WO2012140029A2 - Verdunstungsvorrichtung für ein kältegerät - Google Patents

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WO2012140029A2
WO2012140029A2 PCT/EP2012/056497 EP2012056497W WO2012140029A2 WO 2012140029 A2 WO2012140029 A2 WO 2012140029A2 EP 2012056497 W EP2012056497 W EP 2012056497W WO 2012140029 A2 WO2012140029 A2 WO 2012140029A2
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evaporation
compressor
heat
defrost water
heat source
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PCT/EP2012/056497
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Panagiotis Fotiadis
Hans Ihle
Sebastian Rau
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/14—Collecting or removing condensed and defrost water; Drip trays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2321/00—Details or arrangements for defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2321/14—Collecting condense or defrost water; Removing condense or defrost water
    • F25D2321/141—Removal by evaporation
    • F25D2321/1411—Removal by evaporation using compressor heat
    • 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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    • F25D2321/00—Details or arrangements for defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2321/14—Collecting condense or defrost water; Removing condense or defrost water
    • F25D2321/144—Collecting condense or defrost water; Removing condense or defrost water characterised by the construction of drip water collection pans
    • F25D2321/1442—Collecting condense or defrost water; Removing condense or defrost water characterised by the construction of drip water collection pans outside a refrigerator

Definitions

  • the invention relates to an evaporation device for the evaporation of defrost water of a refrigeration device, in particular a household refrigerator.
  • a refrigeration device in particular a household refrigerator.
  • Invention a refrigerator equipped with the evaporation device, in particular household refrigeration appliance.
  • refrigerators In the interior of refrigerators, such as refrigerators or
  • Freezers created by condensation of humidity on the walls or on the interior of the refrigerator cooling evaporator defrost water, which must be removed from the interior. This defrost water is in a
  • Evaporation tray e.g. is arranged outside the interior, collected and evaporated in the environment. At high humidity or strong cooling performance, there is a risk that the defrosting water collected in the evaporation tray does not evaporate quickly enough and the evaporation tray overflows.
  • the evaporation tray is often near the
  • Compressor of the refrigerant circuit of the refrigeration device arranged.
  • the compressor releases energy in the form of heat to the environment when compressing the refrigerant circulated in the refrigerant circuit. This heat can be used in the evaporation tray to heat the trapped defrost water and thus accelerate the evaporation.
  • Refrigeration appliances in particular household refrigerators such as refrigerators or freezers, increasingly have a lower energy consumption. This means that less and less waste heat is released for the evaporation of defrost water.
  • One solution to counteract this is to use large evaporation trays, a variety of
  • the object of the invention is to provide an evaporation device for the evaporation of
  • Defrost the defrost water of a refrigerator which allows the evaporation of defrost water in a particularly energy-saving and / or effective manner. This object is achieved by an evaporation device with the characteristics of
  • a refrigeration device having the evaporation device is the subject of
  • a refrigeration appliance is understood in particular to be a household refrigeration appliance, that is to say a refrigeration appliance used for household purposes or possibly even in the gastronomy sector, and in particular for storing food and / or beverages in household quantities at specific temperatures, such as, for example, a refrigerator, a freezer , a fridge freezer, a freezer or a wine storage cabinet.
  • An evaporation device for evaporating defrost water of a refrigeration device has a heat source with a heat conducting device and an evaporation tray with a receiving space for receiving the defrosting water.
  • the evaporation tray is arranged without contact with the heat source and the heat conducting device protrudes into the receiving space.
  • Heat source not only via radiation or convection to the defrost water, but via direct heat conduction by means of the heat conducting device in the
  • the evaporation tray is arranged without contact with the heat source and thus also with the heat conducting device, it can be avoided that a direct contact between the evaporation tray and the heat source or heat conducting device exerts mechanical stresses on the heat source or the heat conducting device during transport of the refrigeration device, thus causing damage ,
  • the heat conducting device has at least one projection for projecting into the receiving space.
  • the heat source simply on holding devices with a sufficiently large Distance above the evaporation tray can be arranged, and yet an arbitrarily large contact surface between defrost water and heat source can be generated.
  • thermal contact with defrosting water can also be produced in this way, which is not collected in an evaporation tray arranged below the heat source but in an evaporation tray arranged laterally or above the heat source.
  • the at least one projection is a bracket, in particular a metal bracket.
  • Metals generally have good thermal conductivity and are therefore preferably used as materials for forming the heat conducting device or the projection.
  • a bracket has the advantage that it can be retrofitted to the heat source with simple means.
  • the heat conducting device is connected to a
  • Wall arrangement of the heat source arranged or formed by them and more preferably, the projection is welded or glued to the wall assembly.
  • the wall arrangement has a wall thickness of several millimeters.
  • the wall assembly thereby forms a larger thermal mass, which provides uniform heat dissipation even with irregular operation of e.g. allows compressor used as a heat source.
  • the heat-conducting device is arched for arching into the receiving space.
  • the heat conducting device is arranged above the evaporation tray, because thus a particularly space-saving
  • Evaporator can be provided in which via the heat conducting device energy can be delivered to the defrost water.
  • the heat conducting device is formed by a housing of a compressor of a refrigeration device.
  • the compressors in refrigerant circuits of refrigerators such as household refrigerators such as refrigerators or freezers, give off heat to the environment while compressing the refrigerant. The way The resulting heat can be used directly to save energy for the evaporation of defrost water.
  • An additional heating device for the evaporation tray can be dispensed with.
  • the heat source is preferably the compressor of a refrigeration device.
  • a refrigerator in particular a domestic refrigerator such as a refrigerator or freezer or aissergefrierkombination, has a housing with at least one interior and one for cooling the at least one interior
  • the interior preferably forms either the freezer compartment or the cold room, or several internal spaces may also be present to form the refrigerator freezer combination.
  • the refrigerant circuit preferably has at least one of the following components:
  • Condenser, throttle and compressor are preferably arranged outside the at least one interior of the refrigerator, while the evaporator is preferably arranged in or on the at least one interior.
  • a refrigerant passes in the refrigerant circuit and is, first in the gaseous state, through the
  • Compressor adiabatic i. without heat exchange with the environment, compressed, which heats the refrigerant. This heat is released via the condenser to the environment, whereby the refrigerant condenses. For pressure reduction, it flows through a throttle, i. e.g. an expansion valve, and then into the evaporator, which is arranged in or on the interior of the refrigerator. It expands and evaporates and takes the necessary heat of vaporization from the at least one
  • such a refrigeration device has the described
  • Defrosting water contribute, but also a direct thermal contact between the compressor and the defrost water is produced.
  • the evaporation tray is designed for receiving defrosting water accumulating on the evaporator and / or on walls of the at least one interior. Especially at high humidity or high outside temperatures quickly condenses water on the walls or on the evaporator in at least one interior of the refrigerator, especially in the interior of a freezer.
  • Evaporation tray are provided to discharge this defrost water from the at least one interior. So a freezing of defrost water can be avoided.
  • FIG. 1 shows a refrigeration appliance for the household, here a refrigerated freezer combination with a refrigerant circuit shown schematically;
  • Fig. 2 shows a first embodiment of an evaporation device for
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the evaporation device for
  • FIG. 1 shows a refrigerator 10 in the form of adegefrierkombination 12 with a housing 13 which has a cooling compartment 14 and a freezer compartment 16, and with a
  • the cooling compartment 14 and the freezer compartment 16 are separate from each other interior spaces 20, 22 of the housing and each have a door 24 which separates the interiors 20, 22 from the environment 26 of the refrigerator 10.
  • the refrigerant circuit 18 of the refrigeration device 10 is shown in Fig. 1 only schematically to illustrate the operation. It has a condenser 28, a throttle 30, an evaporator 32 and a compressor 34. Of the
  • Refrigerant circuit 18 is closed and carries a refrigerant 36, which flows in the direction of the arrows.
  • the refrigerant 36 receives in the interior spaces 20, 22 of the refrigerator 10 energy in the form of heat and gives this heat in the outside of the
  • Refrigerating appliance 10 arranged part of the refrigerant circuit 18 to the environment 26 from. For this purpose, it is compressed in the compressor 34, condensed in the condenser 28, the snakes 38 to increase the surface, condensed from the gaseous state to the liquid state, and expanded via the throttle 30. As a result of the expansion, relaxing refrigerant 36 passes into the evaporator 32, with the refrigerant 36 changing into the gaseous state. For this evaporation, it requires energy that it extracts heat in the interior 20, 22. The shown in Fig. 1
  • Refrigerant circuit 18 has in each case one evaporator 32 per inner space 20, 22.
  • defrosting water 40 produced by cooling is discharged through lines 42 into the environment 26. It is collected in an evaporation tray 44 arranged outside the interior spaces 20, 22. That's where it evaporates
  • the waste heat of the compressor 34 is used, which thus forms a heat source 46.
  • the evaporation tray 44 thus forms, together with the compressor 34, an evaporation device 48 in order to evaporate the defrosting water 40.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of the evaporation device 48. It has the compressor 34 as a heat source 46 and the evaporation tray 44 arranged thereunder. The compressor 34 floats over a holding device 50 kept contactless over the evaporation device 48.
  • Fig. 2 shows a lower wall assembly 51 of a housing 52 of the compressor 34 to which a projection 56 is attached as a heat conducting device 58. The projection 56 protrudes into a receiving space 60 of the
  • Defrost water 40 (not shown here) is initiated. There is no direct contact between the evaporation tray 44 and the wall arrangement 51 of the compressor 34 or the projection 56, so that no damage to the compressor 34 can occur during transport. Furthermore, it is also avoided that vibrations from the compressor 34 are transferred to the evaporation tray 44 and elements in contact therewith, such as the engine room. Thus, the noise of the refrigerator 10 can be kept as low as possible.
  • the heat prevailing on the wall arrangement 51, which the compressor 34 generates when working is discharged to the standing in the receiving space 60 defrosting water 40.
  • this is so far heated or heated by the addition of energy that it evaporates or evaporates.
  • the compressor 34 also releases heat to the surface of the defrosting water 40 via radiation, as a result of which it is further heated or heated. Evaporation or vaporization of the defrost water 40 creates a convective current over the surface of the defrost water 40, constantly sending new dry air to the surface, which is then capable of absorbing further evaporating or evaporating defrost water 40.
  • the projection 56 is formed in the form shown by a bracket 62, which is made of metal and protrudes into the receiving space 60.
  • the bracket 62 is attached to the wall assembly 51 of the compressor 34 so that corrosion is largely avoided. This can be done either by the bracket 62 is glued and thereby the condensation of the already evaporated defrost water 40 at the Wall assembly 51 of the compressor 34 is prevented, or that the bracket 62 is welded to the wall assembly 51, wherein the welds (not shown here) are also heated by the waste heat of the compressor 34 and so a
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the evaporation device 48.
  • the housing 52 of the compressor 34 is again held above holding devices 50 above the evaporation tray 44.
  • the housing 52 has supply lines 64 for supplying refrigerant 36 and a discharge line 66 for discharging the compressed refrigerant 36. Lateral 42 on both sides of the housing 52 lines 42 project into the receiving space 60 of the evaporation tray 44, so as to dissipate the defrost water 40 from the interiors 20, 22 of the refrigerator 10.
  • the wall assembly 51 of the housing 52 is formed curved in the direction of the evaporation tray 44, which is arranged below the wall assembly 51, so that it projects into the receiving space 60.
  • no additional projection 56 is needed, which emits the heat of the compressor 34 directly to the defrost water 40, but the
  • Heat conducting device 58 is formed directly by the curved wall assembly 51.
  • the wall assembly 51 has a
  • Wall thickness of several millimeters so that even a slight corrosion does not lead to a breakthrough in the housing 52. Thus, a long life can be ensured.
  • Evaporating tray 44 is collected, which is usually in an area of the engine room (not shown).
  • the defrost water 40 collected therein evaporates, favored by the heat of the compressor 34.
  • the compressor 34 Since the compressor 34 is warm, it radiates heat and thus directly heats the standing in the lower evaporation tray 44 defrosting water 40 and thus increases by the increased water temperature, the evaporation performance. Further, the air surrounding the compressor 34 is affected by the temperature differences, i. by natural convection, thus moving and creating an air exchange in the immediate vicinity of the water surface of the defrost water 40. This leads to an increased evaporation efficiency through improved air supply.
  • New efficient compressors 34 increasingly have the property that they are warmer at the lower housing part of the compressor 34 than above, since, for example, the suction gas cooling of the compressor oil is omitted or the like.
  • under the compressor 34 is a
  • one or more heat-conducting parts can be added to the compressor 34 in the lower area, eg a metal part. These can be so pronounced that they protrude at an elevated level of the evaporation tray 44 in the defrost water 40 and thus a heat conduction from the compressor housing 52 is realized in the defrost water 40. It could in one embodiment of this thermal connection a metal bracket 62 welded. This method is practiced, for example, to lock evaporation cups 44 on the compressor 34. Should there be little water in the evaporation tray 44, the thermal protrudes
  • this thermal connection part are chosen so that when transporting the refrigerator 10 no direct contact with the evaporation tray 44 can take place to avoid mechanical stresses on the compressor 34 and on the welded part or the welded parts. Overall, the risk of corrosion and resulting damage to the refrigerant circuit 18 should be low because the compressor 34 represents the heat and thus condensation is excluded at the weld. Furthermore, the compressor housing 52 is typically designed with a few millimeters of wall thickness, so that a degree of corrosion can be accepted.
  • the simplest embodiment is to place the evaporation tray 44 below the compressor 34 so that the belly of the compressor 34 at higher levels into the defrost 40 can dive. This possibility depends on the geometry of the compressor 34. In very flat pronounced compression tubes this solution is rather difficult, on the other hand, small radii in the lower part of the compressor 34 facilitate this solution substantially.
  • Evaporation performance can be used. Furthermore, no energy-rich vibrations of the compressor 34 are transmitted to the evaporation tray 44 or the engine room by the structure, although a thermal coupling is brought about. Thus, the sound power of the refrigerator 10 is not adversely affected. In addition, a detrimental corrosion of the compressor housing 52 over the life should be avoided by the refrigerator 10, because the compressor 34 is not even in the
  • Defrosting 40 protrudes, but only the projecting into the defrost water 40 part can be corrosive affected. In addition, there are no further problems during transport of the refrigerator 10 due to lack of mechanical contact and the increased surface of the compressor 34, its temperature is lowered, which benefits its efficiency and its life.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verdunstungsvorrichtung (48) zum Verdunsten von Abtauwasser (40) eines Kältegerätes (10) mit einer Wärmequelle (46) und mit einer Verdunstungsschale (44), die einen Aufnahmeraum (60) zum Aufnehmen des Abtauwassers (40) aufweist. Die Verdunstungsschale (44) ist kontaktfrei zu der Wärmequelle (46) angeordnet, die Wärmequelle (46) weist eine Wärmeleiteinrichtung (58) auf, und die Wärmeleiteinrichtung (48) ragt in den Aufnahmeraum (60) hinein. Weiter betrifft die Erfindung ein Kältegerät (10), insbesondere ein Haushaltskältegerät, das eine solche Verdunstungsvorrichtung (48) aufweist.

Description

VERDUNSTUNGSVORRICHTUNG FÜR EIN KÄLTEGERÄT
Die Erfindung betrifft eine Verdunstungsvorrichtung zum Verdunsten von Abtauwasser eines Kältegerätes, insbesondere eines Haushaltskältegerätes. Weiter betrifft die
Erfindung ein mit der Verdunstungsvorrichtung ausgestattetes Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät.
Im Innenraum von Kältegeräten, beispielsweise von Kühlschränken oder
Gefrierschränken, entsteht durch Kondensation von Luftfeuchtigkeit an den Wänden bzw. an dem den Innenraum des Kältegerätes kühlenden Verdampfer Abtauwasser, das aus dem Innenraum abgeführt werden muss. Dieses Abtauwasser wird in einer
Verdunstungsschale, die z.B. außerhalb des Innenraumes angeordnet ist, aufgefangen und verdunstet in die Umgebung. Bei hoher Luftfeuchtigkeit bzw. starker Kühlleistung besteht die Gefahr, dass das in der Verdunstungsschale aufgefangene Abtauwasser nicht schnell genug verdunstet und die Verdunstungsschale überläuft.
Um dem entgegenzuwirken wird die Verdunstungsschale häufig in der Nähe des
Verdichters des Kältemittelkreislaufs des Kältegerätes angeordnet. Der Verdichter gibt beim Komprimieren des in dem Kältemittelkreislauf geführten Kältemittels Energie in Form von Wärme an die Umgebung ab. Diese Wärme kann in der Verdunstungsschale genutzt werden, um das aufgefangene Abtauwasser zu erhitzen und somit die Verdunstung zu beschleunigen.
Kältegeräte, insbesondere Haushaltskältegeräte wie Kühlschränke oder Gefriergeräte, weisen zunehmend einen geringeren Energieverbrauch auf. Dies führt dazu, dass immer weniger Abwärme für die Verdunstung des Abtauwassers frei wird. Eine Lösung, dem entgegenzuwirken, ist es, große Verdunstungsschalen, eine Vielzahl von
Verdunstungsoberflächen oder auch eine Beheizung der Verdunstungsschale über den Kältekreislauf zu verwenden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verdunstungsvorrichtung zum Verdunsten von
Abtauwasser eines Kältegerätes vorzuschlagen, die die Verdunstung des Abtauwassers in besonders energiesparender und/oder effektiver Weise ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Verdunstungsvorrichtung mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1 gelöst. Ein Kältegerät, das die Verdunstungsvorrichtung aufweist, ist Gegenstand des
Nebenanspruches. Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät das zur Haushaltsführung in Haushalten oder eventuell auch im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke in haushaltsüblichen Mengen bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinlagerschrank.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine Verdunstungsvorrichtung zum Verdunsten von Abtauwasser eines Kältegerätes weist eine Wärmequelle mit einer Wärmeleiteinrichtung und eine Verdunstungsschale mit einem Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Abtauwassers auf. Die Verdunstungsschale ist kontaktfrei zu der Wärmequelle angeordnet und die Wärmeleiteinrichtung ragt in den Aufnahmeraum hinein.
Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, die Energie in Form von Wärme der
Wärmequelle nicht nur über Strahlung bzw. Konvektion an das Abtauwasser abzugeben, sondern über direkte Wärmeleitung mittels der Wärmeleiteinrichtung, die in den
Aufnahmeraum der Verdunstungsschale und somit in das Abtauwasser hineinragt.
Da die Verdunstungsschale kontaktfrei zu der Wärmequelle und somit auch zu der Wärmeleiteinrichtung angeordnet ist, lässt sich vermeiden, dass ein direkter Kontakt zwischen Verdunstungsschale und Wärmequelle bzw. Wärmeleiteinrichtung bei einem Transport des Kältegerätes mechanische Belastungen auf die Wärmequelle bzw. die Wärmeleiteinrichtung ausübt und somit Beschädigungen entstehen.
Vorteilhaft weist die Wärmeleiteinrichtung wenigstens einen Vorsprung zum Einragen in den Aufnahmeraum auf. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da mit einer solchen Anordnung die Wärmequelle einfach über Halteeinrichtungen mit einem genügend großen Abstand oberhalb der Verdunstungsschale angeordnet werden kann, und dennoch eine beliebig große Kontaktfläche zwischen Abtauwasser und Wärmequelle erzeugt werden kann. Weiter kann so auch ein thermischer Kontakt mit Abtauwasser hergestellt werden, das nicht in einer unterhalb der Wärmequelle angeordneten Verdunstungsschale, sondern in einer seitlich oder oberhalb der Wärmequelle angeordneten Verdunstungsschale gesammelt wird.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Vorsprung ein Bügel, insbesondere ein Metallbügel. Metalle weisen generell eine gute Wärmeleitfähigkeit auf und werden daher bevorzugt als Materialien zum Bilden der Wärmeleiteinrichtung bzw. des Vorsprunges verwendet. Ein Bügel hat den Vorteil, dass er mit einfachen Mitteln auch nachträglich an die Wärmequelle angebracht werden kann.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Wärmeleiteinrichtung an einer
Wandanordnung der Wärmequelle angeordnet oder durch diese gebildet und weiter bevorzugt ist der Vorsprung an die Wandanordnung angeschweißt oder angeklebt.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung weist die Wandanordnung eine Wandstärke von mehreren Millimetern auf. Die Wandanordnung bildet dadurch eine größere thermische Masse, was eine gleichmäßige Wärmeabgabe auch bei unregelmäßigem Betrieb eines z.B. als Wärmequelle verwendeten Verdichters ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Wärmeleiteinrichtung zum Einwölben in den Aufnahmeraum gewölbt ausgebildet.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Wärmeleiteinrichtung oberhalb der Verdunstungsschale angeordnet, weil somit besonders platzsparend eine
Verdunstungsvorrichtung geschaffen werden kann, bei der über die Wärmeleiteinrichtung Energie an das Abtauwasser abgegeben werden kann.
Vorteilhaft ist die Wärmeleiteinrichtung durch ein Gehäuse eines Verdichters eines Kältegerätes gebildet. Die Verdichter in Kältemittelkreisläufen von Kältegeräten, beispielsweise von Haushaltskältegeräten wie Kühlschränken oder Gefriergeräten, geben Wärme an die Umgebung ab, während sie das Kältemittel komprimieren. Die so entstehende Wärme kann energiesparend direkt für die Verdunstung des Abtauwassers genutzt werden. Eine zusätzliche Heizeinrichtung für die Verdunstungsschale kann dadurch entbehrlich sein. Die Wärmequelle ist bevorzugt der Verdichter eines Kältegerätes.
Ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät wie beispielsweise ein Kühlschrank oder Gefrierschrank oder eine Kühlgefrierkombination, weist ein Gehäuse mit wenigstens einem Innenraum und einem zum Kühlen des wenigstens einen Innenraums
ausgebildeten Kältemittelkreislauf auf. Der Innenraum bildet dabei vorzugsweise entweder den Gefrierraum oder den Kühlraum bzw. es können auch mehrere Innenräume vorhanden sein, um die Kühlgefrierkombination zu bilden.
Der Kältemittelkreislauf weist vorzugsweise wenigstens eine der folgenden Komponenten auf:
Verflüssiger
Drossel
Verdampfer
Verdichter.
Verflüssiger, Drossel und Kompressor sind vorzugsweise außerhalb des wenigstens einen Innenraumes des Kältegerätes angeordnet, während der Verdampfer vorzugsweise in dem oder an dem wenigstens einen Innenraum angeordnet ist. Ein Kältemittel läuft in dem Kältemittelkreislauf und wird, zunächst in gasförmigem Zustand, durch den
Verdichter adiabatisch, d.h. ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung, verdichtet, wodurch sich das Kältemittel erwärmt. Diese Wärme wird über den Verflüssiger an die Umgebung abgegeben, wodurch das Kältemittel kondensiert. Zur Druckabsenkung strömt es durch eine Drossel, d.h. z.B. ein Expansionsventil, und dann in den Verdampfer, der in oder an dem Inneren des Kältegerätes angeordnet ist. Es expandiert und verdampft dabei und nimmt die dazu notwendige Verdampfungswärme aus dem wenigstens einen
Innenraum des Kältegerätes auf. Weder in gasförmigem Zustand strömt es zum
Verdichter, wodurch der Kältemittelkreislauf geschlossen ist. Gemäß einer Ausführungsform weist ein solches Kältegerät die beschriebene
Verdunstungsvorrichtung auf, wodurch die Abwärme, die durch die Arbeit des Verdichters entsteht, besonders effektiv auch über das Abtauwasser an die Umgebung abgegeben werden kann und gleichzeitig Teile eingespart werden können, da die Abwärme des Verdichters direkt zum Verdunsten des Abtauwassers verwendet wird. Dies ist besonders effektiv gestaltet, wenn nicht nur Konvektion und Strahlung zum Verdampfen des
Abtauwassers beitragen, sondern zusätzlich auch ein direkter Wärmekontakt zwischen dem Verdichter und dem Abtauwasser hergestellt wird. Vorteilhaft ist die Verdunstungsschale zum Aufnehmen von an dem Verdampfer und/oder an Wänden des wenigstens einen Innenraums anfallendem Abtauwasser ausgebildet. Besonders bei hoher Luftfeuchtigkeit bzw. hohen Außentemperaturen kondensiert schnell Wasser an den Wänden bzw. an dem Verdampfer im wenigstens einen Innenraum des Kältegerätes, vor allem im Innenraum eines Gefriergerätes.
Daher ist es vorteilhaft, wenn Leitungen zum Leiten des Abtauwassers von dem
Verdampfer und/oder den Wänden des wenigstens einen Innenraums zu der
Verdunstungsschale vorgesehen sind, um dieses Abtauwasser aus dem wenigstens einen Innenraum herauszuleiten. So kann ein Gefrieren des Abtauwassers vermieden werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten
Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt: Fig. 1 ein Kältegerät für den Haushalt, hier eine Kühlgefrierkombination mit einem schematisch dargestellten Kältemittelkreislauf;
Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer Verdunstungsvorrichtung zum
Verdunsten von Abtauwasser aus einem Innenraum des Kältegerätes von Fig. 1 ; und
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Verdunstungsvorrichtung zum
Verdunsten von Abtauwasser aus einem Innenraum des Kältegerätes aus Fig. 1. Fig. 1 zeigt ein Kältegerät 10 in Form einer Kühlgefrierkombination 12 mit einem Gehäuse 13, das ein Kühlfach 14 und ein Gefrierfach 16 aufweist, und mit einem
Kältemittelkreislauf 18. Das Kühlfach 14 und das Gefrierfach 16 sind voneinander getrennte Innenräume 20, 22 des Gehäuses und weisen jeweils eine Tür 24 auf, die die Innenräume 20, 22 von der Umgebung 26 des Kältegerätes 10 abtrennt.
Der Kältemittelkreislauf 18 des Kältegerätes 10 ist in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt, um die Funktionsweise zu veranschaulichen. Er weist einen Verflüssiger 28, eine Drossel 30, einen Verdampfer 32 und einen Verdichter 34 auf. Der
Kältemittelkreislauf 18 ist geschlossen und führt ein Kältemittel 36, das in Richtung der Pfeile strömt. Das Kältemittel 36 nimmt in den Innenräumen 20, 22 des Kältegerätes 10 Energie in Form von Wärme auf und gibt diese Wärme in dem außerhalb des
Kältegerätes 10 angeordneten Teil des Kältemittelkreislaufes 18 an die Umgebung 26 ab. Dazu wird es in dem Verdichter 34 komprimiert, in dem Verflüssiger 28, der Schlangen 38 zur Vergrößerung der Oberfläche aufweist, aus dem gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand kondensiert, und über die Drossel 30 expandiert. Durch die Expansion gelangt sich entspannendes Kältemittel 36 in den Verdampfer 32, wobei das Kältemittel 36 in den gasförmigen Zustand übergeht. Für diese Verdampfung benötigt es Energie, die es in Form von Wärme den Innenräumen 20, 22 entzieht. Der in Fig. 1 gezeigte
Kältemittelkreislauf 18 weist jeweils einen Verdampfer 32 pro Innenraum 20, 22 auf.
In den Innenräumen 20, 22 wird durch Abkühlung entstehendes Abtauwasser 40 durch Leitungen 42 in die Umgebung 26 abgeführt. Es wird in einer außerhalb der Innenräume 20, 22 angeordneten Verdunstungsschale 44 aufgefangen. Dort verdunstet das
Abtauwasser in die Umgebung 26 ab, wie durch die Pfeile dargestellt ist.
Um die Verdunstung des Abtauwassers 40 zu beschleunigen, wird die Abwärme des Verdichters 34 genutzt, der somit eine Wärmequelle 46 bildet. Die Verdunstungsschale 44 bildet somit zusammen mit dem Verdichter 34 eine Verdunstungsvorrichtung 48, um das Abtauwasser 40 zu verdunsten.
Die Verdunstungsvorrichtung 48 ist in größerem Detail in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Verdunstungsvorrichtung 48. Sie weist den Verdichter 34 als Wärmequelle 46 und die darunter angeordnete Verdunstungsschale 44 auf. Der Verdichter 34 schwebt über eine Haltevorrichtung 50 gehalten kontaktfrei über der Verdunstungsvorrichtung 48. Fig. 2 zeigt eine untere Wandanordnung 51 eines Gehäuses 52 des Verdichters 34, an der ein Vorsprung 56 als Wärmeleiteinrichtung 58 angebracht ist. Der Vorsprung 56 ragt in einen Aufnahmeraum 60 der
Verdunstungsschale 44, in den über die hier nicht dargestellten Leitungen 42 das
Abtauwasser 40 (hier nicht gezeigt) eingeleitet wird. Zwischen der Verdunstungsschale 44 und der Wandanordnung 51 des Verdichters 34 bzw. dem Vorsprung 56 besteht kein direkter Kontakt, so dass auch während eines Transportes keine Beschädigungen an dem Verdichter 34 entstehen können. Weiter wird so auch vermieden, dass Vibrationen von dem Verdichter 34 auf die Verdunstungsschale 44 und damit in Kontakt stehende Elemente, wie beispielsweise den Maschinenraum, übertragen werden. So kann die Geräuschkulisse des Kältegerätes 10 möglichst gering gehalten werden.
Über den Vorsprung 56 wird die an der Wandanordnung 51 vorherrschende Wärme, die der Verdichter 34 beim Arbeiten erzeugt, an das in dem Aufnahmeraum 60 stehende Abtauwasser 40 abgegeben. Dadurch wird dieses durch Energiezufuhr so weit erwärmt oder erhitzt, dass es verdunstet oder verdampft. Weiter gibt der Verdichter 34 auch zusätzlich über Strahlung Wärme an die Oberfläche des Abtauwassers 40 ab, wodurch dieses weiter erwärmt oder erhitzt wird. Durch das Verdunsten oder Verdampfen des Abtauwassers 40 entsteht ein Konvektionsstrom über der Oberfläche des Abtauwassers 40, wodurch ständig neue trockene Luft zu der Oberfläche hingeleitet wird, die dann fähig ist, weiteres verdunstendes oder verdampfendes Abtauwasser 40 aufzunehmen. So wird erreicht, dass, selbst wenn durch eine hohe Luftfeuchtigkeit bedingt viel Abtauwasser 40 anfällt, dieses schnell verdunstet, und die Verdunstungsschale 44 nicht überläuft. Der Vorsprung 56 ist in der gezeigten Form durch einen Bügel 62 gebildet, der aus Metall gefertigt ist und in den Aufnahmeraum 60 hineinragt. Der Bügel 62 ist derart an die Wandanordnung 51 des Verdichters 34 angebracht, dass eine Korrosion weitgehend vermieden wird. Dies kann entweder dadurch geschehen, dass der Bügel 62 angeklebt ist und dadurch die Kondensation des bereits verdunsteten Abtauwassers 40 an der Wandanordnung 51 des Verdichters 34 verhindert wird, oder dass der Bügel 62 an die Wandordnung 51 angeschweißt ist, wobei die Schweißstellen (hier nicht gezeigt) ebenfalls durch die Abwärme des Verdichters 34 erwärmt werden und so eine
Kondensation des verdampften Abtauwassers 40 vermieden wird. Dadurch ist die Bildung von Kondenswasser an der Wandanordnung 51 unterbunden und eine Korrosion kann weitgehend vermieden werden.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Verdunstungsvorrichtung 48. Hier wird das Gehäuse 52 des Verdichters 34 wieder über Haltevorrichtungen 50 oberhalb der Verdunstungsschale 44 gehalten. Das Gehäuse 52 weist Zuleitungen 64 zum Zuleiten von Kältemittel 36 sowie eine Ableitung 66 zum Abführen des verdichteten Kältemittels 36 auf. Seitlich auf beiden Seiten des Gehäuses 52 ragen Leitungen 42 in den Aufnahmeraum 60 der Verdunstungsschale 44, um so das Abtauwasser 40 aus den Innenräumen 20, 22 des Kältegerätes 10 abzuführen.
Die Wandanordnung 51 des Gehäuses 52 ist in Richtung der Verdunstungsschale 44, die unterhalb der Wandanordnung 51 angeordnet ist, gewölbt ausgebildet, so dass sie in den Aufnahmeraum 60 hineinragt. Hier wird kein zusätzlicher Vorsprung 56 benötigt, der die Wärme des Verdichters 34 direkt an das Abtauwasser 40 abgibt, sondern die
Wärmeleiteinrichtung 58 ist direkt durch die gewölbte Wandanordnung 51 gebildet. Um hier Schäden durch Korrosion zu vermeiden, weist die Wandanordnung 51 eine
Wandstärke von mehreren Millimetern auf, so dass auch eine geringfügige Korrosion nicht zu einem Durchbruch in dem Gehäuse 52 führt. Somit kann eine hohe Lebensdauer gewährleistet werden.
Mit der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Anordnung soll möglichst vermieden werden, dass die Verdunstungsschale 44 beim Nutzer des Kältegerätes überläuft. Weiterhin besteht der Vorteil, dass dies über möglichst wenige Komponenten und über geringe
Fertigungsaufwendungen realisiert werden kann. Beim Betrieb von Kältegeräten 10 wird das anfallende Abtauwasser 40 in einer
Verdunstungsschale 44 aufgefangen, welche üblicherweise in einem Bereich des Maschinenraumes (nicht gezeigt). Das darin aufgefangene Abtauwasser 40 verdunstet, begünstigt durch die Wärme des Verdichters 34.
Mit zunehmend geringerem Energieverbrauch der Haushaltskältegeräte 10 wird immer weniger Abwärme für die Verdunstung des Abtauwassers 40 frei. Dies führte in der Vergangenheit dazu, dass immer größere Verdunstungsschalen 44, eine Vielzahl von Verdunstungsoberflächen oder eine Beheizung der Verdunstungsschale 44 über den Kältemittelkreislauf 18 realisiert wurde.
Wenn die Verdunstungsschale 44 unter dem Verdichter 34 platziert wird, hat dies den Vorteil, dass bei den beengten Platzverhältnissen im nicht gezeigten Maschinenraum nicht noch weitere Verdunstungsoberflächen generiert werden müssen.
Hierbei werden insbesondere zwei Effekte ausgenutzt. Da der Verdichter 34 warm ist, strahlt er Wärme ab und heizt somit das in der unteren Verdunstungsschale 44 stehende Abtauwasser 40 direkt auf und steigert damit durch die erhöhte Wassertemperatur die Verdunstungsleistung. Weiter wird die den Verdichter 34 umgebende Luft durch die Temperaturunterschiede, d.h. durch natürliche Konvektion, bewegt und schafft somit einen Luftaustausch in unmittelbarer Nähe der Wasseroberfläche des Abtauwassers 40. Dies führt zu einer erhöhten Verdunstungsleistung durch verbesserte Luftzufuhr.
Neue effiziente Verdichter 34 weisen zunehmend die Eigenschaft auf, dass diese am unteren Gehäuseteil des Verdichters 34 wärmer sind als oben, da beispielsweise die Sauggaskühlung des Verdichteröles entfällt o.ä.
Gemäß der hier gezeigten Ausführungsform wird unter dem Verdichter 34 eine
Verdunstungsschale 44 platziert. Um den Wärmetransfer auf das unten anstehende Abtauwasser 40 zu erhöhen, können dem Verdichter 34 ein oder mehrere wärmeleitende Teile im unteren Bereich angefügt werden, z.B. ein Metallteil. Diese können so ausgeprägt sein, dass sie bei erhöhtem Füllstand der Verdunstungsschale 44 in das Abtauwasser 40 hineinragen und somit eine Wärmeleitung vom Verdichtergehäuse 52 in das Abtauwasser 40 realisiert wird. Dabei könnte in einer Ausführungsart dieser thermischen Verbindung ein Metallbügel 62 angeschweißt sein. Dieses Verfahren wird z.B. praktiziert, um Verdunstungsschalen 44 auf dem Verdichter 34 zu verrasten. Sollte sich wenig Wasser in der Verdunstungsschale 44 befinden, ragt das thermische
Verbindungsteil lediglich in die Luft unterhalb des Verdichters 34.
Die Abstände dieses thermischen Verbindungsteiles sind dabei so gewählt, dass beim Transport des Kältegerätes 10 kein direkter Kontakt zur Verdunstungsschale 44 stattfinden kann, um mechanische Belastungen auf den Verdichter 34 und auf das angeschweißte Teil bzw. die angeschweißten Teile zu vermeiden. Insgesamt sollten das Korrosionsrisiko und daraus resultierende Schäden für den Kältemittelkreislauf 18 gering sein, da der Verdichter 34 die Wärmezufuhr darstellt und damit Kondensation an der Schweißstelle ausgeschlossen ist. Weiterhin ist das Verdichtergehäuse 52 typischerweise mit einigen Millimetern Wandstärke ausgeführt, so dass auch ein gewisses Maß an Korrosion akzeptiert werden kann.
Eine andere Ausführungsart könnte ein Ankleben eines thermisch leitenden
Verbindungsteiles sein. Dies hätte eventuell den Vorteil von reduziertem Korrosionsrisiko durch die relativ feuchte Luft im Bereich der Kontaktstelle zum Verdichter 34. Die einfachste Ausführungsart ist es, die Verdunstungsschale 44 unter dem Verdichter 34 so anzuordnen, dass der Bauch des Verdichters 34 bei höheren Füllständen in das Abtauwasser 40 eintauchen kann. Diese Möglichkeit hängt von der Geometrie des Verdichters 34 ab. Bei sehr flach ausgeprägten Verdichterbäuchen wird diese Lösung eher schwierig, hingegen erleichtern kleine Radien im unteren Bereich des Verdichters 34 diese Lösung wesentlich.
Vorteile der gezeigten Ausführungsform liegen insbesondere darin, dass die
Verdichterabwärme nun auch auf der unteren Seite des Verdichters 34, nicht nur über Strahlung oder Konvektion, sondern auch über Wärmeleitung, zur Erhöhung der
Verdunstungsleistung genutzt werden kann. Weiter werden durch den Aufbau keine energiereichen Vibrationen des Verdichters 34 auf die Verdunstungsschale 44 oder den Maschinenraum übertragen, obwohl eine thermische Kopplung herbeigeführt wird. Somit wird die Schallleistung des Kühlgerätes 10 nicht negativ beeinflusst. Außerdem sollte eine funktionsbeeinträchtigende Korrosion des Verdichtergehäuses 52 über die Lebensdauer des Kältegerätes 10 vermieden sein, weil der Verdichter 34 nicht selbst in das
Abtauwasser 40 ragt, sondern nur das in das Abtauwasser 40 ragende Teil korrosiv beeinträchtigt werden kann. Zusätzlich ergeben sich beim Transport des Kühlgerätes 10 durch fehlenden mechanischen Kontakt keine weiteren Probleme und durch die erhöhte Oberfläche des Verdichters 34 wird seine Temperatur gesenkt, was seiner Effizienz und seiner Lebensdauer zugute kommt.
Bezugszeichenliste:
10 Kältegerät
12 Kühlgefrierkombination
13 Gehäuse des Kältegerätes
14 Kühlfach
16 Gefrierfach
18 Kältemittelkreislauf
20 Innenraum
22 Innenraum
24 Tür
26 Umgebung
28 Verflüssiger
30 Drossel
32 Verdampfer
34 Verdichter
36 Kältemittel
38 Schlangen
40 Abtauwasser
42 Leitungen
44 Verdunstungsschale
46 Wärmequelle
48 Verdunstungsvorrichtung
50 Haltevorrichtung
51 Wandanordnung
52 Gehäuse
56 Vorsprung
58 Wärmeleiteinrichtung
60 Aufnahmeraum
62 Bügel
64 Zuleitung
66 Ableitung

Claims

Patentansprüche
1. Verdunstungsvorrichtung (48) zum Verdunsten von Abtauwasser (40) eines
Kältegeräts (10), insbesondere Haushaltskältegeräts, aufweisend eine Wärmequelle (46) und eine Verdunstungsschale (44) mit einem Aufnahmeraum (60) zum
Aufnehmen des Abtauwassers (40), dadurch gekennzeichnet, dass die
Verdunstungsschale (44) kontaktfrei zu der Wärmequelle (46) angeordnet ist, dass die Wärmequelle (46) eine Wärmeleiteinrichtung (58) aufweist, und dass die Wärmeleiteinrichtung (58) in den Aufnahmeraum (60) hineinragt.
2. Verdunstungsvorrichtung (48) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (58) wenigstens einen Vorsprung (56) zum Einragen in den Aufnahmeraum (60) aufweist.
3. Verdunstungsvorrichtung (48) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorsprung (56) ein Bügel (62), insbesondere ein Metallbügel, ist.
4. Verdunstungsvorrichtung (48) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (58) an einer Wandanordnung (51) der Wärmequelle (46) angeordnet oder durch diese gebildet ist und dass der Vorsprung (56) an die Wandanordnung (51) angeschweißt oder angeklebt ist.
5. Verdunstungsvorrichtung (48) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandanordnung (51) eine Wandstärke von mehreren Millimetern aufweist.
6. Verdunstungsvorrichtung (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (58) zum Einwölben in den
Aufnahmeraum (60) gewölbt ausgebildet ist.
7. Verdunstungsvorrichtung (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (58) oberhalb der
Verdunstungsschale (44) angeordnet ist.
8. Verdunstungsvorrichtung (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (58) durch ein Gehäuse (52) eines Verdichters (34) eines Kältegerätes (10) gebildet ist.
9. Verdunstungsvorrichtung (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (46) der Verdichter (34) eines Kältegerätes (10) ist.
10. Kältegerät (10), insbesondere Haushaltskältegerät, aufweisend ein Gehäuse (13) mit wenigstens einem Innenraum (20, 22) und einen zum Kühlen des wenigstens einen Innenraums (20, 22) ausgebildeten Kältemittelkreislauf (18), wobei der Kältemittelkreislauf (18) wenigstens eine der folgenden Komponenten aufweist:
- Verflüssiger (28),
- Drossel (30),
- Verdampfer (32),
- Verdichter (34),
gekennzeichnet durch eine Verdunstungsvorrichtung (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
11. Kältegerät (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verdunstungsschale (44) zum Aufnehmen von an dem Verdampfer (32) und/oder an Wänden des wenigstens einen Innenraums (20, 22) anfallendem Abtauwasser (40) ausgebildet ist.
12. Kältegerät (10) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Leitungen (42) zum Leiten des Abtauwassers (40) von dem Verdampfer (32) und/oder den Wänden des wenigstens einen Innenraums (20, 22) zu der Verdunstungsschale (44) vorgesehen sind.
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