib which extends from an upper edge of the rear wall plate 15 and extends to the rear wall 17 of the housing to close the evaporator chamber 11 upwards.
  • the evaporator chamber 11 is closed at the top by a rear edge region of adegutabstellers 27 which divides the storage chamber 13 into an upper and a lower compartment 28, 29.
  • a circular passage 21 is formed centrally.
  • an axial fan 22 is mounted in the passage 21, an axial fan 22 is mounted.
  • the running direction of the axial fan 22 is chosen here so that it sucks air through the passages 20 and blows out via the passage 21 into the storage chamber 14. The sucked air thus flows from the passages 20 coming from both sides of the evaporator 1, is of its (in Fig. 3 indicated by dashed lines) fins 8 upwards in the direction of the axial fan 22 and the passage 21 and deflected by the axial fan 22 through the passage 21 back into the lower compartment 29 of the storage chamber thirteenth
  • the axis of curvature 4 of the microchannel tubes 2 coincides with an axis of rotation 23 of the fan 22.
  • the lateral edge regions 24 of the evaporator 1 are better for the coming of the passages 20 air flow and less change in the direction of flow than a central region 25 of the evaporator 1.
  • the axis of curvature 4 may be positioned above the axis of rotation 23.
  • the central region 25 of the evaporator 1 is closer to the fan axis 23 than the lateral edge regions 24, it is exposed to a stronger suction of the fan 22, so that the air flow rate per free cross-sectional area in the central region 25 at the edge regions 24 can be adjusted ,
  • the fins 8 are in Fig. 3 aligned exactly radially to the axis of rotation 23 and the axis of curvature 4, ie straight lines that extend the fins 8, crossing each other on the axes 4, 23. If axis of rotation 23 and axis of curvature 4 as described above do not coincide, the fins 8 are preferably radially to the axis of curvature 4 oriented.
  • a recess 30 in the bottom of the evaporator chamber is provided to collect condensate, which runs in a defrost of the evaporator 1 of this. Via a passage 31, which extends from the lowest point of the recess 30 through the insulating layer 14, the condensation reaches the outside of the evaporator chamber 11, preferably in an evaporation tray in an under the evaporator chamber 11 recessed in the housing engine room 32nd
  • Fig. 4 shows a section in the depth direction of the housing, along the fan axis 23, through the storage chamber 13 and the evaporator chamber 11.
  • the axial fan 22 is housed in a short pipe socket 33 which protrudes from the passage 21 into the storage chamber 13 inside.
  • a radial fan could be arranged at the passage 21 in the evaporator chamber 11, which sucks through the passage 20 and the sucked air in the radial direction, through the evaporator 1, thrown out.
  • hollow side cheeks 34 extend forward along the side walls 19 of the housing to near an open front side 35 of the housing, normally closed by a door during operation.
  • the side cheeks 34 may be injection molded as an interior trim integral with the back panel 15 or joined to the back panel 15 to form an interior trim assembly that is inserted into the interior vessel 12 from the front side 35 during assembly of the refrigeration apparatus.
  • the side cheeks 34 When retracted, the side cheeks 34, together with the adjacent side walls 19 of the housing, respectively define an air passage 36 which extends from an inlet 37 at the front end to the passages 20 of the rear wall panel 11.
  • the heat flow from the environment to the storage chamber 13 is generally particularly strong, since here usually only a magnetic seal the storage chamber 13 isolated from the environment. Air which has been heated at the magnetic seal can be sucked off via the air ducts 36 and cooled as it passes through the evaporator 1; Thus, a spread of the heat penetrating via the magnetic seal in the storage chamber 13 can be prevented and a temperature gradient between a warm area close to the door and a cold area of the storage chamber 13 near the rear can be limited.
  • the inlets 37 may each be as in Fig. 4 shown to be provided with a grid to prevent the ingress of foreign bodies in the air channels 31.
  • Fig. 5 shows a section through the housing of the refrigerator along a parallel to the plane III-III, in Fig. 4 level labeled VV.
  • VV the plane of the refrigerator
  • the air ducts 36 which extend on both side walls 19 of the housing and the side cheeks 34 which separate the air ducts 36 from the storage chamber 13.
  • the microchannel tubes 3 of the evaporator 1 should be as wide as possible in order to encompass the air flowing through the evaporator over as long a path as possible and to cool it;
  • the flexibility of the microchannel tubes 3 around the curvature axis 4 perpendicular to their broad sides is lower, the wider they are.
  • To prevent an excessive curvature of the microchannel tubes 3 leads to problems in the production of the evaporator 1 and at the same time a sufficient
  • both evaporators 1, 1 In order to ensure a uniform flow through both evaporators 1, 1 'over their entire passage cross-section, both should span the same angle ⁇ with respect to the axis of curvature 4. As in the case of Fig. 3 this angle ⁇ measures between 90 ° and 180 °.
  • the individual microchannel tubes 2 'of the outer evaporator 1' are longer than the tubes 2 of the inner evaporator 1, they therefore provide space for a larger number of fins 8 than the tubes 2.
  • the tubes 2, 2 'measured distance between the fins 8 in both evaporators 1, 1' is chosen equal, a high efficiency of heat exchange in the outer evaporator 1 'can be ensured while affecting the air flow in the inner evaporator is avoided by a too small distance between the near-axis ends of the fins 8.
  • evaporators 1, 1 ' are also connected in series with respect to the flow of the refrigerant;
  • a pipe section 38 extends radially between two distributors 7, 7 'of the evaporator 1, 1'.
  • An injection point is formed on the other manifold 7 of the inner evaporator 1, here by opening a capillary 39 into the manifold 7, so that refrigerant and air flow through the two evaporators 1, 1 'in opposite directions.
  • Refrigerant lines 2 "of an evaporator 1" are formed by a cylindrical tube which extends in an arc around the axis of curvature 4 and the axis of rotation 23 of the fan 22.
  • the refrigerant lines 2 are here connected in series via an arc 5" and extend with different radii about the axis 4. Further arcuate Refrigerant lines can be arranged offset from one another along the axis 4.
  • Each refrigerant line 2 is associated with a strip-shaped lamella 8", which is soldered at one of its longitudinal edges to the refrigerant line 2 "and projects radially all around from the refrigerant line 2".

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Abstract

Bei einem Kältegerät mit wenigstens einer Lagerkammer, einer Verdampferkammer (11) und einem an einem Durchgang (21) zwischen Lagerkammer (13) und Verdampferkammer (11) angeordneten, eine Drehachse (23) aufweisenden Lüfter (22) und einem in der Verdampferkammer (11) angeordneten Verdampfer (1) erstrecken sich bogenförmige Kältemittelleitungen (2) des Verdampfers (1) um die Drehachse (23).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einer Lagerkammer und einer von der Lagerkammer abgesetzten Verdampferkammer. Bei derartigen Kältegeräten ist meist an einem Durchgang zwischen Lagerkammer und Verdampferkammer ein Lüfter angebracht, um den Luftaustausch zwischen den Kammern anzutreiben. Der Verdampfer ist meist ein in etwa quaderförmiger Lamellenverdampfer mit zueinander parallelen Lamellen, die den Strom der Luft durch den Lamellenverdampfer von einer Schmalseite des Quaders zur anderen führen.
  • Die Abmessungen des Durchgangs sind im Allgemeinen deutlich kleiner als die Länge der an- und abströmseitigen Schmalseiten. Dies hat zur Folge, dass manche Teile des Verdampfers strömungstechnisch günstiger in Bezug auf den Durchgang liegen und dementsprechend stärker durchströmt werden als andere Teile. Die starke Strömung in den strömungstechnisch begünstigten Teilen führt dazu, dass die Luft sich dort weniger stark abkühlt als in den weniger begünstigten Teilen. Die Existenz von unterschiedlich temperierten Luftströmen, die sich nach Durchgang durch den Verdampfer vermischen, beeinträchtigt die Effizienz des Verdampfers.
  • Die Unterschiede in der Durchströmung verschiedener Teile des Verdampfers sind umso auffälliger, je näher der Durchgang an der nächstbenachbarten an- oder abströmseitigen Schmalseite des Verdampfers liegt. Dementsprechend wäre es zwar möglich, die Unterschiede der Durchströmung zu vermindern, indem der Abstand zwischen dem Verdampfer und dem Durchgang groß gemacht wird, doch führt dies auch zu einem großen Volumen der Verdampferkammer, wodurch bei gegebenen Außenmaßen des Kältegeräts nutzbares Volumen der Lagerkammer verloren geht.
  • Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät zu schaffen, in dem in einer kompakten Verdampferkammer eine gleichmäßige Durchströmung des Verdampfers auf seinem gesamten Querschnitt erreicht werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät mit wenigstens einer Lagerkammer, einer Verdampferkammer und einem an einem Durchgang zwischen Lagerkammer und Verdampferkammer angeordneten, eine Drehachse aufweisenden Lüfter und einem in der Verdampferkammer angeordneten Verdampfer bogenförmige Kältemittelleitungen des Verdampfers sich um die Drehachse erstrecken. Eine solche Orientierung der Kältemittelleitungen ermöglicht es der Luft in der Verdampferkammer, radial von dem Durchgang fort oder zu ihm hin zu strömen und dabei die Kältemittelleitungen unter über die Länge ihrer Bögen hinweg gleichbleibenden Bedingungen zu kreuzen, so dass Luftdurchsatz und Abkühlung der Luft in jedem Teil des Querschnitts des Verdampfers in etwa gleich sind.
  • Die Bögen können auf wenigstens einem Teil ihrer Länge Kreisbögen sein, in deren Mittelpunkt die Drehachse verläuft.
  • Der Verdampfer kann in an sich bekannter Weise Lamellen aufweisen, um die für den Wärmeaustausch verfügbare Oberfläche zu vergrößern. Diese Lamellen sollten von den Kältemittelleitungen in radialer Richtung abstehen, um die Luft in radialer Richtung von dem Durchgang fort oder zu ihm hin zu führen.
  • Einer ersten Ausgestaltung zufolge können die Lamellen wenigstens eine Platte umfassen, die sich schraubenlinienförmig um eine der Kältemittelleitungen erstreckt. Eine solche Platte kann eine kontiniuerliche Kante an ihrem von der Kältemittelleitung abgewandten Rand aufweisen; dann ist der der Kältemittelleitung zugewandte Rand typischerweise ziehharmonikaartig gefaltet, um ihn auf seiner ganzen Länge an der Kältemittelleitung befestigen zu können. Alternativ kann die Platte an ihrem von der Kältemittelleitung abgewandten Rand geschlitzt sein, um zwischen den Schlitzen eine Vielzahl von Zungen zu bilden, die, wenn die Platte an der Kältemittelleitung befestigt ist, in verschiedene Richtungen radial von der Kältemittelleitung abstehen.
  • Einer zweiten Ausgestaltung zufolge sind zwei entlang der Drehachse beabstandete Kältemittelleitungen über die Lamellen verbunden. So kann ein in sich steifer, formbeständiger Verdampferblock gebildet werden.
  • In einem herkömmlichen quaderförmigen Lamellenverdampfer sind quer zur Durchströmungsrichtung verlaufende Kältemittelleitungen nicht nur in Durchströmungsrichtung, sondern auch quer dazu in unterschiedlichen Positionen angeordnet. Dementsprechend gibt es auch beim Verdampfer gemäß der Erfindung quer in Durchströmungsrichtung, d.h. radial zur Drehachse, beabstandete Kältemittelleitungen. Diese können, ohne die Strömung zu behindern, in einem gemeinsamen Mehrkammerrohr, insbesondere einem Microchannel-Mehrkammerrohr, verlaufen
  • Um in einem Kältegerät Luft, die über verschiedene Eintrittsdurchgänge in die Verdampferkammer gelangt ist, durch den Verdampfer hindurch dem von den Kältemittelleitungen bogenförmig umgebenen Austrittsdurchgang zuzuführen oder umgekehrt Luft, die über den von den Kältemittelleitungen bogenförmig umgebenen Eintrittsdurchgang in die Verdampferkammer gelangt ist, auf voneinander beabstandete Austrittsöffnungen zu verteilen, sollten die Kältemittelleitungen sich um die Drehachse über einen Winkel von minimal 90° erstrecken.
  • Aus fertigungstechnischen Gründen ist es bevorzugt, wenn der Winkel, über den sich die Kältemittelleitungen sich um die Drehachse erstrecken, 180° nicht übersteigt. Sollte es notwendig sein, die Drehachse auf einem größeren Winkel als 180° mit einem Verdampfer zu umgeben, so kann dieser durch mehrere Verdampferblöcke gebildet werden.
  • Bei einem Haushaltskältegerät sind im Allgemeinen die Lagerkammer und die Verdampferkammer in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Die Lagerkammer kann hier an eine Tür des Gehäuses angrenzen, während die Verdampferkammer an eine der Tür gegenüberliegende Rückwand des Gehäuses angrenzt. Der Durchgang befindet sich dann typischerweise in einer zur Rückwand parallelen Trennwand zwischen Verdampfer- und Lagerkammer.
  • Luftkanäle, die ergänzend zum Durchgang benötigt werden, um einen geschlossenen Luftkreislauf zwischen Lager- und Verdampferkammer zu bilden, können sich an Seitenwänden des Gehäuses von einem der Tür zugewandten vorderen Ende zur Verdampferkammer erstrecken, um in der Lagerkammer einen im Wesentlichen in Tiefenrichtung verlaufenden, die Lagerkammer gleichmäßig durchspülenden Luftstrom zu erzeugen und im Lagerfach insbesondere in Türnähe eine ausreichende Kühlung sicherzustellen.
  • Ein solcher Aufbau ermöglicht insbesondere eine gleichmäßige Kühlung eines zwischen den Seitenwänden und ihren Luftkanälen angeordneten Auszugkastens, sei es indem die Luft zwischen den vorderen Enden der Luftkanäle und dem Durchgang an der Rückseite der Lagerkammer durch den Auszugkasten selbst hindurchgeleitet wird, oder indem zwischen Seitenwänden des Auszugkastens und den Seitenwänden des Gehäuses jeweils ein Spalt vorgesehen ist, in dem die Luft zwischen den besagten vorderen Enden der Luftkanäle und dem Durchgang zirkulieren kann.
  • Um die Luftkanäle und die Verdampferkammer zu bilden, kann eine Innenverkleidung in das Gehäuse eingefügt sein, wobei der der Durchgang in einer sich zwischen den Kammern erstreckenden Rückwandplatte der Innenverkleidung gebildet ist und die Innenverkleidung ferner Seitenwangen umfasst, die sich zwischen den Luftkanälen und dem Lagerfach erstrecken.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verdampfers;
    Fig. 2
    Querschnitte eines in dem Verdampfer verwendbaren Microchannel-Rohrs;
    Fig. 3
    einen Querschnitt durch das Gehäuse eines Kältegeräts mit einem Verdampfer gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
    Fig. 4
    einen Schnitt in Tiefenrichtung durch das Kältegerätegehäuse der Fig. 3;
    Fig. 5
    einen Querschnitt durch das Kältegerätegehäuse entlang der Ebene V-V aus Fig. 4;
    Fig. 6
    einen zu Fig. 3 analogen Querschnitt gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung; und
    Fig. 7
    einen zu Fig. 3 analogen Querschnitt gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Verdampfers 1, der in einem Kältegerät gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Der Verdampfer 1 umfasst mehrere bogenförmige Kältemittelleitungen 2, von denen jeweils mehrere nebeneinander in einem Stück Mehrkammerrohr, insbesondere einem Microchannel-Rohr 3 aus Aluminium, verlaufen. Die Krümmungsachse 4 ist für alle bogenförmigen Kältemittelleitungen 2 bzw. Microchannel-Rohre 3 dieselbe und steht senkrecht auf den Breitseiten der Microchannel-Rohre 3. Die Microchannel-Rohre 3 sind in Richtung der Krümmungsachse 4 gegeneinander versetzt und untereinander einteilig über Bögen 5 verbunden, die jeweils auf eine radial zur Krümmungsachse 4 verlaufende Achse 6 zentriert sind.
  • An zwei freien Enden der Microchannel-Rohre 3 sind in radialer Richtung langgestreckte Verteiler 7 aufgelötet, die die in den Microchannel-Rohren 3 nebeneinander verlaufenden Kältemittelleitungen 2 parallel verbinden und mit Kältemittel versorgen. Die Rohre 3 sind ferner untereinander verbunden durch Lamellen 8, die sich in Richtung der Krümmungsachse 4 und radial zu dieser erstrecken und die jeweils zwei einander gegenüberliegende, sich in radialer Richtung erstreckende Kanten 9 aufweisen, die an den Breitseiten der Microchannel-Rohre 3 verlötet sind.
  • Die Lamellen 8 bestehen typischerweise wie die Rohre 3 aus Aluminium; sie können zumindest an ihren Kanten 9 mit einer Lotschicht versehen sein, die niedriger schmilzt als das Aluminium, so dass das Verlöten erfolgen kann, indem die fertig geformten Microchannel-Rohre 3 zusammen mit den zwischen ihnen platzierten Lamellen 8 in einem Ofen auf die Schmelztemperatur des Lots erhitzt werden.
  • Fig. 2 zeigt mögliche Querschnitte der Microchannel-Rohre 3. Wie in der linken Hälfte der Fig. zu sehen, können sich zahlreiche Kältemittelleitungen 2 von gleichem, kompaktem Querschnitt nebeneinander entlang des Microchannel-Rohrs 3 erstrecken. Um die für den Wärmeaustausch nutzbare Oberfläche zu vergrößern, können an den Innenseiten der Kältemittelleitungen 2, wie in der Mitte und im rechten Teil von Fig. 2 gezeigt, in den freien Querschnitt der Kältemittelleitungen 2 hineinragende Rippen 10 geformt sein.
  • Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch das Gehäuse eines erfindungsgemäßen Kältegeräts entlang einer sich vertikal und in Breitenrichtung des Gehäuses durch dessen Verdampferkammer 11 erstreckenden, in Fig. 4 mit III-III bezeichneten Ebene. Das Gehäuse umfasst einen Innenbehälter 12, der die Verdampferkammer 11 und eine Lagerkammer 13 (s. Fig. 4) begrenzt, sowie eine den Innenbehälter 12 umgebende Isolationsschicht 14. Der Verdampfer 1 ist in der Verdampferkammer 11 in Draufsicht zu sehen. Hinter dem Verdampfer 1 erstreckt sich parallel zur Schnittebene eine Rückwandplatte 15 zwischen der Verdampferkammer 11 und der Lagerkammer 13. Von der Rückwandplatte 15 springen zwei L-förmige Rippen 16 durch die Schnittebene der Fig. 3 hindurch bis zu einer Rückwand 17 (s. Fig. 4) des Innenbehälters 12 vor. Die Rippen 16 haben horizontale Schenkel 18, die sich bis zu Seitenwänden 19 des Gehäuses bzw. des Innenbehälters 12 erstrecken. Oberhalb der Schenkel 18 reicht auch die Rückwandplatte 15 bis an die Seitenwände 19 heran, unterhalb der Schenkel 18 ist zwischen der Rückwandplatte 15 und den Seitenwänden 19 jeweils ein Durchgang 20 freigehalten.
  • Vertikale Schenkel 26 der Rippen 16 können untereinander durch eine Rippe verbunden sein, die von einer Oberkante der Rückwandplatte 15 ausgeht und sich bis zur Rückwand 17 des Gehäuses erstreckt, um die Verdampferkammer 11 nach oben abzuschließen. In der hier gezeigten Ausgestaltung ist die Verdampferkammer 11 nach oben durch einen hinteren Randbereich eines Kühlgutabstellers 27 verschlossen, der die Lagerkammer 13 in ein oberes und ein unteres Fach 28, 29 teilt.
  • In der Rückwandplatte 15 ist mittig ein kreisrunder Durchgang 21 gebildet. In dem Durchgang 21 ist ein Axiallüfter 22 montiert. Die Laufrichtung des Axiallüfters 22 ist hier so gewählt, dass er Luft über die Durchgänge 20 ansaugt und über den Durchgang 21 in die Lagerkammer 14 ausbläst. Die angesaugte Luft strömt folglich von den Durchgängen 20 kommend von beiden Seiten auf den Verdampfer 1 zu, wird von dessen (in Fig. 3 durch gestrichelte Linien angedeuteten) Lamellen 8 nach oben in Richtung des Axiallüfters 22 und des Durchgangs 21 abgelenkt und vom Axiallüfter 22 durch den Durchgang 21 zurück in das untere Fach 29 der Lagerkammer 13.
  • In der Darstellung der Fig. 3 fällt die Krümmungsachse 4 der Microchannel-Rohre 2 mit einer Drehachse 23 des Lüfters 22 zusammen. Die seitlichen Randbereiche 24 des Verdampfers 1 sind für die von den Durchgängen 20 kommende Luftströmung besser und unter geringerer Änderung der Strömungsrichtung erreichbar als ein mittlerer Bereich 25 des Verdampfers 1. Um die Durchströmung des mittleren Bereichs 25 zu intensivieren, kann abweichend von der Darstellung der Fig. 3 die Krümmungsachse 4 oberhalb der Drehachse 23 positioniert sein. Indem so der mittlere Bereich 25 des Verdampfers 1 näher an der Lüfterachse 23 liegt als die seitlichen Randbereiche 24, ist er einem stärkeren Sog des Lüfters 22 ausgesetzt, so dass der Luftdurchsatz pro freier Querschnittsfläche im mittleren Bereich 25 an den der Randbereiche 24 angeglichen werden kann.
  • Die Lamellen 8 sind in Fig. 3 exakt radial zur Drehachse 23 und zur Krümmungsachse 4 ausgerichtet, d.h. gerade Linien, die die Lamellen 8 verlängern, kreuzen einander an den Achsen 4, 23. Wenn Drehachse 23 und Krümmungsachse 4 wie oben beschrieben nicht zusammenfallen, sind die Lamellen 8 vorzugsweise radial zur Krümmungsachse 4 orientiert.
  • Eine Vertiefung 30 im Boden der Verdampferkammer ist vorgesehen, um Tauwasser aufzufangen, das bei einem Abtauen des Verdampfers 1 von diesem abläuft. Über einen Durchgang 31, der sich ausgehend vom tiefsten Punkt der Vertiefung 30 durch die Isolationsschicht 14 erstreckt, gelangt das Tauwasser aus der Verdampferkammer 11 ins Freie, vorzugsweise in eine Verdunstungsschale in einem unter der Verdampferkammer 11 im Gehäuse ausgesparten Maschinenraum 32.
  • Fig. 4 zeigt einen Schnitt in Tiefenrichtung des Gehäuses, entlang der Lüfterachse 23, durch die Lagerkammer 13 und die Verdampferkammer 11. Der Axiallüfter 22 ist in einem kurzen Rohrstutzen 33 untergebracht, der vom Durchgang 21 in die Lagerkammer 13 hinein vorspringt. Anstelle des Axiallüfters 22 könnte am Durchgang 21 in der Verdampferkammer 11 auch ein Radiallüfter angeordnet sein, der über den Durchgang 20 ansaugt und die angesaugte Luft in radialer Richtung, durch den Verdampfer 1 hindurch, fortschleudert.
  • Von den seitlichen Rändern der Rückwandplatte 15 erstrecken sich hohle Seitenwangen 34 entlang der Seitenwände 19 des Gehäuses nach vorn bis in die Nähe einer offenen, im Betrieb normalerweise durch eine Tür verschlossenen Vorderseite 35 des Gehäuses. Die Seitenwangen 34 können als eine mit der Rückwandplatte 15 einteilige Innenverkleidung spritzgeformt oder mit der Rückwandplatte 15 zu einer Innenverkleidungs-Baugruppe zusammengefügt sein, die beim Zusammenbau des Kältegeräts von der Vorderseite 35 aus in den Innenbehälter 12 eingeschoben wird.
  • Im eingeschobenen Zustand begrenzen die Seitenwangen 34 zusammen mit den benachbarten Seitenwänden 19 des Gehäuses jeweils einen Luftkanal 36, der sich von einem Einlass 37 am vorderen Ende zu den Durchlässen 20 der Rückwandplatte 11 erstreckt. In der Nähe des vorderen Endes ist im Allgemeinen der Wärmezufluss aus der Umgebung zur Lagerkammer 13 besonders stark, da hier üblicherweise lediglich eine Magnetdichtung die Lagerkammer 13 von der Umgebung isoliert. Über die Luftkanäle 36 kann Luft, die sich an der Magnetdichtung erwärmt hat, abgesaugt und beim Durchgang durch den Verdampfer 1 gekühlt werden; so kann eine Ausbreitung der über die Magnetdichtung eindringenden Wärme in der Lagerkammer 13 verhindert und ein Temperaturgefälle zwischen einem türnahen warmen Bereich und einem rückwandnahen kalten Bereich der Lagerkammer 13 begrenzt werden.
  • Die Einlässe 37 können jeweils wie in Fig. 4 gezeigt mit einem Gitter versehen sein, um das Eindringen von Fremdkörpern in die Luftkanäle 31 zu verhindern.
  • Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse des Kältegeräts entlang einer zur Ebene III-III parallelen, in Fig. 4 mit V-V bezeichneten Ebene. In diesem Schnitt erkennt man deutlich die Luftkanäle 36, die sich an beiden Seitenwänden 19 des Gehäuses erstrecken und die Seitenwangen 34, die die Luftkanäle 36 von der Lagerkammer 13 trennen.
  • Die Microchannel-Rohre 3 des Verdampfers 1 sollten einerseits möglichst breit sein, um die durch den Verdampfer strömende Luft auf einem möglichst langen Weg zu umfangen und dabei abzukühlen; andererseits ist die Biegsamkeit der Microchannel-Rohre 3 um die zu ihren Breitseiten senkrechte Krümmungsachse 4 umso geringer, je breiter sie sind. Um zu verhindern, dass eine übermäßige Krümmung der Microchannel-Rohre 3 zu Problemen bei der Fertigung der Verdampfer 1 führt und gleichzeitig eine ausreichende Abkühlung der Luft auf ihrem Weg durch die Verdampferkammer 11 sicherzustellen, kann es daher hilfreich sein, zwei Verdampfer 1, 1' wie in Fig. 6 gezeigt, auf dem Weg der Luft durch die Verdampferkammer 11 in Reihe anzuordnen. Vorzugsweise sind die Verdampfer 1, 1' konzentrisch, d.h. mit übereinfallenden Krümmungsachsen 4, angeordnet.
  • Um eine gleichmäßige Durchströmung beider Verdampfer 1, 1' auf ihrem gesamten Durchgangsquerschnitt sicherzustellen, sollten beide bezüglich der Krümmungsachse 4 denselben Winkel α aufspannen. Wie im Falle der Fig. 3 misst dieser Winkel α zwischen 90° und 180°.
  • Die einzelnen Microchannel-Rohre 2' des äußeren Verdampfers 1' sind länger als die Rohre 2 des inneren Verdampfers 1, sie bieten daher Platz für eine größere Zahl von Lamellen 8 als die Rohre 2. Indem der entlang eines zur Achse 4 konzentrischen Kreisbogens, z. B. der neutralen Faser, der Rohre 2, 2' gemessene Abstand zwischen den Lamellen 8 bei beiden Verdampfern 1, 1' gleich gewählt wird, kann eine hohe Effizienz des Wärmeaustauschs im äußeren Verdampfer 1' sichergestellt werden, während gleichzeitig eine Beeinträchtigung des Luftflusses im inneren Verdampfer durch einen zu geringen Abstand zwischen den achsnahen Enden der Lamellen 8 vermieden wird.
  • In der Ausgestaltung der Fig. 6 sind die Verdampfer 1, 1' auch in Bezug auf den Fluss des Kältemittels in Reihe verbunden; dazu erstreckt sich ein Rohrabschnitt 38 radial zwischen zwei Verteilern 7, 7' der Verdampfer 1, 1'. Eine Einspritzstelle ist am anderen Verteiler 7 des inneren Verdampfers 1 gebildet, hier durch Einmünden einer Kapillare 39 in den Verteiler 7, so dass Kältemittel und Luft die beiden Verdampfer 1, 1' jeweils gegenläufig durchströmen.
  • In der Ausgestaltung der Fig. 7 sind das Gehäuse und die Innenverkleidung des Kältegeräts identisch mit den in Fig. 3 oder 6 gezeigten. Kältemittelleitungen 2" eines Verdampfers 1" sind durch ein zylindrisches Rohr gebildet, das sich bogenförmig um die Krümmungsachse 4 und die Drehachse 23 des Lüfters 22 erstreckt. Die Kältemittelleitungen 2" sind hier über einen Bogen 5" in Reihe verbunden und erstrecken sich mit unterschiedlichen Radien um die Achse 4. Weitere bogenförmige Kältemittelleitungen können entlang der Achse 4 gegeneinander versetzt angeordnet sein. Jeder Kältemittelleitung 2" ist eine streifenförmige Lamelle 8" zugeordnet, die an einer ihrer Längskanten mit der Kältemittelleitung 2" verlötet ist und ringsum radial von der Kältemittelleitung 2" absteht.
  • BEZUGSZEICHEN
  • 1, 1'
    Verdampfer
    2, 2"
    Kältemittelleitung
    3, 3'
    Microchannel-Rohr
    4
    Krümmungsachse
    5, 5"
    Bogen
    6
    Krümmungsachse
    7, 7'
    Verteiler
    8, 8"
    Lamelle
    9
    Kante
    10
    Rippe
    11
    Verdampferkammer
    12
    Innenbehälter
    13
    Lagerkammer
    14
    Isolationsschicht
    15
    Rückwandplatte
    16
    Rippe
    17
    Rückwand
    18
    horizontaler Schenkel (der Rippe 16)
    19
    Seitenwand
    20
    Durchgang
    21
    Durchgang
    22
    Axiallüfter
    23
    Drehachse
    24
    Randbereich (des Verdampfers 1)
    25
    mittlerer Bereich (des Verdampfers 1)
    26
    vertikaler Schenkel (der Rippe 16)
    27
    Kühlgutabsteller
    28
    oberes Fach
    29
    unteres Fach
    30
    Vertiefung
    31
    Durchgang
    32
    Maschinenraum
    33
    Rohrstutzen
    34
    Seitenwange
    35
    Vorderseite
    36
    Luftkanal
    37
    Einlass
    38
    Rohrabschnitt
    39
    Kapillare

Claims (11)

  1. Kältegerät mit wenigstens einer Lagerkammer (13), einer Verdampferkammer (11) und einem an einem Durchgang (21) zwischen Lagerkammer (13) und Verdampferkammer (11) angeordneten, eine Drehachse (23) aufweisenden Lüfter (22) und einem in der Verdampferkammer (11) angeordneten Verdampfer (1), dadurch gekennzeichnet, dass bogenförmige Kältemittelleitungen (2) des Verdampfers (1) sich um die Drehachse (23) erstrecken.
  2. Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (1) Lamellen (8, 8") aufweist, die von den Kältemittelleitungen (2) in einer radialen Richtung abstehen.
  3. Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (8") wenigstens eine Platte umfassen, die sich schraubenlinienförmig um eine der Kältemittelleitungen (2") erstreckt.
  4. Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei entlang der Drehachse beabstandete Kältemittelleitungen (2) über die Lamellen (8) verbunden sind.
  5. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass radial zur Drehachse beabstandete Kältemittelleitungen (2) in einem gemeinsamen Mehrkammerrohr (3) verlaufen.
  6. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelleitungen (2) sich um die Drehachse (23) über einen Winkel von minimal 90° erstrecken.
  7. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelleitungen (2) sich um die Drehachse (23) über einen Winkel von maximal 180° erstrecken.
  8. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkammer (13) und die Verdampferkammer (11) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, die Lagerkammer (13) an eine Tür des Gehäuses angrenzt und die Verdampferkammer (11) an eine der Tür gegenüberliegende Rückwand (17) des Gehäuses angrenzt.
  9. Kältegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Luftkanäle (36) sich an Seitenwänden (19) des Gehäuses von einem der Tür zugewandten vorderen Ende zur Verdampferkammer (11) erstrecken.
  10. Kältegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkanäle (36) sich beiderseits eines Auszugkastens erstrecken.
  11. Kältegerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenverkleidung in das Gehäuse eingefügt ist, dass der Durchgang (21) in einer sich zwischen den Kammern (11, 13) erstreckenden Rückwandplatte (15) der Innenverkleidung gebildet ist und die Innenverkleidung ferner Seitenwangen (34) umfasst, die sich zwischen den Luftkanälen (36) und dem Lagerfach (13) erstrecken.
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