EP4141355A1 - Kühl- und/oder gefriergerät - Google Patents

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Publication number
EP4141355A1
EP4141355A1 EP22191838.6A EP22191838A EP4141355A1 EP 4141355 A1 EP4141355 A1 EP 4141355A1 EP 22191838 A EP22191838 A EP 22191838A EP 4141355 A1 EP4141355 A1 EP 4141355A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
refrigerant
expansion unit
porous body
refrigerant line
filter drier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22191838.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jascha Ruebeling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Original Assignee
Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102021128680.8A external-priority patent/DE102021128680A1/de
Application filed by Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH filed Critical Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Publication of EP4141355A1 publication Critical patent/EP4141355A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/003—Filters

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator and/or freezer with a refrigerant circuit which includes a refrigerant line and in which a condenser and an evaporator located downstream of the condenser are arranged, with at least one expansion unit being arranged upstream of the evaporator, in which the refrigerant flows through is relaxed.
  • Conventional refrigerant circuits of known refrigerators and freezers include a condenser, an evaporator and an expansion unit in the form of a capillary arranged between the condenser and the evaporator. After flowing through the evaporator, the refrigerant reaches the compressor, where it is compressed and conveyed back to the condenser by the compressor.
  • the refrigerant is expanded over a length of several meters from the high to the low pressure of the system and thus from the liquid to the two-phase area of the refrigerant.
  • This capillary which extends several meters and extends downstream from the condenser and upstream from the evaporator, can be thermally exchanged with the suction line of the compressor using an internal heat exchanger, resulting in better cooling capacity of the compressor.
  • a filter drier is arranged upstream of the capillary to dehumidify the refrigerant and filter out foreign particles that could clog the capillary arranged downstream.
  • an expansion unit is used, the special feature of which is that the refrigerant expands over a distance of a few millimeters from high to low pressure, so that extensive adjustments to the previous structure of a refrigerator and / or freezer are required.
  • a porous or an electronic expansion element is used.
  • the invention therefore relates to a refrigerator and/or freezer with a refrigerant circuit, the refrigerant circuit having a refrigerant line for conducting a refrigerant, a compressor for compressing the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant, a filter drier for filtering and dehumidifying the refrigerant, an expansion unit for expanding the refrigerant, and an evaporator for evaporating the refrigerant.
  • the invention is characterized in that the filter dryer and the Expansion unit directly adjacent to each other, with the filter drier being located upstream of the expansion unit.
  • the filter drier is arranged directly in front of the expansion unit, which simplifies the production of the coolant circuit.
  • the filter drier can be preassembled on the expansion unit before the two assembled components are installed in the coolant circuit, in particular in the interior of the coolant line.
  • the two installation steps one installation step for the filter drier and another for connecting the expansion unit
  • the two installation steps that are common in the prior art become just one common installation step.
  • the filter drier is fully integrated into the refrigerant line, preferably in such a way that the filter drier is surrounded by the refrigerant line.
  • the filter drier is inserted or installed inside the refrigerant line such as a refrigerant line pipe.
  • the refrigerant line such as a refrigerant line pipe.
  • the filter drier has the external shape of a rod and can be pushed into the interior of the refrigerant line.
  • the configuration of the filter drier in the form of a rod is particularly advantageous, since it can then be pushed into a tubular refrigerant line.
  • the expansion unit is arranged in the interior of the refrigerant line and is preferably used to fix the filter drier. If the expansion unit is also designed to be inserted or installed inside the refrigerant line, this circumstance can be used to fix the filter drier in the refrigerant line. For example, if the filter drier strikes a stop on the refrigerant line (for example a collar of the refrigerant line that protrudes radially inwards), the filter drier can be fixed at the other end with the aid of the expansion unit. It is therefore possible that after the expansion unit has come into contact with the filter drier, attachment of the expansion unit to the refrigerant line also ensures that the filter drier is fixed.
  • the filter drier is introduced into the refrigerant line by a ball bed, with a fixing insert for fixing the ball bed being preferably provided in the refrigerant line on the side of the filter drier facing away from the expansion unit.
  • the fixing insert is fixed in the refrigerant line at least on one side, for example by an inwardly extending groove in the refrigerant line.
  • a pebble bed is a preferred form for implementing the filter drier, as this is particularly easy to produce and can be introduced into the refrigerant circuit in a simple manner.
  • a fixing insert for example in the form of a grid, whose grid spacing does not allow balls in the pebble bed to pass through, should be provided.
  • the fixing insert alone cannot ensure a fixed position of the bed of balls in the refrigerant line.
  • the expansion unit is used after introducing the pebble bed to the pebble bed between the fixing insert and the expansion unit.
  • the expansion unit is realized by a porous body
  • the porous body like the fixing insert at the other end of the bed, serves to hold the balls of the ball bed at a predetermined location along the refrigerant line. No soldering is required to create the filter drier, since after the insertion of the fixing insert, all that is necessary is to take the pebble bed into the refrigerant line and fix it by inserting the expansion unit into the interior of the refrigerant line. It can of course be provided that there is a further fastening step for fastening the expansion unit, although this is optional. It is also conceivable that the expansion unit, for example a porous body, is slightly oversized compared to the inside diameter of the refrigerant line, so that pressing in the porous body already ensures adequate attachment in the refrigerant line.
  • the expansion unit is arranged in the refrigerant line in such a way that a ball bed arranged between the fixing insert and the expansion unit is clamped in place in the refrigerant line.
  • the filter drier can therefore be prevented in a simple manner from slipping when the refrigerator and/or freezer is being transported.
  • the expansion unit is designed to perform a quasi-punctiform expansion of the refrigerant from high to low pressure over a length of less than 5 cm, preferably less than 3 cm and preferably less than 1 cm to perform, wherein the expansion unit is preferably an electronic expansion valve, a porous expansion element, which comprises or consists of a porous body, a thermostatic expansion valve or an orifice tube.
  • the expansion unit is or includes a porous body permeable to refrigerant, the porous body acting as an expansion unit preferably being arranged inside the refrigerant line.
  • the refrigerant circuit also includes an internal heat exchanger for heat exchange between a high-pressure side and a suction line of the refrigerant circuit.
  • the filter drier and the expansion unit are arranged downstream of the internal heat exchanger and upstream of the evaporator, preferably with the expansion unit being arranged in the inlet area of the evaporator, in particular directly at the inlet of the evaporator.
  • the arrangement position between the internal heat exchanger and the evaporator ensures a particularly low noise level when the refrigerant expands through the expansion unit.
  • the filter drier or the refrigerant line has a socket for evacuating the coolant circuit at the level of the filter drier.
  • the nozzle can be used to quickly evacuate the high-pressure side of the refrigerant circuit during the manufacturing process. This so-called “two-sided evacuation” can lead to speed advantages in the context of routine tests to be carried out in the course of production, since the evacuation takes place at two points.
  • the expansion unit is pressed into the refrigerant line, preferably a pipe, with the expansion unit designed as a porous body and the refrigerant line preferably having a cylindrical shape, the porous body having a cylindrical shape and the Refrigerant line has a conical shape or the porous body as well as the refrigerant line have a conical shape.
  • the porous body has a slight oversize.
  • the porous body has an insertion or centering bevel in order to simplify pressing the porous body into the refrigerant pipe.
  • the porous body can be rounded off at one of its ends or provided with a chamfer on the edge area.
  • the porous body has a cylindrical shape and the tube has a conical shape, the porous body centers itself due to the conical tube shape.
  • the above configurations of the porous body and the refrigerant tube occur, for example, in the connecting tube between the inner heat exchanger outlet and the evaporator inlet on, in which the connecting tube slowly expands its cross-section.
  • porous body has a conical shape just like the refrigerant tube, this has the advantage over the configurations discussed above that a more uniform surface pressure occurs on the radial lateral surface of the porous body.
  • the refrigerant line is pressed onto the expansion unit, with the expansion unit designed as a porous body and the refrigerant line, e.g. in the form of a tube, preferably having a cylindrical shape, the porous body in a support sleeve is arranged, the length of which exceeds that of the porous body and is pressed in the region of the excess length to a support sleeve enclosing wall of the pipe from the inside or the porous body has a thread on one of its outer peripheral surfaces, which with can be brought into connection with a corresponding mating thread arranged on the inner circumference of the coolant line.
  • the porous expansion unit can be inserted into the pipe with sufficient play so that the pipe touches the porous body from the outside is pressed and connected to it in a form-fitting manner.
  • the expansion unit designed as a porous body has an essentially cylindrical shape, has a thread on its outer peripheral surface and has a notch on one of its two end faces for screwing in the porous body.
  • the refrigerant circuit is designed in such a way that the refrigerant is compressed by a compressor, then flows through a condenser before it is passed through the expansion element and then, after flowing through the evaporator, back to the suction side of the compressor is guided.
  • a refrigerant line 2 connects a compressor 3, a condenser 4 and an evaporator 7.
  • the evaporator 7 then leads the refrigerant to the suction side of the compressor 3.
  • An expansion unit 6 (in the present case a capillary) is also provided between the condenser 4 and the evaporator 7.
  • a filter drier 8 is arranged between the condenser 4 and the capillary 6 , which is used to dehumidify the refrigerant and to filter out particles that could lead to a blockage of the subsequent capillary 6 .
  • the in 1 illustrated filter drier 8 to a component that must be soldered between two ends of the coolant line 2.
  • FIG. 2 shows a refrigerant circuit 1 according to the invention, in which a refrigerant line 2 connects a compressor 3, a condenser 4 and an evaporator 7.
  • the evaporator 7 then leads the refrigerant to the suction side of the compressor 3.
  • an internal heat exchanger 5 can be provided, in which a part of the refrigerant line 2 (i.e. the suction line) downstream from the evaporator 7 is in a heat-exchanging connection with the high-pressure side.
  • the arrangement of the expansion unit 6, which according to the invention can be formed by a porous body or an electronic expansion element, among other things, can advantageously be provided between the condenser 4 and the evaporator 7 downstream of the internal heat exchanger 5.
  • the arrangement position of the expansion element downstream of the internal heat exchanger results in a particularly low noise level when the refrigerant expands.
  • the filter drier 8 is arranged upstream of the expansion unit 6 and is located directly in front of the expansion unit 8 .
  • the arrangement of the filter dryer 8 directly upstream of the expansion unit 6 results in advantages with regard to the production of the coolant circuit 1.
  • FIG. 3 shows a first embodiment for the implementation of the filter drier 8, which is arranged immediately upstream of the expansion unit 6, viewed in the direction of flow of the refrigerant.
  • the illustration also shows that both the filter drier 8 and the expansion unit 6 are integrated into the interior of the refrigerant line 2 .
  • the refrigerant line 2 can have a tubular shape, so that an approximately cylindrical shape of the filter drier 8 as well as the expansion unit 6 is appropriate.
  • a solder joint can be saved compared to the system known from the prior art with a conventional filter dryer.
  • the process of arranging these two components can be carried out more quickly and without expensive equipment.
  • the filter drier 8 or the coolant line 2 may have a socket in the area where the filter drier 8 is accommodated, in order to enable two-sided evacuation of the coolant circuit 1 .
  • the area downstream of an internal heat exchanger 5 that can be provided as an option up to the inlet of the evaporator 7 has proven to be a particularly advantageous arrangement position in the refrigerant circuit 1 . Arranging the expansion unit 6 in this area results in a particularly low noise level when the refrigerant expands from high to low pressure
  • the filter drier 8 is realized by a bed of balls, which is held between a fixing insert 9 and the expansion unit 6 .
  • the fixing insert 9 can have a plate-like basic shape, which is embodied by several struts that are connected to one another.
  • the struts of the fixing insert 9 form openings through which a ball of the ball bed 8 cannot pass.
  • the fixing insert 9 blocks the ball bed 8 so that the bed 8 can be arranged at a defined location inside the refrigerant line 1 (for example a refrigerant line pipe).
  • the expansion unit 6 which can be embodied by a porous body, for example, is pushed into the interior of the refrigerant line 2 and locked with the refrigerant line 2 .
  • a bed of balls 8 can be clamped between these two components, so that the filter drier, which is in the form of a bed of balls, remains at the intended location in the coolant line 2 even when a refrigerator and/or freezer according to the invention is being transported.
  • the porous body itself can assume the filter function, so that the filter drier 8 then only has to assume the task of drying the refrigerant. If, on the other hand, an electronic expansion valve is used as the expansion unit 6, the filter dryer 8 must also take over the filter function, so that a corresponding granularity should be selected for the pebble bed or an additional filter should be provided.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Kältemittelkreislauf, wobei der Kältemittelkreislauf eine Kältemittelleitung zum Führen eines Kältemittels, einen Verdichter zum Verdichten des Kältemittels, einen Verflüssiger zum Verflüssigen des Kältemittels, einen Filtertrockner zum Filtern und/oder Entfeuchten des Kältemittels, eine Expansionseinheit zum Entspannen des Kältemittels, und einen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels umfasst. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Filtertrockner und die Expansionseinheit direkt aneinander angrenzen, wobei der Filtertrockner stromaufwärts zur Expansionseinheit angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Kältemittelkreislauf, der eine Kältemittelleitung umfasst und in dem ein Verflüssiger und ein stromabwärts des Verflüssigers befindlicher Verdampfer angeordnet ist, wobei stromaufwärts des Verdampfers zumindest eine Expansionseinheit angeordnet ist, in der das Kältemittel bei Durchströmung entspannt wird.
  • Herkömmliche Kältemittelkreisläufe bekannter Kühl- bzw. Gefriergeräte umfassen einen Verflüssiger, einen Verdampfer sowie eine zwischen Verflüssiger und Verdampfer angeordnete Expansionseinheit in Form einer Kapillare. Nach dem Durchströmen des Verdampfers gelangt das Kältemittel zum Kompressor, wird dort verdichtet und mittels des Kompressors wieder in den Verflüssiger gefördert.
  • Entlang der Kapillare wird das Kältemittel über eine Länge von mehreren Metern vom Hoch- auf den Niederdruck des Systems und damit vom Flüssigkeits- in das Zweiphasengebiet des Kältemittels entspannt.
  • Über diese sich mehrere Meter erstreckende Kapillare, die sich stromabwärts des Verflüssigers und stromaufwärts des Verdampfers erstreckt, kann mithilfe eines inneren Wärmeübertragers ein thermischer Austausch mit der Saugleitung des Verdichters erfolgen, sodass es zu einer besseren Kälteleistung des Verdichters kommt.
  • Darüber hinaus ist bei herkömmlichen Kühlmittelkreisläufen ein Filtertrockner stromaufwärts der Kapillare angeordnet, um das Kältemittel zu Entfeuchten und Fremdpartikel, die zu einer Verstopfung der stromabwärts angeordneten Kapillare führen könnten, herauszufiltern.
  • Darüber hinaus hat sich in letzter Zeit auch herausgestellt, dass es für den Kältemittelkreislauf von Vorteil sein kann, wenn anstelle einer Kapillare eine Expansionseinheit Verwendung findet, dessen Besonderheit ist, dass die Entspannung des Kältemittels auf einer Strecke von wenigen Millimetern von Hochauf Niederdruck erfolgt, sodass umfangreiche Anpassungen an dem bisherigen Aufbau eines Kühl- und/oder Gefriergeräts erforderlich sind. Zum Einsatz kommt dabei beispielsweise ein poröses oder ein elektronisches Expansionselement.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung einen neuartigen Filtertrockner vorzusehen, der insbesondere in Verbindung mit einem quasi punktförmigen Expansionselement auf ressourcenschonende Art und Weise in den Kühlmittelkreislauf integrierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass der stromaufwärts zur Expansionseinheit angeordnete Filtertrockner und die Expansionseinheit direkt aneinander angrenzen.
  • Die Erfindung betrifft demnach ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Kältemittelkreislauf, wobei der Kältemittelkreislauf eine Kältemittelleitung zum Führen eines Kältemittels, einen Verdichter zum Verdichten des Kältemittels, einen Verflüssiger zum Verflüssigen des Kältemittels, einen Filtertrockner zum Filtern und Entfeuchten des Kältemittels, eine Expansionseinheit zum Entspannen des Kältemittels, und einen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels umfasst. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Filtertrockner und die Expansionseinheit direkt aneinander angrenzen, wobei der Filtertrockner stromaufwärts zur Expansionseinheit angeordnet ist.
  • Gegenüber dem Stand der Technik ist dabei neu, dass der Filtertrockner unmittelbar vor der Expansionseinheit angeordnet ist, wodurch sich Vereinfachungen beim Herstellen des Kühlmittelkreislaufs ergeben.
  • So kann durch das direkte Angrenzen des Filtertrockners an die Expansionseinheit beispielsweise eine Vormontage des Filtertrockners an der Expansionseinheit erfolgen, bevor die beiden zusammenmontierten Bauteile in den Kühlmittelkreislauf, insbesondere in das Innere der Kühlmittelleitung installiert werden. So wird aus dem aus dem Stand der Technik üblichen zwei Installationsschritten (ein Installationsschritt für den Filtertrockner und ein weiterer für das Anbinden der Expansionseinheit) lediglich ein gemeinsamer Installationsschritt.
  • Nach einer optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Filtertrockner vollständig in die Kältemittelleitung integriert ist, vorzugsweise derart, dass der Filtertrockner von der Kältemittelleitung umgeben ist.
  • Nach dieser Modifikation wird der Filtertrockner in das Innere der Kältemittelleitung, beispielsweise ein Kältemittelleitungsrohr, eingeschoben oder dort installiert. Vorteilhaft hieran ist, dass es für das Installieren des Filtertrockners keinen separaten Lötvorgang mehr benötigt, was zu einer effizienteren Montage des Kühlmittelkreislaufs bzw. des Kühl- und/oder Gefriergeräts führt. Herkömmlicherweise war es nämlich üblich, den Filtertrockner an seinen beiden Enden jeweils mit der Kältemittelleitung zu verlöten.
  • Nach einer weiteren Fortbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Filtertrockner die Außenform eines Stabs aufweist und in das Innere der Kältemittelleitung einschiebbar ist. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des Filtertrockners in einer Stabform, da dann ein Einschieben in eine rohrförmige Kältemittelleitung möglich ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Expansionseinheit in dem Inneren der Kältemittelleitung angeordnet ist und vorzugsweise dazu dient, den Filtertrockner zu fixieren. Ist auch die Expansionseinheit dazu ausgelegt, in das Innere der Kältemittelleitung eingeschoben bzw. dort installiert zu werden, kann dieser Umstand dazu genutzt werden, den Filtertrockner in der Kältemittelleitung zu fixieren. Schlägt der Filtertrockner beispielsweise an einem Anschlag der Kältemittelleitung an (beispielsweise ein radial nach innen abstehender Kragen der Kältemittelleitung), so kann eine Fixierung des Filtertrockners an dem anderen Ende mithilfe der Expansionseinheit erfolgen. Es ist daher möglich, dass nach einem Kontaktieren der Expansionseinheit mit dem Filtertrockner, eine Befestigung der Expansionseinheit an der Kältemittelleitung auch für eine Fixierung des Filtertrockners sorgt.
  • Nach einer weiteren optionalen Fortbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Filtertrockner durch eine Kugelschüttung in die Kältemittelleitung eingebracht ist, wobei vorzugsweise ein Fixiereinsatz zum Fixieren der Kugelschüttung an der zur Expansionseinheit abgewandten Seite des Filtertrockners in der Kältemittelleitung vorgesehen ist.
  • Der Fixiereinsatz ist in der Kältemittelleitung mindestens zu einer Seite hin fixiert, beispielsweise durch eine sich nach innen erstreckende Nut der Kältemittelleitung.
  • Eine Kugelschüttung ist eine bevorzugte Form zur Umsetzung des Filtertrockners, da diese besonders leicht zu erzeugen ist und auf einfache Art und Weise in den Kältemittelkreislauf eingebracht werden kann. Um zu verhindern, dass die Kugelschüttung sich im Inneren der Kältemittelleitung bewegt, ist ein Fixiereinsatz, beispielsweise in Form eines Gitters, deren Gitterabstände ein Durchtreten von Kugeln der Kugelschüttung nicht zulassen, vorzusehen. Das Anordnen des Fixiereinsatzes allein kann jedoch noch nicht für eine feste Position der Kugelschüttung in der Kältemittelleitung sorgen. Hierfür wird nach dem Einbringen der Kugelschüttung die Expansionseinheit genutzt, um die Kugelschüttung zwischen dem Fixiereinsatz und der Expansionseinheit zu fixieren. Ist beispielsweise die Expansionseinheit durch einen porösen Körper verwirklicht, dient der poröse Körper, genau wie der Fixiereinsatz am anderen Ende der Schüttung, dazu, die Kugeln der Kugelschüttung an einem vorbestimmten Ort entlang der Kältemittelleitung zu halten. So ist zum Erzeugen des Filtertrockners kein Löten erforderlich, da nach dem Einbringen des Fixiereinsatzes lediglich das Aufnehmen der Kugelschüttung in die Kältemittelleitung und das Fixieren durch das Einsetzen der Expansionseinheit in das Innere der Kältemittelleitung notwendig ist. Selbst verständlich kann dabei vorgesehen sein, dass es zum Befestigen der Expansionseinheit einen weiteren Befestigungsschritt gibt, wobei dieser jedoch optional ist. Es ist ebenso vorstellbar, dass die Expansionseinheit, beispielsweise ein poröser Körper, ein geringes Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser der Kältemittelleitung aufweist, sodass bereits das Eindrücken des porösen Körpers für eine ausreichende Befestigung in der Kältemittelleitung sorgt.
  • Demnach kann also nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Expansionseinheit in der Kältemittelleitung so angeordnet ist, dass eine zwischen dem Fixiereinsatz und der Expansionseinheit angeordnete Kugelschüttung ortsfest in der Kältemittelleitung geklemmt ist. Ein Verrutschen des Filtertrockners bei einem Transport des Kühl- und/oder Gefriergeräts kann demnach auf einfache Art und Weise verhindert werden.
  • Nach einer weiteren optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Expansionseinheit dazu ausgelegt ist, eine quasi punktförmige Expansion des Kältemittels von Hoch- auf Niederdruck über eine Länge von weniger als 5 cm, vorzugsweise weniger als 3 cm und bevorzugterweise weniger als 1 cm durchzuführen, wobei die Expansionseinheit vorzugsweise ein elektronisches Expansionsventil, ein poröses Expansionselement, welches einen porösen Körper umfasst oder aus diesem besteht, ein thermostatisches Expansionsventil oder ein Orifice Tube ist.
  • Ferner kann nach einer von der Erfindung umfassten Variante vorgesehen sein, dass die Expansionseinheit ein für Kältemittel durchlässiger poröser Körper ist oder einen solchen umfasst, wobei vorzugsweise der als Expansionseinheit wirkende poröse Körper im Inneren der Kältemittelleitung angeordnet ist.
  • Nach einer weiteren optionalen Modifikation der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Kältemittelkreislauf ferner einen inneren Wärmeübertrager zum Wärmeaustausch zwischen einer Hochdruckseite und einer Saugleitung des Kältemittelkreislaufs umfasst.
  • Ferner kann dabei vorgesehen sein, dass der Filtertrockner und die Expansionseinheit stromabwärts des inneren Wärmeübertragers und stromaufwärts des Verdampfers angeordnet sind, vorzugsweise wobei die Expansionseinheit im Eingangsbereich des Verdampfers, insbesondere direkt am Eingang des Verdampfers, angeordnet ist. Die Anordnungsposition zwischen dem inneren Wärmeübertrager und dem Verdampfer sorgt für eine besonders geringe Geräuschentwicklung beim Expandieren des Kältemittels durch die Expansionseinheit.
  • Nach einer weiteren optionalen Modifikation der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Filtertrockner oder die Kältemittelleitung auf Höhe des Filtertrockners einen Stutzen zum Evakuieren des Kühlmittelkreislaufs aufweist. Der Stutzen kann dazu dienen, die Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufs während dem Herstellungsverfahren schnell zu evakuieren. Dieses sogenannte "zweiseitige Evakuieren" kann im Rahmen von routinemäßig zu erfolgenden Prüfungen im Zuge der Herstellung zu Geschwindigkeitsvorteilen führen, da die Evakuierung an zwei Punkten erfolgt.
  • Nach der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass die Expansionseinheit in die Kältemittelleitung, vorzugsweise ein Rohr, eingepresst ist, wobei vorzugsweise die als poröser Körper ausgebildete Expansionseinheit wie auch die Kältemittelleitung eine zylindrische Form aufweisen, der poröse Körper eine zylindrische Form und die Kältemittelleitung eine konische Form aufweist oder der poröse Körper wie auch die Kältemittelleitung eine konische Form aufweisen.
  • Wenn die Kältemittelrohrleitung genau wie auch das poröse Medium bzw. der poröse Körper selbst eine zylindrische Form aufweist ist es von Vorteil für einen dichtenden Einpressvorgang, wenn der poröse Körper ein geringes Übermaß aufweist. Um den Einpressvorgang zu erleichtern, kann es ferner von Vorteil sein, wenn der poröse Körper eine Einführ- bzw. Zentrierschräge besitzt, um das Einpressen des porösen Körpers in die Kältemittelrohrleitung zu vereinfachen. Beispielsweise kann der poröse Körper an einem seiner Enden abgerundet oder mit einer Fase am Kantenbereich versehen sein.
  • Wenn der poröse Körper eine zylindrische Form und das Rohr eine konische Form aufweist, zentriert sich der poröse Körper aufgrund der konischen Rohrform von selbst. Die vorstehenden Ausgestaltungen von dem porösen Körper wie auch dem Kältemittelrohr tritt beispielsweise in dem Verbindungsrohr zwischen den inneren Wärmeübertrageraustritt und dem Verdampfereintritt auf, bei dem das Verbindungsrohr seinen Querschnitt langsam aufweitet.
  • Wenn der poröse Körper genau wie das Kältemittelrohr eine konische Form aufweist, hat dies gegenüber den vorstehend diskutierten Ausgestaltungen den Vorteil, dass auf der radialen Mantelfläche des porösen Körpers eine gleichförmigere Flächenpressung auftritt.
  • Nach einer weiteren optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kältemittelleitung auf die Expansionseinheit gepresst ist, wobei vorzugsweise die als poröser Körper ausgebildete Expansionseinheit wie auch die Kältemittelleitung, bspw. in Form eines Rohrs, eine zylindrische Form aufweisen, der poröse Körper in einer Stützhülse angeordnet ist, deren Länge diejenige des porösen Körpers übersteigt und im Bereich der überschießenden Länge an eine die Stützhülse umschließenden Wand des Rohrs von innen angepresst ist oder der poröse Körper an einer seiner Außenumfangsflächen ein Gewinde aufweist, das mit einem entsprechenden an Innenumfang der Kühlmittelleitung angeordneten Gegengewinde in Verbindung bringbar ist.
  • Wenn also das Kältemittelleitungsrohr auf die Expansionseinheit gepresst ist und die Expansionseinheit, beispielsweise in Form eines porösen Körpers, genau wie das Rohr zylindrisch ausgeformt ist, kann die poröse Expansionseinheit mit ausreichend Spiel in das Rohr eingelegt werden, sodass das Rohr von außen an den porösen Körper angepresst und mit diesem formschlüssig verbunden ist.
  • Demnach kann nach der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die als poröser Körper ausgebildete Expansionseinheit eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, an seiner Außenumfangsfläche ein Gewinde besitzt und an einer seiner beiden Stirnseiten eine Kerbe zum Einschrauben des porösen Körpers aufweist.
  • Nach einer weiteren optionalen Fortbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Kältemittelkreislauf so ausgestaltet ist, dass das Kältemittel von einem Verdichter verdichtet wird, danach durch einen Verflüssiger strömt, bevor es durch das Expansionselement geführt und anschließend nach einem Durchströmen des Verdampfers zurück zur Saugseite des Verdichters geführt wird.
  • An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe "ein" und "eine" nicht zwingend auf genau eines der Elemente verweisen, wenngleich dies eine mögliche Ausführung darstellt, sondern auch eine Mehrzahl der Elemente bezeichnen können. Ebenso schließt die Verwendung des Plurals auch das Vorhandensein des fraglichen Elementes in der Einzahl ein und umgekehrt umfasst der Singular auch mehrere der fraglichen Elemente.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Kältem ittelkreislaufs,
    Fig. 2:
    eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kältem ittelkreislaufs,
    Fig. 3:
    eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung von Filtertrockner und Expansionseinheit, und
    Fig. 4:
    eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung von Filtertrockner und Expansionseinheit.
  • Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Kältemittelkreislauf 1, bei dem eine Kältemittelleitung 2 einen Verdichter 3, einen Verflüssiger 4 und einen Verdampfer 7 verbindet. Der Verdampfer 7 führt das Kältemittel dann an die Saugseite des Verdichters 3. Zwischen dem Verflüssiger 4 und dem Verdampfer 7 ist zudem eine Expansionseinheit 6 (im vorliegenden Fall eine Kapillare) vorgesehen. Darüber hinaus gibt es einen inneren Wärmeübertrager 5, bei dem ein vom Verdampfer 7 stromabwärtiger Teil der Kältemittelleitung 2 (also der Saugleitung) mit der Hochdruckseite in einer wärmetauschenden Verbindung steht.
  • Die Vorteile einer solchen inneren Wärmeübertragung liegen in einer dadurch erreichbaren verbesserten Kälteleistung des Verdampfers.
  • Zudem ist zwischen dem Verflüssiger 4 und der Kapillare 6 ein Filtertrockner 8 angeordnet, der dazu dient, das Kältemittel zu Entfeuchten und Partikel herauszufiltern, die zu einer Verstopfung der anschließenden Kapillare 6 führen könnten.
  • Herkömmlicherweise handelt es sich bei dem in Fig. 1 dargestellten Filtertrockner 8 um ein Bauteil, das zwischen zwei Enden der Kühlmittelleitung 2 verlötet werden muss.
  • Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Kältemittelkreislauf 1, bei dem eine Kältemittelleitung 2 einen Verdichter 3, einen Verflüssiger 4 und einen Verdampfer 7 verbindet. Der Verdampfer 7 führt das Kältemittel dann an die Saugseite des Verdichters 3. Darüber hinaus kann ein innerer Wärmeübertrager 5 vorgesehen sein, bei dem ein vom Verdampfer 7 stromabwärtiger Teil der Kältemittelleitung 2 (also der Saugleitung) mit der Hochdruckseite in einer wärmetauschenden Verbindung steht.
  • Die Anordnung der Expansionseinheit 6, die nach der Erfindung unter anderem durch einen porösen Körper oder ein elektronisches Expansionselement gebildet sein kann, kann dabei vorteilhafterweise zwischen Verflüssiger 4 und Verdampfer 7 stromabwärts des inneren Wärmeübertragers 5 vorgesehen sein. Durch die Anordnungsposition des Expansionselements stromabwärts des inneren Wärmeübertragers entsteht ein besonders geringes Geräuschniveau beim Expandieren des Kältemittels.
  • Nach der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass der Filtertrockner 8 stromaufwärts zur Expansionseinheit 6 angeordnet ist und unmittelbar der Expansionseinheit 8 vorgelagert ist. Durch die unmittelbar vorgelagerte Anordnung des Filtertrockners 8 vor der Expansionseinheit 6 ergeben sich Vorteile in Bezug auf die Herstellung des Kühlmittelkreislaufs 1.
  • Fig. 3 zeigt dabei eine erste Ausführungsform zur Umsetzung des Filtertrockners 8, wobei dieser in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen unmittelbar stromaufwärts der Expansionseinheit 6 angeordnet ist. Darüber hinaus erkennt man in der Darstellung, dass sowohl der Filtertrockner 8 wie auch die Expansionseinheit 6 in das Innere der Kältemittelleitung 2 integriert sind. Die Kältemittelleitung 2 kann dabei eine Rohrform aufweisen, sodass sich eine etwa zylindrische Form des Filtertrockners 8 wie auch der Expansionseinheit 6 anbietet. Durch die Integration kann gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten System mit einem herkömmlichen Filtertrockner eine Lötstelle eingespart werden. Schließlich ist es nach der Erfindung nicht mehr erforderlich, den Filtertrockner 8 an ein Ende der Kühlmittelleitung 2 anzulöten. Durch das Einschieben des Filtertrockners 8 und der Expansionseinheit 6 ist der Vorgang des Anordnens dieser beiden Bauteile zudem schneller und ohne teure Gerätschaften zu verwirklichen.
  • Abweichend zu der Darstellung in Fig. 3 ist es aber nach der Erfindung auch möglich, dass der Filtertrockner 8 bzw. die Kühlmittelleitung 2 im Bereich der Aufnahme des Filtertrockners 8 einen Stutzen aufweist, um ein zweiseitiges Evakuieren des Kältemittelkreislaufs 1 zu ermöglichen.
  • Als besonders vorteilhafte Anordnungsposition in dem Kältemittelkreislauf 1 hat sich dabei der Bereich stromabwärts eines optional vorsehbaren inneren Wärmeübertragers 5 bis hin zum Eingang des Verdampfers 7 hervorgetan. Ordnet man die Expansionseinheit 6 in diesem Bereich an, so ergibt sich ein besonders geringes Geräuschniveau beim Expandieren des Kältemittels von Hoch- auf Niederdruck
  • Fig. 4 zeigt dabei eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Idee. Dabei ist der Filtertrockner 8 durch eine Kugelschüttung verwirklicht, die zwischen einem Fixiereinsatz 9 und der Expansionseinheit 6 gehalten ist. Der Fixiereinsatz 9 kann dabei eine plattenartige Grundform aufweisen die durch mehrere miteinander in Verbindung stehende Streben verkörpert ist. Die Streben des Fixiereinsatzes 9 bilden dabei Öffnungen, durch welche eine Kugel der Kugelschüttung 8 nicht hindurchtreten kann. Dadurch blockiert der Fixiereinsatz 9 die Kugelschüttung 8, sodass die Schüttung 8 an einem definierten Ort im Inneren der Kältemittelleitung 1 (beispielsweise einem Kältemittelleitungsrohr) angeordnet werden kann. Um nun auch die dem Fixiereinsatz 9 abgewandte Seite der Kugelschüttung 8 festzulegen, wird die Expansionseinheit 6, die beispielsweise durch einen porösen Körper ausgeführt sein kann, in das Innere der Kältemittelleitung 2 eingeschoben und mit der Kältemittelleitung 2 arretiert. Durch den (mindestens zu einer Seite der Kühlmittelleitung hin) ortsfest gegenüber der Kältemittelleitung 2 angeordneten Fixiereinsatz 9 und die ebenfalls (mindestens zu einer Seite der Kühlmittelleitung hin) ortsfest gegenüber der Kältemittelleitung 2 angeordnete Expansionseinheit 6 kann zwischen diesen beiden Bauteilen eine Kugelschüttung 8 geklemmt werden, sodass auch bei einem Transport eines erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergeräts der in Form der Kugelschüttung vorhandene Filtertrockner an dem dafür vorgesehenen Ort in der Kühlmittelleitung 2 bleibt.
  • Verwendet man für die Expansionseinheit 6 einen porösen Körper, so kann der poröse Körper selbst die Filterfunktion übernehmen, sodass der Filtertrockner 8 dann lediglich das Trocknen des Kältemittels übernehmen muss. Verwendet man hingegen als Expansionseinheit 6 ein elektronisches Expansionsventil muss der Filtertrockner 8 darüber hinaus auch die Filterfunktion übernehmen, sodass eine entsprechende Granularität bei der Kugelschüttung gewählt werden sollte oder ein zusätzlicher Filter vorzusehen ist.

Claims (15)

  1. Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Kältemittelkreislauf, wobei der Kältemittelkreislauf umfasst:
    eine Kältemittelleitung zum Führen eines Kältemittels,
    einen Verdichter zum Verdichten des Kältemittels,
    einen Verflüssiger zum Verflüssigen des Kältemittels,
    einen Filtertrockner zum Filtern und/oder Entfeuchten des Kältemittels,
    eine Expansionseinheit zum Entspannen des Kältemittels, und
    einen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Filtertrockner und die Expansionseinheit direkt aneinander angrenzen, wobei
    der Filtertrockner stromaufwärts zur Expansionseinheit angeordnet ist.
  2. Kühl- und/oder Gefriergerät nach dem vorhergehenden Anspruch 1, wobei der Filtertrockner vollständig in die Kältemittelleitung integriert ist, vorzugsweise derart, dass der Filtertrockner von der Kältemittelleitung umgeben ist.
  3. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filtertrockner die Außenform eines Stabs aufweist und in das Innere der Kältemittelleitung einschiebbar ist.
  4. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Expansionseinheit in dem Inneren der Kältemittelleitung angeordnet ist und dazu dient, den Filtertrockner zu fixieren.
  5. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filtertrockner durch eine Kugelschüttung in die Kältemittelleitung eingebracht ist, wobei vorzugsweise ein Fixiereinsatz zum Fixieren der Kugelschüttung an der zur Expansionseinheit abgewandten Seite des Filtertrockners in der Kältemittelleitung vorgesehen ist.
  6. Kühl- und/oder Gefriergerät nach dem vorhergehenden Anspruch 5, wobei die Expansionseinheit in der Kältemittelleitung so angeordnet ist, dass eine zwischen dem Fixiereinsatz und der Expansionseinheit angeordnete Kugelschüttung ortsfest in der Kältemittelleitung geklemmt ist.
  7. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Expansionseinheit dazu ausgelegt ist, eine quasi punktförmige Expansion des Kältemittels von Hoch- auf Niederdruck über eine Länge von weniger als 5 cm, vorzugsweise weniger als 3 cm und bevorzugterweise weniger als 1 cm durchzuführen, wobei die Expansionseinheit vorzugsweise ein elektronisches Expansionsventil, ein poröses Expansionselement, ein thermostatisches Expansionsventil oder ein Orifice Tube ist.
  8. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Expansionseinheit ein für Kältemittel durchlässiger poröser Körper ist oder einen solchen umfasst, wobei vorzugsweise der als Expansionseinheit wirkende poröse Körper im Inneren der Kältemittelleitung angeordnet ist.
  9. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kältemittelkreislauf ferner einen inneren Wärmeübertrager zum Wärmeaustausch zwischen einer Hochdruckseite und einer Saugleitung des Kältemittelkreislaufs umfasst.
  10. Kühl- und/oder Gefriergerät nach dem vorhergehenden Anspruch 9, wobei der Filtertrockner und die Expansionseinheit stromabwärts des inneren Wärmeübertragers und stromaufwärts des Verdampfers angeordnet sind, vorzugsweise wobei die Expansionseinheit im Eingangsbereich des Verdampfers, insbesondere direkt am Eingang des Verdampfers, angeordnet ist.
  11. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filtertrockner oder die Kältemittelleitung auf Höhe des Filtertrockners einen Stutzen zum Evakuieren des Kühlmittelkreislaufs aufweist.
  12. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Expansionseinheit in die Kältemittelleitung, vorzugsweise ein Rohr, eingepresst ist, wobei vorzugsweise die als poröser Körper ausgebildete Expansionseinheit wie auch die Kältemittelleitung eine zylindrische Form aufweisen, der poröse Körper eine zylindrische Form und die Kältemittelleitung eine konische Form aufweist oder der poröse Körper wie auch die Kältemittelleitung eine konische Form aufweisen.
  13. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kältemittelleitung auf die Expansionseinheit gepresst ist, wobei vorzugsweise der die als poröser Körper ausgebildete Expansionseinheit wie auch die Kältemittelleitung eine zylindrische Form aufweisen, der poröse Körper in einer Stützhülse angeordnet ist, deren Länge diejenige des poröse Körpers übersteigt und im Bereich der überschießenden Länge an eine die Stützhülse umschließenden Wand des Rohrs angepressten ist oder der poröse Körper an einer seiner Außenumfangsflächen direkt im porösen Körper selbst oder an einer den porösen Körper aufnehmenden Hülse ein Gewinde aufweist, das mit einem entsprechenden am Innenumfang des Rohrs angeordneten Gegengewinde in Verbindung bringbar ist.
  14. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die als poröser Körper ausgebildete Expansionseinheit eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, an seiner Außenumfangsfläche ein Gewinde besitzt und an einer seiner beiden Stirnseiten eine Kerbe zum Einschrauben des porösen Körpers aufweist.
  15. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kältemittelkreislauf so ausgestaltet ist, dass das Kältemittel von einem Verdichter verdichtet wird, danach durch einen Verflüssiger strömt, bevor es durch das Expansionselement geführt und anschließend nach einem Durchströmen des Verdampfers zurück zur Saugseite des Verdichters geführt wird.
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