DE102008044289A1 - Refrigeration unit with several compartments - Google Patents
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Abstract
Ein Kältegerät mit wenigstens zwei für verschiedene Lagertemperaturen ausgelegten Fächern (2, 3) hat einen verzweigten Kältemittelkreislauf, wobei ein erster Zweig (15) des Kältemittelkreislaufs über einen Verdampfer (5) des wärmeren Fachs (3) und ein zweiter Zweig (18) über einen Verdampfer (4) des kälteren Fachs (2) geführt ist. Der Verdampfer (4) des kälteren Fachs (2) umfasst zwei Leitungen (16, 19), von denen eine erste (16) im ersten Zweig (15) dem Verdampfer (5) des wärmeren Fachs (3) vorgeschaltet ist und die zweite (19) dem zweiten Zweig (18) angehört.A refrigerator with at least two designed for different storage temperatures compartments (2, 3) has a branched refrigerant circuit, wherein a first branch (15) of the refrigerant circuit via an evaporator (5) of the warmer compartment (3) and a second branch (18) via a Evaporator (4) of the colder compartment (2) is guided. The evaporator (4) of the colder compartment (2) comprises two lines (16, 19), of which a first (16) in the first branch (15) is connected upstream of the evaporator (5) of the warmer compartment (3) and the second (16) 19) belongs to the second branch (18).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit wenigstens zwei für verschiedene Lagertemperaturen ausgelegten Fächern. Solche auch als Kombinationskältegeräte bezeichneten Geräte haben in der Regel ein Normalkühlfach und ein Gefrierfach; darüber hinaus kann zum Beispiel ein Null-Grad-Fach oder eine Kellerfach vorhanden sein.The The present invention relates to a refrigerator, in particular a domestic refrigerator, with at least two for different storage temperatures laid out compartments. Such also referred to as combination refrigerators equipment usually have a normal refrigerator and a freezer compartment; about that In addition, for example, a zero degree tray or a basement shelf may be present be.
Bei einfachen Geräten dieser Art sind Verdampfer, die jeweils einem der Fächer zugeordnet sind, in einem Kältemittelkreislauf in Reihe verbunden. Die Verteilung der Kühlleistung auf die Fächer ist durch die Bauart des Geräts fest vorgegeben und ist zum Beispiel abhängig von der Reihenfolge der Verdampfer im Kältemittelkreislauf und ihren relativen Größen. Wenn die Kühlleistungsverteilung dem Kältebedarf der Fächer entspricht, stellen sich brauchbare Temperaturen in mehreren Fächern ein, auch wenn eine Regelung des Kältemittelkreislaufs nur anhand der in einem der Fächer gemessenen Temperatur möglich ist. Wenn jedoch – zum Beispiel aufgrund ungewöhnlicher Umgebungstemperaturen – das Verhältnis des Kältebedarfs der Fächer sich verschiebt, so führt dies zu einer unzureichenden oder übermäßigen Kühlung eines Fachs.at simple devices of this type are evaporators, which are each assigned to one of the compartments, in a refrigerant circuit connected in series. The distribution of cooling capacity on the subjects is by the design of the device fixed and depends, for example, on the order of the evaporator in the refrigerant circuit and their relative sizes. If the cooling power distribution the refrigeration requirement the subjects Correspondingly, useful temperatures set in several subjects, too if a regulation of the refrigerant circuit only based on in one of the subjects measured temperature possible is. However, if - to Example due to unusual Ambient temperatures - the relationship of the refrigeration requirement the subjects moves, so leads this leads to insufficient or excessive cooling of a compartment.
Mist ist in einem Kältemittelkreislauf mit in Reihe geschalteten Verdampfern der Verdampfer des Normalkühlfachs stromaufwärts von dem des Gefrierfachs angeordnet. Kältemittel, das in einer Stillstandsphase des Kreislaufs im Verdampfer des Normalkühlfachs verdampft, verdrängt kälteres Kältemittel im Gefrierfachverdampfer nach stromabwärts, und es kommt zu unerwünschtem Wärmeeintrag in das Gefrierfach.Damn is in a refrigerant circuit with evaporators connected in series, the evaporator of the standard refrigerator compartment upstream arranged from that of the freezer compartment. Refrigerant in a standstill phase evaporates the circuit in the evaporator of the normal refrigeration compartment, displaces colder refrigerant in the freezer evaporator to the downstream, and it comes to undesirable heat input in the freezer.
Um die Temperaturen von zwei oder mehr Kühlfächern in einem Kältegerät unabhängig voneinander regeln zu können, ist es erforderlich, jedem Fach einen eigenen Kältemittelkreislauf zuzuordnen, was mit erheblichen Kosten verbunden ist, oder einen verzweigten Kältemittelkreislauf zu bilden, bei dem die Verdampfer verschiedener Fächer in mehreren zueinander parallelen Zweigen des Kältemittelkreislaufs angeordnet sind und ein Ventil zum wahlweisen Beaufschlagen des einen oder anderen Zweiges mit Kältemittel vorgesehen ist.Around the temperatures of two or more refrigerators in a refrigerator independently to be able to regulate It is necessary to assign each compartment a separate refrigerant circuit, which associated with significant costs, or a branched refrigerant circuit in which the evaporators of different compartments in arranged a plurality of mutually parallel branches of the refrigerant circuit are and a valve for selectively applying the one or other branch with refrigerant is provided.
Dieser Ansatz ist zwar kostengünstiger als getrennte Kältemittelkreise, doch treten zwischen den Zweigen Wechselwirkungen auf, die den Wirkungsgrad des Kältemittelkreises beeinträchtigen. Wenn beispielsweise der Verdampfer eines kalten Fachs wie etwa eines Gefrierfachs eine Zeit lang mit Kältemittel beaufschlagt worden ist, und das Fach eine tiefe Temperatur erreicht hat, bei der die Kältemittelzufuhr beendet wird, wird flüssiges Kältemittel lange Zeit im Verdampfer dieses Fachs gespeichert, ohne zu zirkulieren. Wenn unmittelbar nach Beendigung der Kältemittelzufuhr zu dem kalten Fach ein wärmeres Fach, etwa ein Normalkühlfach, gekühlt werden muss, dann steht hierfür nur eine geringe Menge Kältemittel zur Verfügung. Es werden nur niedrige Drücke im Kältemittelkreislauf erreicht, und der Wirkungsgrad ist gering. Er verbessert sich erst dann, wenn ein Großteil des Kältemittels im Verdampfer des kalten Fachs wieder verdampft und in den Kreislauf zurückgekehrt ist. Voraussetzung hierfür ist jedoch eine Zunahme der Temperatur im kälteren Fach, das heißt Betriebsdrücke des Kältemittels, die einen effizienten Betrieb ermöglichen, werden erst erreicht, wenn kurze Zeit danach wieder Kältebedarf im kälteren Fach besteht. Der Wirkungsgrad des Kältemittelkreislaufs ist daher während eines erheblichen Anteils seiner Betriebszeit beeinträchtigt.This Approach is cheaper as separate refrigerant circuits, but interactions occur between the branches, which increase the efficiency of the refrigerant circuit affect. If for example, the evaporator of a cold compartment such as a Freezer compartment has been charged with refrigerant for a while is, and the tray has reached a low temperature at which the Refrigerant supply is finished becomes liquid Refrigerant long Time stored in the evaporator of this compartment without circulating. If immediately after completion of the refrigerant supply to the cold Compartment a warmer Compartment, such as a standard refrigerator compartment, be cooled must, then stands for this only a small amount of refrigerant to disposal. There are only low pressures in the refrigerant circuit achieved, and the efficiency is low. He only then improves if much of it of the refrigerant evaporated in the evaporator of the cold compartment and re-circulated returned is. Prerequisite for this However, there is an increase in the temperature in the colder compartment, that is, operating pressures of the Refrigerant, the enable efficient operation, are only reached when a short time thereafter cooling demand again in the colder Compartment exists. The efficiency of the refrigerant circuit is therefore while a significant proportion of its operating time.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit wenigstens zwei für verschiedene Lagertemperaturen ausgelegten Fächern zu schaffen, bei denen eine unabhängige Kühlung der Fächer bei gutem Wirkungsgrad mit einem einfach aufgebauten Kältemittelkreislauf erreichbar ist.task The present invention is a refrigerator with at least two for different Storage temperatures laid out subjects to create, in which an independent cooling of the compartments with good efficiency with a simple refrigerant circuit is reachable.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät mit wenigstens zwei Fächern und einem verzweigten Kältemittelkreislauf, von dem ein erster Zweig über einen Verdampfer des wärmeren Fachs und ein zweiter Zweig über einen Verdampfer des kälteren Fachs geführt ist, der Verdampfer des kälteren Fachs zwei Kältemittelleitungen umfasst, von denen eine erste im ersten Zweig dem Verdampfer des wärmeren Fachs vorgeschaltet ist, wohingegen die zweite Leitung dem zweiten Zweig angehört.The Task is solved by having a refrigerator with at least two subjects and a branched refrigerant circuit, from which a first branch over a vaporizer of the warmer Fachs and a second branch over an evaporator of the colder Fachs led is, the evaporator of the colder Fachs two refrigerant pipes includes, of which a first in the first branch the evaporator of the warmer compartment upstream, whereas the second line is the second branch belongs.
Dieser Aufbau ermöglicht es, den zweiten Zweig nur dann mit Kältemittel zu beaufschlagen, wenn eine Beaufschlagung des ersten Zweiges zu einer Unterkühlung des wärmeren Fachs führen würde. Zum einen reduziert dies die Häufigkeit, mit der der zweite Zweig mit Kältemittel beaufschlagt wird und infolge dessen nach Ende der Beaufschlagung flüssiges Kältemittel im Verdampfer zurückbleiben kann, zum anderen ist, da der zweite Zweig nur benutzt werden muss, wenn die Gefahr einer Unterkühlung des wärmeren Fachs besteht, die Wahrscheinlichkeit gering, dass kurze Zeit nach Beaufschlagung des zweiten Zweiges Kältebedarf im wärmeren Fach besteht und zur Beaufschlagung des ersten Zweiges nur eine suboptimale Menge an Kältemittel zur Verfügung steht.This Construction possible to apply refrigerant to the second branch only when an impingement of the first branch to a supercooling of warmer Lead tray would. On the one hand, this reduces the frequency with the the second branch with refrigerant is charged and as a result, after the end of the application of liquid refrigerant can remain in the evaporator, second, because the second branch only needs to be used if the danger of hypothermia the warmer Fachs, the probability is low, that short time after Actuation of the second branch refrigeration needs in the warmer compartment consists and only a suboptimal amount for loading the first branch to refrigerant to disposal stands.
Um die Menge des flüssigen Kältemittels, das im zweiten Zweig zurückbleiben kann, gering zu halten, ist das Volumen des zweiten Zweiges vorzugsweise kleiner gewählt als das des ersten.Around the amount of liquid Refrigerant, the to remain in the second branch For example, to keep low, the volume of the second branch is preferable chosen smaller as that of the first.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Volumen des zweiten Zweigs größer gewählt ist als das des ersten Zweigs. Dadurch wird das kältere Fach deutlich schneller abgekühlt.According to an alternative embodiment of Invention is provided that the volume of the second branch is selected to be greater than that of the first branch. This cools the colder compartment much faster.
Insbesondere wenn das Volumen des zweiten Zweiges kleiner als das des ersten ist, kann das Problem auftreten, dass Kältemittel auf seinem Weg über den zweiten Zweig nicht vollständig verdampft. Wenn flüssiges Kältemittel zum Verdichter des Kältemittelkreises gelangt, kann dieser nicht korrekt arbeiten, und es besteht die Gefahr, dass er beschädigt wird. Daher ist zweckmäßigerweise in einem Niederdruckbereich des Kältemittelkreislaufs ein Kältemittelreservoir vorgesehen, um ggf. flüssiges Kältemittel vor Erreichen des Verdichters abzufangen.Especially when the volume of the second branch is smaller than that of the first one The problem may be that refrigerant is on its way across the second branch not complete evaporated. If liquid refrigerant to the compressor of the refrigerant circuit this can not work properly, and there is the Danger of being damaged. Therefore, it is expedient in a low pressure region of the refrigerant circuit, a refrigerant reservoir provided, if necessary, liquid Refrigerant before Intercept reaching the compressor.
Vorzugsweise ist das Kältemittelreservoir stromabwärts von einem Zusammenfluss der beiden Zweige angeordnet, so dass gegebenenfalls darin gesammeltes flüssiges Kältemittel auch dann verdampft und in den Kreislauf zurückgeführt werden kann, wenn Kältemittel nur im ersten, nicht aber im zweiten Zweig zirkuliert.Preferably is the refrigerant reservoir downstream of arranged a confluence of the two branches, so if necessary liquid collected in it refrigerant can also be vaporized and recirculated if refrigerant circulated only in the first, but not in the second branch.
Zweckmäßigerweise ist das Kältemittelreservoir in ansteigender Richtung durchströmt, so dass darin gespeichertes Kältemittel nicht in flüssiger Form entweichen kann.Conveniently, is the refrigerant reservoir flows through in ascending direction, so that stored in it refrigerant not in liquid form can escape.
Die beiden Leitungen sind vorzugsweise gleichmäßig über die Fläche des Verdampfers des kälteren Fachs verteilt, um eine gleichmäßige Kühlwirkung zu erzielen, unabhängig davon, ob der Verdampfer durch im ersten oder im zweiten Zweig zirkulierendes Kältemittel gekühlt ist.The Both lines are preferably uniform over the area of the evaporator of the colder compartment distributed to a uniform cooling effect to achieve, independently of whether the evaporator by circulating in the first or in the second branch refrigerant chilled is.
Vorzugsweise weisen beide Zweige je eine Drosselstelle auf. So kann ein Ventil zum wahlweisen Beaufschlagen der zwei Zweige mit Kältemittel in einem Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs angeordnet sein, und es kann ein kompaktes und preiswertes Ventil mit kleinem Durchgangsquerschnitt verwendet werden.Preferably Both branches each have a throttle point. So can a valve for selectively charging the two branches with refrigerant in a high-pressure area of the refrigerant circuit can be arranged, and it can be a compact and inexpensive valve be used with a small passage cross-section.
Bevorzugt ist die Länge der ersten Kältemittelleitung am Verdampfer des kälteren Faches kürzer als die Länge der zweiten Kältemittelleitung oder gleichlang wie die zweite Kältemittelleitung bemessen.Prefers is the length the first refrigerant line at the evaporator of the colder Faches shorter than the length the second refrigerant line or the same as the second refrigerant line sized.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of exemplary embodiments with reference to the attached Figure.
Am
Wegeventil
Die
beiden Leitungen
Eine
Steuerschaltung
Betrachten
wir zunächst
den Fall, dass der Verdichter
Eventuell
bei Inbetriebnahme des Verdichters
Da
das Kältemittel
durch beide Verdampfer
Es
kann natürlich
auch der Fall auftreten, dass die Temperatur im Normalkühlfach
Da
in Zweig
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