WO2016008716A1

WO2016008716A1 - Kühlschrank mit einer wasserspendereinheit und einem phasenwechselmaterial

Info

Publication number: WO2016008716A1
Application number: PCT/EP2015/064828
Authority: WO
Inventors: Frank Bailly; Bernd BRABENEC; Michael LAUDAHN
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: DE102014213800A1; CN207487244U; US20170203948A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühlschrank (1) mit einer Flüssigkeitsspendereinheit (6), welche einen Spenderbehälter (10) zur Aufnahme von Flüssigkeit aufweist, und welche eine Ausgabeeinheit (9) zur Ausgabe eines die Flüssigkeit aufweisenden Kaltgetränks aufweist, wobei zumindest eine Wand (10a bis 10d) des Spenderbehälters (6) ein Phasenwechselmaterial aufweist und/oder in dem Spenderbehälter (6) zumindest ein Element (17) mit einem Phasenwechselmaterial eingebracht ist.

Description

Kühlschrank mit einer Wasserspendereinheit und einem

Phasenwechselmaterial

Die Erfindung betrifft einen Kühlschrank mit einer Wasserspendereinheit, welche einen Spenderbehälter zur Aufnahme von Flüssigkeit aufweist, und welche eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines die Flüssigkeit aufweisenden Kaltgetränks aufweist.

Ein derartiges Gerät, welches einen Eis- oder Wasserspender aufweist, ist beispielsweise aus der DE 20 2006 013 708 U1 bekannt. Der dortige Eis- oder Wasserspender ist in einer Tür integriert, separiert von einem Aufnahmeraum, in dem Lebensmittel eingebracht werden, angeordnet. Der Wassertank ist mit einer Ableitung verbunden, die zu einer Abgabevorrichtung zugehörig ist, mittels welcher dann das aus dem Wassertank entnommene Wasser ausgeleitet werden kann und insbesondere dann in ein in der Nische angeordnetes Trinkgefäß eingeleitet werden kann. Der Wassertank ist über eine Zuleitung und ein Sperrventil an eine geräteexterne Flüssigkeitszufuhr in Form eines Hauswassernetzwerks angeschlossen. Bei der bekannten Ausgestaltung ist der Wassertank relativ klein. Darüber hinaus ist es aufgrund des Anschlusses an das Hauswassernetzwerk nur bedingt möglich, auch schon relativ kühle Flüssigkeit in den Spenderbehälter zuzuleiten. Eine einerseits stets ausreichende Menge von ausreichend gekühlter Flüssigkeit bereitzustellen und andererseits ein sehr schnelles Abkühlen in dem Spenderbehälter zu erreichen, ist daher eingeschränkt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlschrank zu schaffen, bei welchem eine von einem Nutzer konsumierbare Flüssigkeit in Form eines Kaltgetränks möglichst gleichmäßig dauerhaft gekühlt ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Kühlschrank, welcher die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst. Ein erfindungsgemäßer Kühlschrank umfasst eine Flüssigkeitsspendereinheit, welche einen Spenderbehälter zur Aufnahme Flüssigkeit aufweist. Die Flüssigkeitsspendereinheit umfasst darüber hinaus eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines die Flüssigkeit aufweisenden Kaltgetränks. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass zumindest eine Wand des Spenderbehälters ein Phasenwechselmaterial aufweist und/oder in dem Spenderbehälter in dessen Inneres zumindest ein dazu separates Element mit einem Phasenwechselmaterial eingebracht ist. Bei der Erfindung ist somit vorgesehen, dass der Spenderbehälter selbst zumindest bereichsweise als Latentwärmespeicher ausgebildet ist oder ein in das Innere des Spenderbehälters eingebrachtes Element, welches dann ein separates Teil zu dem Spenderbehälter ist, ein derartiger Latentwärmespeicher ist. Ein Latentwärmespeicher ist eine Einrichtung, die thermische Energie verborgen, verlustarm, mit vielen Wiederholzyklen und über lange Zeit speichern kann. Man nutzt dazu sogenannte Phasenwechselmaterialien (PCM (phase change material)), deren latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme wesentlich größer ist als die Wärme, die sie aufgrund ihrer normalen spezifischen Wärmekapazität (ohne den Phasenumwandlungseffekt) speichern können. Durch die Erfindung wird somit sehr platzsparend die örtliche Anbringung eines derartigen Latentwärmespeichers erreicht. Darüber hinaus wird durch die örtliche Spezifikation, wo das Phasenwechselmaterial ausgebildet sein kann, auch ein unmittelbares Einwirken auf die Flüssigkeit in dem Spenderbehälter erreicht, so dass eine sehr schnelle Abkühlung auf eine gewünschte Temperatur der in dem Spenderbehälter enthaltenen Flüssigkeit erreicht ist. Darüber hinaus wird gerade durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung auch eine sehr langzeitige Beibehaltung der kühlen Temperatur der Flüssigkeit in dem Spenderbehälter ermöglicht. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Phasenwechselmaterial einen Phasenwechselpunkt in einem Temperaturbereich zwischen 3°C und 6°C aufweist. Gerade bei diesen Temperaturen ist es bei herkömmlichen Ausgestaltungen und bekannten Realisierungen nur bedingt möglich, diese Temperatur einzustellen und darüber hinaus diese auch über einen längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest eine Wand des Spenderbehälters mit einem Phasenwechselmaterial an einer Innenseite des Spenderbehälters und/oder an einer Außenseite des Spenderbehälters beschichtet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein sehr dünnes Bauteil mit dem Phasenwechselmaterial ausgebildet werden und durch eine derartige Beschichtung das grundsätzliche Volumen des Spenderbehälters noch vernachlässigbar vergrößert oder das Innenvolumen nur vernachlässigbar verkleinert werden. Darüber hinaus ist durch eine derartige Beschichtung eine dauerhaft positionssichere Anbringung des Phasenwechselmaterials an einer derartigen Wand erreicht.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest eine Wand des Spenderbehälters vollständig aus einem Phasenwechselmaterial ausgebildet ist. Für eine derartige Integration des Phasenwechselmaterials in die Wand des Spenderbehälters ist bei der Herstellung des Spenderbehälters kein zusätzlicher Schritt, beispielsweise zur Aufbringung einer Folie oder einer Beschichtung erforderlich. Darüber hinaus ist bei dieser Ausgestaltung das Phasenwechselmaterial auch gleich in das Material der Wand eingebettet. Es kann auch vorgesehen sein, dass in das Innere des Spenderbehälters eine Mehrzahl von Elementen mit dem Phasenwechselmaterial als Schüttung, insbesondere als Granulat-Schüttung, eingebracht ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann dann auch ein Austausch dieser Elemente erfolgen beziehungsweise es kann die Menge an erforderlichen Elementen individuell erhöht oder erniedrigt werden, so dass der Kühleffekt individuell eingestellt werden kann und auch somit die kühlende Temperatur individuell eingestellt werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Phasenwechselmaterial in ein Polymermaterial eingebunden ist und dadurch ein Verbundmaterial ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da somit auch ein gewisses Tragkonstrukt für das Phasenwechselmaterial erreicht ist. In besonders vorteilhafter Weise ist durch das Einbinden des Phasenwechselmaterials in ein Polymermaterial auch eine Auslaufsicherheit des Phasenwechselmaterials erreicht, was speziell bei der Ausgestaltung als separate Elemente, die dann in das Innere des Spenderbehälters eingebracht werden können oder auch bei einer Beschichtung an einer Innenseite einer Wand des Spenderbehälters besonders vorteilhaft ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein derartiges Verbundmaterial als Folie oder Platte oder Spritzgussteil ausgebildet ist und zumindest eine Wand des Spenderbehälters eine derartige Folie aufweist und/oder zumindest eine Wand des Spenderbehälters als derartige Platte oder Spritzgussteil ausgebildet ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verbundmaterial in Kugeln ausgebildet ist und als Schüttung in den Spenderbehälter eingebracht ist.

In einer vorteilhaften Ausführung kann das Verbundmaterial ein matrixeingelagertes Phasenwechselmaterial-Komposit sein. Insbesondere kann ein derartiges Material das Material „Polymertherm" sein. Gerade bei diesem Material ist eine verbesserte mechanische Nachbearbeitung, beispielsweise zur Reinigung des Spenderbehälters ermöglicht, ohne dass das Phasenwechselmaterial austreten oder auslaufen könnte. Darüber hinaus können hier ein Versagen der Hülle bei auftretenden Schwerbelastungen in Kunststoffverarbeitungsprozessen vermieden werden und es ist dadurch eine spezifische Formgebung, wie beispielsweise eine Plattenherstellung oder ein Spritzgussteil erst ermöglicht. Das Material „Polymertherm" ist unmittelbar als bereits fertiges Material verfügbar und verwendbar und ist daher nicht zusätzlich erst in einem weiteren aufwändigen Schritt in ein Trägermaterial einzubringen.

Im Vergleich zum Einsatz von Wasser beziehungsweise Salzhydraten oder entsprechenden Mischungen als Phasenwechselmaterial, die zwar eine auf das Volumen bezogene hohe Speicherkapazität aufweisen, hat der Einsatz von dem Material „Polymertherm" auch die weiteren Vorteile, dass keine äußere Verkapselung beziehungsweise Einbringung in ein Bevorratungssystem erforderlich ist. Es treten auch keine Korrosionserscheinungen auf. Darüber hinaus ist keine signifikante Abnahme der Speicherkapazität durch Änderungen der Zusammensetzung auftretend. Bei Phasenwechselmaterialien auf Basis von Salzhydraten ist bei einem Wasserverlust eine signifikante Abnahme der Speicherkapazität einhergehend. Es ist bei dem Material „Polymertherm" eine Einbindung von Wasser beziehungsweise Salzhydraten in Polymere mit notwendiger Zyklenstabilität nicht gegeben. Gerade bei der Ausgestaltung dieses Materials als Granulat-Schüttung erfolgt die Abkühlung der Flüssigkeit besonders effektiv, da das Granulat eine besonders große Oberfläche zum Wärmeaustausch mit dem durchströmenden Medium beziehungsweise der Flüssigkeit zur Verfügung stellt. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlschranks;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Kühlschranks mit einer spezifischen Flüssigkeitsspendereinheit;

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlschranks; und

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlschranks.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist in einer perspektivischen Darstellung ein Kühlschrank 1 gezeigt, der somit nur zum Kühlen von in einen Aufnahmeraum 2 eingebrachten Lebensmitteln, wie Speisen und Getränke, ausgebildet ist, jedoch kein Gefrierfach aufweist. Der Kühlschrank 1 umfasst darüber hinaus ein Gehäuse 3, welches den Aufnahmeraum 2 begrenzt. Das Gehäuse 3 umfasst einen Grundkörper 4, an dem eine Tür 5 schwenkbar angeordnet ist.

Darüber hinaus umfasst der Kühlschrank 1 eine Flüssigkeitsspendereinheit 6, welche zur Abgabe von gekühlter Flüssigkeit als Kaltgetränk ausgebildet ist. Die Flüssigkeitsspendereinheit 6 ist im Gehäuse 3 angeordnet, wobei sie mit zumindest Teilkomponenten im Aufnahmeraum 2 und/oder mit zumindest Teilkomponenten zumindest in einer Wandung des Gehäuses 3, insbesondere in der Tür 5 angeordnet sein kann oder vollständig in einer derartigen Wandung, insbesondere der Tür 5 angeordnet sein kann und somit separiert vom Aufnahmeraum 2 angeordnet ist.

Die Flüssigkeitsspendereinheit 6 umfasst eine Bedien- und Anzeigevorrichtung 7, die über eine Frontseite der Tür 5 zugänglich und einsehbar ist. Ein Nutzer des Kühlschranks 1 kann dann zur Abgabe des Kaltgetränks ein Aufnahmegefäß, wie beispielsweise ein Trinkglas, in eine Nische 8 der Tür 5 einbringen, und über eine gezeigte Abgabevorrichtung beziehungsweise Ausgabeeinheit 9 der Flüssigkeitsspendereinheit 6 kann dann das Kaltgetränk in dieses Trinkgefäß einlaufen.

Die Flüssigkeitsspendereinheit 6 umfasst neben der bereits genannten Ausgabeeinheit 9 einen mit der Ausgabeeinheit 9 insbesondere flüssigkeitsleitenden verbundenen Spenderbehälter 10, in dem Flüssigkeit, insbesondere Wasser enthalten ist. Die Ausgabeeinheit 9 erstreckt sich teilweise in die Nische 8 hinein und ist in einer Ausgabestelle direkt unterhalb der Bedien- und Anzeigevorrichtung 7 angeordnet, so dass über die Ausgabestelle quasi von oben das Kaltgetränk in das in der Nische 8 bereitgestellte Trinkgefäß einläuft. Die Ausgabe des Kaltgetränks ist über Bedienelemente der Bedien- und Anzeigevorrichtung 8 erzeugbar.

In Fig. 2 ist in einer schematisch vereinfachten Längsschnittdarstellung und somit in der y- z-Ebene ein erstes Ausführungsbeispiel des Kühlschranks 1 gezeigt. Es ist darauf hinzuweisen, dass aufgrund der starken Vereinfachung die Größenverhältnisse nicht relevant sind und die Flüssigkeitsspendereinheit 6, insbesondere der Spenderbehälter 10 überdimensioniert dargestellt ist. Es ist zu erkennen, dass der Spenderbehälter 10 einen Einlass 1 1 aufweist, über welchen Flüssigkeit in Form von Wasser über ein externes Versorgungsnetz, beispielsweise ein Hauswassernetz 12 zuleitbar ist. Wie bereits erwähnt, kann der Spenderbehälter 10 auch vollständig in der Tür 5 angeordnet sein. Auf der Außenseite 5a der Tür 5 zugewandten Seite des Spenderbehälters 10 ist die bereits erwähnte Ausgabestelle 13 angeordnet, über welche das aus dem Spenderbehälter 10 auslaufende Medium in Form des Kaltgetränks in das in der Nische 8 bereitgestellte Trinkgefäß 14 einlaufen kann.

Bei der hier gezeigten Ausführung ist vorgesehen, dass zumindest eine Wand 10a, 10b, 10c, 10d des Spenderbehälters 10 ein Phasenwechselmaterial aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest eine dieser Wände 10a bis 10d bereits als Platte aus einem Verbundmaterial hergestellt ist, welches ein Phasenwechselmaterial aufweist, das in ein Polymermaterial eingebunden ist, vorzugsweise dieses Material einer Wand 10a bis 10d „Polytherm" ist. Wie darüber hinaus in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Spenderbehälter 10 so ausgebildet, dass der Weg der Flüssigkeit von dem Einlass 1 1 zu einem Auslass 15 durch ein Labyrinth 16 erfolgt, wobei dazu an Innenseiten von Wänden 10a bis 10d das Labyrinth bildende Stege ausgebildet sind. Die Stege 16a, 16b und 16c sind vorzugsweise so angeordnet, dass der Labyrinthweg mäanderförmig in vertikaler Richtung nach oben und nach unten durchlaufen wird.

In Fig. 3 ist eine Vertikalschnittdarstellung entsprechend in Fig. 2 gezeigt, wobei hier ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kühlschranks 1 dargestellt ist. Im Unterschied zur Darstellung in Fig. 2 ist hier vorgesehen, dass im Inneren des Spenderbehälters 10 eine Mehrzahl von separaten Elementen eingebracht sind, die ein Phasenwechselmaterial aufweisen. Vorzugsweise ist hier eine Granulat-Schüttung 17 aus mehreren Kugeln beziehungsweise Kügelchen eingebracht, wobei die Granulat-Schüttung 17 sich so gestaltet, dass die einzelnen separaten Kugeln aus dem Verbundmaterial, insbesondere „Polytherm" ausgebildet sind.

In Fig. 4 ist in einer weiteren Schnittdarstellung analog zu Fig. 2 und Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlschranks 1 gezeigt. Bei der Ausgestaltung in Fig. 4 ist im Unterschied zu Fig. 2 und Fig. 3 vorgesehen, dass an einer Innenseite 10e zumindest einer Wand 10a bis 10d eine Beschichtung 18 mit einem Phasenwechselmaterial ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung durch ein spezifisches Beschichtungsverfahren aufgebracht wird oder als Folie bereitgestellt wird und an dieser Innenseite 10e aufgebracht wird. Vorzugsweise ist dafür vorgesehen, dass die Beschichtung oder die Folie aus dem Verbundmaterial„Polytherm" ist.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die erläuterten Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 2 bis Fig. 4 in beliebigen Kombinationen zu weiteren Ausführungsbeispielen ausgebildet sein können, so dass beispielsweise in Fig. 2 auch zusätzlich die Schüttung 17 und/oder zumindest eine Innenseite 10e einer Wand 10a bis 10d eine entsprechende Beschichtung 18 aufweist. Entsprechend kann auch bei der Ausführung in Fig. 3 vorgesehen sein, dass zumindest eine Wand 10a bis 10d gemäß der Ausführung in Fig. 2 ausgebildet ist und/oder zumindest eine Innenseite 10e einer Wand 10a bis 10d eine Beschichtung 18 aufweist.

Bezüglich der nur genannten Wände 10a bis 10d ist dies der Darstellung in Fig. 2 bis Fig. 4 geschuldet, selbstverständlich weist der Behälter 10 sechs Wände auf, die entsprechend gestaltet sein können. Vorzugsweise ist das Phasenwechselmaterial so ausgebildet, dass das Kaltgetränk mit einer Temperatur zwischen 3°C und 6°C ausgegeben wird und in das Trinkglas 14 einbringbar ist. Das Kaltgetränk kann lediglich aus der Flüssigkeit im Spenderbehälter 10 gestaltet sein, kann jedoch auch eine Mischung aus verschiedenen Komponenten sein. Dazu kann der Kühlschrank 1 einen zusätzlichen Behälter aufweisen, über welchem dann ergänzend zur Flüssigkeit in dem Spenderbehälter 10 eine weitere Komponente zur Erzeugung des Kaltgetränks enthalten ist und mit der Flüssigkeit im Spenderbehälter 10 gemischt werden kann. Bezugszeichenliste

Kühlschrank

Aufnahmeraum

Gehäuse

Grundkörper

Tür

a Außenseite

Flüssigkeitsspendereinheit

Bedien- und Anzeigevorrichtung

Nische

Ausgabeeinheit

0 Spenderbehälter

0a bis 10d Wand

0e Innenseite

1 Einlass

2 Hauswassernetz

3 Ausgabestelle

4 Trinkgefäß

5 Auslass

6 Labyrinth

6a bis 16c Steg

7 Granulat-Schüttung

8 Beschichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Kühlschrank (1 ) mit einer Flüssigkeitsspendereinheit (6), welche einen Spenderbehälter (10) zur Aufnahme von Flüssigkeit aufweist, und welche eine Ausgabeeinheit (9) zur Ausgabe eines die Flüssigkeit aufweisenden Kaltgetränks aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wand (10a bis 10d) des Spenderbehälters (6) ein Phasenwechselmaterial aufweist und/oder in dem Spenderbehälter (6) zumindest ein separates Element (17) mit einem Phasenwechselmaterial eingebracht ist.

2. Kühlschrank (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial einen Phasenwechselpunkt in einem Temperaturbereich zwischen 3°C und 6°C aufweist.

3. Kühlschrank (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wand (10a bis 10d) des Spenderbehälters (6) mit einem Phasenwechselmaterial an einer Innenseite (10e) und/oder an einer Außenseite beschichtet ist.

4. Kühlschrank (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wand (10a bis 10d) des Spenderbehälters (6) aus einem Phasenwechselmaterial aufweisenden Material ausgebildet ist.

5. Kühlschrank (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Spenderbehälter (6) eingebrachte Elemente als Schüttung, insbesondere Granulat-Schüttung (17), ausgebildet ist.

6. Kühlschrank (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial in ein Polymermaterial eingebunden ist und dadurch ein Verbundmaterial ausgebildet ist.

7. Kühlschrank (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmaterial als Folie oder Platte oder Spritzgussteil ausgebildet ist und zumindest eine Wand (10a bis 10d) des Spenderbehälters (6) eine derartige Folie aufweist und/oder zumindest eine Wand (10a bis 10d) des Spenderbehälters (6) als derartige Platte oder Spritzgussteil ausgebildet ist.

8. Kühlschrank (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmaterial in Kugeln ausgebildet ist und als Schüttung (17) in den Spenderbehälter

(6) eingebracht ist.

9. Kühlschrank (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Spenderbehälters (6) eine Labyrinthstruktur (16) für den Weg der Flüssigkeit von einem Flüssigkeitseinlass (1 1 ) zu einem Flüssigkeitsauslass (15) ausgebildet ist.