DE102008056624A1

DE102008056624A1 - Fridge and / or freezer

Info

Publication number: DE102008056624A1
Application number: DE200810056624
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Ertel; Thomas Dipl.-Ing. Gindele (Fh)
Original assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Current assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2010-05-12
Also published as: EP2184569A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem thermoakustischen Kühler, mit wenigstens einem kalten Wärmetauscher zur Kühlung wenigstens eines Kühl- und/oder Gefrierraumes des Kühl- und/oder Gefriergerätes sowie mit wenigstens einem warmen Wärmetauscher zur Wärmeabfuhr vom Kühl- und/oder Gefriergerät.The invention relates to a refrigerator and / or freezer with at least one thermoacoustic cooler, with at least one cold heat exchanger for cooling at least one refrigerator and / or freezer compartment of the refrigerator and / or freezer and at least one hot heat exchanger for heat removal from the cooling and / or freezer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem thermoakustischen Kühler, mit wenigstens einem kalten Wärmetauscher zur Kühlung wenigstens eines Kühl- und/oder Gefrierraumes des Kühl- und/oder Gefriergerätes sowie mit wenigstens einem warmen Wärmetauscher zur Wärmeabfuhr vom Kühl- und/oder Gefriergerät.The Invention relates to a cooling and / or freezer with at least one thermoacoustic cooler, with at least one cold heat exchanger for cooling at least one cooling and / or freezer compartment of the refrigerator and / or freezer and with at least one warm heat exchanger for heat dissipation from the refrigerator and / or freezer.

Bei der thermoakustischen Kühlung wird der Effekt genutzt, dass akustische Wellen (Schallwellen) inhomogene Temperaturverteilungen an begrenzenden Kontaktflächen erzeugen können. Zum Beispiel wird durch einen Resonator (z. B. Lautsprecher) das Arbeitsmedium (z. B. Helium) zu monochromatischen Schwingungen hoher Intensität angeregt. Das Arbeitsmedium wird durch die longitudinalen Wellen in einem sogenannten Stack hin und her geleitet. Dieser Stack besteht vorzugsweise aus einem Material mit hoher Wärmekapazität und geringer Wärmeleitfähigkeit. Durch die longitudinale Schwingung wird nun durch Kompression und Expansion des Arbeitsmediums dieses lokal erwärmt und abgekühlt. Im vereinfachten Modell werden viele nebeneinander liegende Gaspakete betrachtet, die in ihrer Zusammenarbeit dem einen Wärmetauscher (kaltes Reservoir) Wärme entnehmen und jeweils um eine Schwingungsamplitude pro Gaspaket längs des Stacks zum anderen Wärmetauscher (warmes Reservoir) transportieren. Mit diesem Prozeß ist es möglich, Wärme von einem Wärmeüberträger auf einen anderen zu übertragen und somit eine Kältemaschine anzutreiben.at the thermoacoustic cooling the effect is used that acoustic waves (sound waves) inhomogeneous Can produce temperature distributions at limiting contact surfaces. To the Example becomes by a resonator (eg loudspeaker) the working medium (eg helium) to monochromatic vibrations of high intensity. The working fluid is absorbed by the longitudinal waves in one so-called stack passed back and forth. This stack is preferably Made of a material with high heat capacity and lower Thermal conductivity. Due to the longitudinal vibration is now by compression and Expansion of the working medium this locally heated and cooled. in the Simplified model will be many adjacent gas packages considered that in their cooperation the one heat exchanger (cold reservoir) heat and in each case by one oscillation amplitude per gas package along the Stacks to the other heat exchanger (warm reservoir) transport. It is with this process possible, Heat from a heat exchanger to transfer another and thus a chiller drive.

Ein denkbarer Kältekreislauf umfasst einen kalten Wärmetauscher, den thermoakustischen Kühler, einen warmen Wärmetauscher und eine Pumpe zur Förderung des Wärmeträgermediums. Während der Resonator des thermoakustischen Kühlers läuft, wird das durch den thermoakustischen Kühler strömende Wärmeträgermedium in einem Wärmeüberträger erwärmt und sodann mittels der genannten Pumpe in den warmen Wärmetauscher geführt, in dem es abgekühlt wird. Der warme Wärmetauscher entspricht dabei in seiner Funktion dem Verflüssiger eines allgemein bekannten Kühlkreislaufs mit Kompressor, Verflüssiger und Verdampfer. Währenddessen wird im zweiten Wärmeüberträger im thermoakustischen Kühler das Wärmeträgermedium abgekühlt und durchströmt anschließend den kalten Wärmetauscher, der sich üblicherweise in dem Kühl- bzw. dem Gefrierraum bzw. in dessen Bereich befindet und zur Aufnahme von Wärme aus diesem Raum dient.One conceivable refrigeration cycle includes a cold heat exchanger, the thermoacoustic cooler, a warm heat exchanger and a pump for delivery the heat transfer medium. During the Resonator of the thermoacoustic cooler is running, which is due to the thermoacoustic cooler flowing Heat transfer medium heated in a heat exchanger and then by means of said pump in the warm heat exchanger guided, in which it cooled becomes. The warm heat exchanger corresponds while in its function the condenser of a well-known Cooling circuit with compressor, condenser and evaporator. Meanwhile is in the second heat exchanger in the thermoacoustic cooler the heat transfer medium chilled and flows through subsequently the cold heat exchanger, usually in the cooling or the freezer compartment or in its area and for recording of heat serves from this room.

Während des Betriebes kann es dazu kommen, dass der kalte Wärmetauscher, der im oder im Bereich des Kühl- und/oder Gefrierraumes angeordnet ist, vereist, so dass die Notwendigkeit besteht, diesen abzutauen. Die Abtauung erfolgt üblicherweise bei abgeschalteter Pumpe und bei abgeschaltetem thermoakustischen Kühler und so lange, bis ein bestimmter Temperaturwert erreicht oder überschritten ist. Anschließend wird der Kühlkreislauf wie oben beschrieben wieder in Betrieb genommen und es erfolgt eine Kühlung des Kühl- bzw. Gefrierraumes mittels des von dem kalten Wärmeträgermedium durchströmten kalten Wärmetauschers.During the Operation, it may happen that the cold heat exchanger, in or in the area of the cooling and / or freezer compartment is arranged, iced, so the need exists to defrost this. The defrosting is usually done when switched off Pump and with switched off thermoacoustic cooler and until a certain Temperature value reached or exceeded is. Subsequently becomes the cooling circuit as described above again put into operation and there is a cooling of the cooling or freezer compartment by means of the flowed through by the cold heat transfer medium cold Heat exchanger.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass der warme und kalte Kreislauf eines Kühlgerätes mit thermoakustischem Kühler effizienter und auf einfache und kostengünstige Art betrieben werden kann.Of the present invention is based on the object, a cooling and / or freezer of the type mentioned in an advantageous manner, in particular to the effect that the warm and cold circulation of a Cooling unit with thermoacoustic cooler be operated more efficiently and in a simple and cost-effective manner can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass ein Kühl- und/oder Gefriergerät wenigstens einen thermoakustischen Kühler, wenigstens einen kalten Wärmetauscher zur Kühlung wenigstens eines Kühl- und/oder Gefrierraumes des Kühl- und/oder Gefriergerätes sowie wenigstens einen warmen Wärmetauscher zur Wärmeabfuhr vom Kühl- und/oder Gefriergerät aufweist. Dabei sind passive Wärmeübertragungsmittel vorgesehen, mittels derer zumindest teilweise Wärme zwischen dem kalten Wärmetauscher und dem thermoakustischen Kühler und/oder zwischen dem warmen Wärmetauscher und dem thermoakustischer Kühler übertragbar ist, und/oder aktive Wärmeübertragungsmittel vorgesehen, mittels derer zumindest teilweise Wärme zwischen dem kalten Wärmetauscher und dem thermoakustischen Kühler und/oder zwischen dem warmen Wärmetauscher und dem thermoakustischer Kühler übertragbar ist. Insbesondere ist dabei von Vorteil, dass durch den Einsatz passiver Wärmeübertragungsmittel und/oder durch die Kombination von passiven und aktiven Wärmeübertragungsmitteln die Effizienz des Kühl- und/oder Gefriergerätes verbessert werden kann. Passive Wärmeübertragungsmittel sind dabei Wärmeübertragungsmittel, die insbesondere ohne eine externe Energiequelle und insbesondere ohne Fluidpumpen auskommen können. Von Vorteil ist es, wenn in den passiven Wärmeübertragungsmitteln die Wärmeübertragung durch Verdampfung und Kondensation erreicht wird. Durch die dabei ausgenutzte Verdampfungsenthalpie kann mehr Wärme übertragen werden als durch den Transport z. B. von Flüssigkeiten. So kann bei einfachem Aufbau eine effiziente Wärmeübertragung zwischen Komponenten des Kühlkreislaufs erreicht werden.These The object is achieved by a Cooling and / or freezer solved with the features of claim 1. After that it is envisaged that a refrigerator and / or freezer at least a thermoacoustic cooler, at least one cold heat exchanger for cooling at least one cooling and / or freezer compartment of the refrigerator and / or freezer and at least one warm heat exchanger for heat dissipation from the cooling and / or freezer having. These are passive heat transfer agents provided by means of which at least partial heat between the cold heat exchanger and the thermoacoustic cooler and / or between the warm heat exchanger and the thermoacoustic cooler transferable is, and / or active heat transfer medium provided by means of which at least partial heat between the cold heat exchanger and the thermoacoustic cooler and / or between the warm heat exchanger and the thermoacoustic cooler transferable is. In particular, it is advantageous that through the use passive heat transfer medium and / or by the combination of passive and active heat transfer agents the efficiency of the cooling and / or freezer can be improved. Passive heat transfer agents are included Heat transfer media, in particular without an external energy source and in particular can do without fluid pumps. It is advantageous if in the passive heat transfer means the heat transfer is achieved by evaporation and condensation. By doing this exploited enthalpy of enthalpy can be transferred more heat than through the transport z. B. of liquids. Thus, with a simple structure, an efficient heat transfer between components of the cooling circuit be achieved.

Es ist denkbar, dass die passiven Wärmeübertragungsmittel wenigstens ein Wärmerohr und/oder wenigstens einen Thermosiphon und/oder wenigstens ein Heatpipe umfassen. Von Vorteil ist dabei, dass Wärmerohre, Thermosiphons und/oder Heatpipes gängige und gut verfügbare passive Wärmeübertragungsmittel sind. Ferner ist diese Art von passiven Wärmeübertragungsmitteln bereits erprobt und als zuverlässig bekannt. Sie lassen sich daher ohne Weiteres beispielsweise zu sätzlich, etwa zur Verbesserung der Wärmeübertragung bzw. Wärmeabfuhr aus dem Kühl- und/oder Gefriergerät mit thermoakustischem Kühler einsetzen.It is conceivable that the passive heat transfer means comprise at least one heat pipe and / or at least one thermosyphon and / or at least one heat pipe. Is an advantage in that heat pipes, thermosyphons and / or heatpipes are common and readily available passive heat transfer means. Furthermore, this type of passive heat transfer means is already proven and known as reliable. They can therefore be readily used, for example, to additionally, for example to improve the heat transfer or heat dissipation from the refrigerator and / or freezer with thermoacoustic cooler.

Es kann vorgesehen sein, dass Wärme zwischen dem kalten Wärmetauscher und dem thermoakustischen Kühler und/oder zwischen dem warmen Wärmetauscher und dem thermoakustischer Kühler ausschließlich durch passive Wärmeübertragungsmittel übertragbar ist. Ein derartiges System weist den Vorteil auf, dass es ohne Pumpen im Kühlkreislauf auskommen kann. Hierdurch wird weniger Energie verbraucht, so dass das Gerät insgesamt energieeffizienter betrieben werden kann. Ferner kann durch die Nutzung der Verdampfungsenthalphie beispielsweise bei als Wärmerohren ausgeführten passiven Wärmeübertragungsmitteln mehr Wärme übertragen werden als durch reine Flüssigkeiten. Somit ist es möglich, beispielsweise bei geringem Bauraumerfordernis die gleiche Wärmemenge verglichen mit herkömmlichen pumpenbetriebenen Fluidkreisläufen zu übertragen.It can be provided that heat between the cold heat exchanger and the thermoacoustic cooler and / or between the warm heat exchanger and the thermoacoustic cooler exclusively by passive heat transfer medium transferable is. Such a system has the advantage of being without pumps in the cooling circuit can get along. As a result, less energy is consumed, so that the device can be operated more energy-efficiently overall. Furthermore, by the use of the evaporation enthalpy, for example, as heat pipes executed passive heat transfer means transfer more heat Be as by pure fluids. Thus, it is possible for example, with a small space requirement, the same amount of heat compared to conventional pump-driven fluid circuits to transfer.

Des weiteren ist möglich, dass die aktiven Wärmeübertragungsmittel wenigstens eine Pumpe und ein mit der Pumpe in einem Kreislauf geführtes Wärmeträgermedium umfassen. Insbesondere in dem Fall, dass eine Kombination von aktiven und passiven Wärmeübertragungsmitteln vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, die aktiven Wärmeübertragungsmittel mit bewährten Komponenten aufzubauen. Hierdurch kann die Ausfallsicherheit und die Standzeit dieser Komponenten bzw. die Kosten dieser Komponenten vorteilhaft gestaltet werden.Of another is possible that the active heat transfer medium at least one pump and a circulating with the pump heat transfer medium include. Especially in the case that a combination of active and passive heat transfer means is provided, it is advantageous to the active heat transfer medium with proven Build components. This allows the reliability and the service life of these components or the cost of these components be designed advantageous.

Es ist möglich, dass das Wärmeträgermedium eine Flüssigkeit mit hoher Wärmekapazität und/oder geringer Viskosität ist.It is possible, that the heat transfer medium a liquid with high heat capacity and / or low viscosity is.

Bevorzugt wird es, wenn das Wärmeträgermedium eine Wasser-Propylenglykolmischung ist.Prefers it will if the heat transfer medium a water-propylene glycol mixture is.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Pumpe mit einer Steuer- und/oder Regelungseinheit des Kühl- und/oder Gefriergerätes in Verbindung steht und wobei die Pumpe mittels der Steuer- und/oder Regelungseinheit steuer- und/oder regelbar ist. Bei der Steuer- und/oder Regelungseinheit kann es sich um die zentrale Steuer- und Regelungseinheit des Kühl- und/oder Gefriergerätes handeln. Genausogut kann jedoch ebenfalls vorgesehen sein, dass es sich dabei um eine gesonderte Steuer- und/oder Regelungseinheit handelt, die gegebenenfalls mit der zentralen Steuer- und/oder Regelungseinheit des Kühl- und/oder Gefriergerätes in Verbindung steht. In Abhängigkeit z. B. von der Temperatur im Kühlraum und/oder Gefrierraum des Kühl- und/oder Gefriergerätes kann somit bei Bedarf die Pumpe zur Wärmeabfuhr in Betrieb gesetzt werden und auch hinsichtlich ihrer Pumpleistung beeinflußt werden. Denkbar ist dabei, dass ständig eine Wärmeabfuhr aus dem Kühlraum durch passive Wärmeübertragungsmittel in Form von Wärmerohren durchgeführt wird und dass in Abhängigkeit von der Temperatur im Innenraum durch die aktiven Wärmeübertragungsmittel diese Temperatur im Innenraum derart beeinflußt wird, dass sie möglichst konstant auf einen vorgegebenen Sollwert eingeregelt werden kann. Dieser Sollwert kann beispielsweise durch den Nutzer vorgegeben werden. Durch eine derartige Ausgestaltung ergibt sich ferner der Vorteil, dass ein im Inneren des Kühl- und/oder Gefriergerätes befindliches Fach sowohl als Kühlfach als auch als Gefrierfach betrieben werden kann.Furthermore can be provided that the pump with a control and / or Control unit of the cooling and / or freezer communicates and wherein the pump by means of the control and / or Control unit is controlled and / or regulated. In the tax and / or control unit may be the central control unit of the Cooling and / or freezer act. However, it may equally well be provided that this is a separate control and / or regulating unit if necessary, with the central control unit of the cooling and / or freezer communicates. Dependent on z. B. from the temperature in the refrigerator and / or freezer compartment of the refrigerator and / or freezer Thus, if necessary, the pump can be put into operation for heat dissipation and also be influenced in terms of their pumping power. It is conceivable that constantly a heat dissipation from the fridge by passive heat transfer means in the form of heat pipes carried out and that depends from the temperature in the interior through the active heat transfer medium this temperature in the interior is influenced so that they possible can be constantly adjusted to a predetermined setpoint. This Setpoint can be specified, for example, by the user. By such a configuration also results in the advantage that one inside the cooling and / or freezer located compartment both as a cooling compartment as well as a freezer can be operated.

Weiterhin ist denkbar, dass der Kreislauf zur Führung des Wärmeträgermediums Steckverbindungssysteme zur Verbindung von Rohren und/oder Schläuchen aufweist. Durch den Einsatz einfacher Steckverbindungssysteme aus Kunststoff, z. B. „John Guest”-Verbindungssysteme können Rohre oder Schläuche durch einfaches Aufstecken miteinander fluiddicht verbunden werden. Hierdurch kann der Montageprozeß vereinfacht und Produktionskosten gesenkt werden.Farther It is conceivable that the circuit for guiding the heat transfer medium plug-in systems for connecting pipes and / or hoses. Because of the engagement simple plug systems made of plastic, z. "John Guest" connection systems can Pipes or hoses be connected fluid-tight by simply plugging each other. This can simplify the assembly process and production costs are lowered.

Des weiteren ist denkbar, dass die passiven Wärmeübertragungsmittel ein Arbeitsmedium enthalten, wobei das Arbeitsmedium wenigstens teilweise wenigstens eines der Kältemittel Wasser, Methanol, Ethanol und/oder Ammoniak enthält. Diese Arbeitsmedien weisen den Vorteil auf, dass sie in einem für ein Kühl- und/oder Gefriergerät vorteilhaften Temperaturbereich betrieben und für die Wärmeübertragung verwendet werden können.Of Further, it is conceivable that the passive heat transfer medium is a working medium contain, wherein the working medium at least partially at least one of the refrigerants Water, methanol, ethanol and / or ammonia. Show these working media the advantage that they are advantageous in a for a refrigerator and / or freezer Temperature range operated and used for heat transfer can.

Bevorzugt wird es, wenn die passiven Wärmeübertragungsmittel zumindest teilweise aus Kupfer oder einer Kupfer enthaltenden Legierung bestehen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die passiven Wärmeübertragungsmittel eine gute thermische Leitfähigkeit aufweisen und zudem korrosionsbeständig sind. Ferner ergibt sich der Vorteil, dass die passiven Wärmeübertragungsmittel durch die Anwesenheit von Kupfer eine bakterizide Wirkung aufweisen, wodurch die Hygiene in und um das Kühl- und/oder Gefriergerät verbessert werden kann.Prefers it will be when the passive heat transfer medium at least partially made of copper or a copper-containing alloy consist. This has the advantage that the passive heat transfer medium a good thermal conductivity and are also corrosion resistant. Furthermore, results the advantage that the passive heat transfer medium have a bactericidal effect due to the presence of copper, which improves hygiene in and around the refrigerator and / or freezer can be.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass der thermoakustische Kühler zwei oder mehr als zwei Wärmetauschereinheiten umfaßt, in denen eine Erwärmung und/oder Abkühlung des diese durchströmenden und/oder in diesen enthaltenen Wärmeträgermediums erfolgt.It can be further provided that the thermoacoustic cooler two or more than two heat exchanger units comprises in which a warming and / or cooling of this flowing through and / or contained in these heat transfer medium he follows.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Wärmetauschereinheiten des thermoakustischen Kühlers aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit bestehen oder ein solches Material aufweisen.Furthermore can be provided that the heat exchanger units of the thermoacoustic cooler consist of a material with a high thermal conductivity or such Have material.

Darüber hinaus ist denkbar, dass der thermoakustische Kühler ein Schallwellenabgabemittel, eine dem warmen Wärmetauscher zugeordnete warme Wärmetauschereinheit, einen Stack und eine dem kalten Wärmetauscher zugeordnete kalte Wärmetauschereinheit aufweist. Besonders bevorzugt wird in diesem Zusammenhang, wenn die vom Schallwellenabgabemittel abgestrahlten Schallwellen direkt auf die dem warmen Teilkreislauf zugeordnete Wärmetauschereinheit gerichtet sind. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass durch Umpolung bzw. Frequenz- und/oder Amplitudenumkehrung durch das Schallwellenabgabemittel eine Abtauung des thermoakustischen Kühlers sowie insbesondere des kalten Wärmetauschers und dem dem kalten Wärmetauscher zugeordneten Kühl- und/oder Gefrierraum erfolgen kann. Der thermoakustischer Kühler bzw. das Schallwellenabgabemittel kann hierzu mit der Steuerung- und/oder Regelung des Kühl- und/oder Gefriergerätes in Verbindung stehen.Furthermore it is conceivable for the thermoacoustic cooler to comprise a sound wave delivery means, a warm heat exchanger associated warm heat exchanger unit, a stack and cold associated with the cold heat exchanger heat exchanger unit having. Particularly preferred in this context, if the sound waves emitted by the sound wave output means directly on directed to the warm circuit associated heat exchanger unit are. Preferably, it can be provided that by reversing polarity or frequency and / or amplitude inversion defrosting of the thermoacoustic by the sound wave output means cooler and in particular the cold heat exchanger and the cold heat exchanger associated cooling and / or freezer can take place. The thermoacoustic cooler or the sound wave output means can this purpose with the control and / or Control of the cooling and / or freezer keep in touch.

Es ist denkbar, dass die dem warmen Wärmetauscher zugeordnete warme Wärmetauschereinheit und der warme Wärmetauscher ausschließlich mit passiven Wärmeübertragungsmitteln verbunden sind und dass die dem kalten Wärmetauscher zugeordnete kalte Wärmetauschereinheit und der kalte Wärmetauscher mit aktiven und/oder passiven Wärmeübertragungsmitteln verbunden sind.It It is conceivable that the warm heat exchanger associated with warm heat exchanger unit and the warm heat exchanger exclusively with passive heat transfer means are connected and that the cold heat exchanger associated with cold heat exchanger unit and the cold heat exchanger with active and / or passive heat transfer means are connected.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die die dem kalten Wärmetauscher zugeordnete kalte Wärmetauschereinheit und der kalte Wärmetauscher ausschließlich mit passiven Wärmeübertragungsmitteln verbunden sind und dass die dem warmen Wärmetauscher zugeordnete warme Wärmetauschereinheit und der warme Wärmetauscher mit aktiven und/oder passiven Wärmeübertragungsmitteln verbunden sind.Furthermore can be provided that the cold heat exchanger associated with the cold heat exchanger unit and the cold heat exchanger exclusively with passive heat transfer means are connected and that the warm heat exchanger associated with warm heat exchanger unit and the warm heat exchanger with active and / or passive heat transfer means are connected.

Weitere Einzelheiten und Vorteile sollen nun anhand eines in der Zeichnung näher dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben werden. Es zeigen:Further Details and advantages will now be based on one in the drawing illustrated embodiment to be discribed. Show it:

1: eine schematische Zeichnung eines Kreislaufs mit thermoakustischem Kühler, 1 : a schematic drawing of a cycle with a thermoacoustic cooler,

2: eine schematische Zeichnung von passiven Wärmeübertragungsmitteln und 2 a schematic drawing of passive heat transfer means and

3: eine schematische Zeichnung des warmen Wärmetauschers in Zusammenhang mit den passiven Wärmeübertragungsmitteln. 3 : A schematic drawing of the warm heat exchanger in connection with the passive heat transfer means.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlkreislaufs für ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem thermoakustischen Kühler 10. Dabei befindet sich der thermoakustische Kühler 10 zwischen einem kalten Wärmetauscher 20 und einem warmen Wärmetauscher 30, die jeweils mit passiven Wärmeübertragungsmitteln 22, 32 mit dem thermoakustischen Kühler 10 verbunden sind. 1 shows an embodiment of a cooling circuit according to the invention for a refrigerator and / or freezer with a thermo-acoustic cooler 10 , This is the thermoacoustic cooler 10 between a cold heat exchanger 20 and a warm heat exchanger 30 , each with passive heat transfer means 22 . 32 with the thermoacoustic cooler 10 are connected.

Der kalte Wärmetauscher 20 ist dabei einem Kühl- und/oder Gefrierraum 40 des Kühl- und/oder Gefriergerätes zugeordnet und dient der Kühlung bzw. der Wärmeabfuhr aus dem Kühl- und/oder Gefrierraum 40.The cold heat exchanger 20 is a refrigerator and / or freezer 40 assigned to the refrigerator and / or freezer and is used for cooling or heat dissipation from the refrigerator and / or freezer compartment 40 ,

Der thermoakustische Kühler 10 umfasst zwei Wärmetauschereinheiten 14, 18, die als bauliche Einheit oder auch voneinander getrennt ausgeführt sein können. Diese Wärmetauschereinheiten 14, 18 bestehen aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit oder weisen ein solches Material auf. Die durch den Resonator 12 erzeugten Schallwellen werden durch die Gasmoleküle im Stack 16 erwärmt und transportieren Wärme von dem kalten Wärmeüberträger 18 auf den warmen Wärmeüberträger 14. Dementsprechend wird es möglich, mittels der passiven Wärmeüberträger 22, 32 den kalten Wärmetauscher 20 abzukühlen bzw. Wärme aus diesem abzuführen und Wärme mittels der passiven Wärmeübertragungsmittel 32 zum warmen Wärmetauscher 30 abzuführen, um vom warmen Wärmetauscher 30 Wärme an die Umgebung abgeben zu können.The thermoacoustic cooler 10 includes two heat exchanger units 14 . 18 , which may be designed as a structural unit or separated from each other. These heat exchanger units 14 . 18 consist of a material with high thermal conductivity or have such a material. The through the resonator 12 generated sound waves are through the gas molecules in the stack 16 heats and transports heat from the cold heat exchanger 18 on the warm heat exchanger 14 , Accordingly, it becomes possible by means of the passive heat exchangers 22 . 32 the cold heat exchanger 20 to cool or dissipate heat from this and heat by means of the passive heat transfer medium 32 to the warm heat exchanger 30 dissipate to from the warm heat exchanger 30 To be able to deliver heat to the environment.

Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass neben den passiven Wärmeübertragungsmitteln 22, 32 aktive, nicht näher dargestellte Wärmeübertragungsmittel vorgesehen sein können, beispielsweise in Form von mit Pumpen betriebenen Fluidkreisläufen, die vorzugsweise als Wärmeträgermedium eine Wasser-Propylenglykolmischung aufweisen.In principle it can be provided that in addition to the passive heat transfer means 22 . 32 active, not shown heat transfer means may be provided, for example in the form of pump-operated fluid circuits, which preferably have a water-propylene glycol mixture as the heat transfer medium.

2 zeigt Ausführungsbeispiele der passiven Wärmeübertragungsmittel 22, die den kalten Wärmetauschern 20 zugeordnet sind. Dabei können, wie links dargestellt, die passiven Wärmeübertragungsmittel 22 als länglich ausgebildete Wärmerohre 22 ausgeführt sein, in denen sich, wie durch den Pfeil innerhalb des Wärmerohres 22 angedeutet, als Arbeitsmedium 25 eine Gas- bzw. Flüssigphase 25 bewegt. Als Gasphase 25 kommt beispielsweise CO₂ oder als Flüssigphase 25 auch H₂O in Betracht. insbesondere ist alternativ oder zusätzlich vorteilhaft denkbar, dass das Arbeitsmedium 25 eines der Kältemittel Methanol, Ethanol oder Ammoniak enthält. 2 shows embodiments of the passive heat transfer means 22 that the cold heat exchangers 20 assigned. In this case, as shown on the left, the passive heat transfer medium 22 as elongated heat pipes 22 be executed, in which, as by the arrow within the heat pipe 22 indicated as a working medium 25 a gas or liquid phase 25 emotional. As gas phase 25 comes, for example, CO ₂ or as a liquid phase 25 also H ₂ O into consideration. In particular, it is alternatively or additionally advantageously conceivable that the working medium 25 one of the refrigerants contains methanol, ethanol or ammonia.

Die passiven Wärmeübertragungsmittel 22 können jedoch ebenfalls und/oder zusätzlich, wie dies in 2 auf der rechten Seite dargestellt ist, als ringförmiges, unendliches Wärmerohr 22 ausgeführt sein, das als offenes System mit oder ohne innenliegender Kapillarstruktur ausgeführt ist. Grundsätzlich gilt bei den in 2 dargestellten Ausführungsformen der passiven Wärmeübertragungsmittel 22, dass der gewünschte Verdampfungspunkt über den Druck eingestellt werden kann. Die passiven Wärmeübertragungsmittel 22 sind mit ihrem den kalten Wärmetauschern 20 abgewandten Enden der kalten Wärmetauschereinheit 18 zugewandt bzw. zugeordnet.The passive heat transfer medium 22 however, may also and / or additionally, as in 2 shown on the right, as a ring-shaped, infinite heat pipe 22 be designed as an open system with or without innenlie gender capillary structure is executed. Basically with the in 2 illustrated embodiments of the passive heat transfer medium 22 in that the desired evaporation point can be adjusted via the pressure. The passive heat transfer medium 22 are with their cold heat exchangers 20 opposite ends of the cold heat exchanger unit 18 facing or assigned.

Die in beidseitiger Richtung eingezeichneten Bewegungspfeile des Arbeitsmediums 25 zeigen an, dass durch Umpolung des thermoakustischen Kühlers 10 ein Abtauvorgang der kalten Wärmetauscher 20 durchgeführt werden kann. Hierzu wird während des Abtauvorgangs Wärme über die Wärmerohre 22 zu den kalten Wärmetauschern 20 von der nunmehr erwärmten, im Normalbetrieb kalten Wärmetauschereinheit 18 gepumpt.The movement arrows of the working medium drawn in both directions 25 indicate that by reversing the thermoacoustic cooler 10 a defrosting of the cold heat exchanger 20 can be carried out. For this purpose, during the defrosting heat on the heat pipes 22 to the cold heat exchangers 20 from the now heated, in normal operation cold heat exchanger unit 18 pumped.

Grundsätzlich ist ebenfalls denkbar, dass das Arbeitsmedium 25 in den passiven Wärmeübertragungsmittel ähnlich dem Stack 16 sich zur Wärmeübertragung oszillierend hin- und her bewegt.In principle, it is also conceivable that the working medium 25 in the passive heat transfer medium similar to the stack 16 oscillating back and forth for heat transfer.

3 zeigt schematisch eine mögliche Ausgestaltung der warmen Seite des Kühlsystems für ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit thermoakustischem Kühler. Dabei sind an der warmen Wärmetauschereinheit 14 mehrere passive Wärmeübertragungsmittel 32 vorgesehen, die zur Wärmeübertragung von der warmen Wärmetauschereinheit 14 zum Wärmetauscher 30 auf der warmen Seite dienen. Der Wärmetauscher 30 ist dabei körperlich an den passiven Wärmeübertragungsmitteln 32, die beispielsweise als Wärmerohr bestehend aus Kupfer ausgeführt sein können. Die körperliche Verbindung des warmen Wärmetauschers 30 mit den Wärmerohren 32 kann beispielsweise durch Kleben oder Löten, aber auch durch eine formschlüssige Verbindung erreicht werden. Die Wärmeabfuhr aus dem bzw. vom Kühl- und/oder Gefriergerät erfolgt über den vorzugsweise an der Rückseite des Kühl- und/oder Gefriergerätes angebrachten warmen Wärmetauscher 30 an die Umgebung. 3 shows schematically a possible embodiment of the warm side of the cooling system for a refrigerator and / or freezer with thermoacoustic cooler. Here are the warm heat exchanger unit 14 several passive heat transfer agents 32 provided for heat transfer from the warm heat exchanger unit 14 to the heat exchanger 30 serve on the warm side. The heat exchanger 30 is physically at the passive heat transfer means 32 , which can be made for example as a heat pipe consisting of copper. The physical connection of the warm heat exchanger 30 with the heat pipes 32 can be achieved for example by gluing or soldering, but also by a positive connection. The heat removal from or from the refrigerator and / or freezer via the preferably attached to the back of the refrigerator and / or freezer warm heat exchanger 30 to the environment.

Grundsätzlich gilt für die in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele der Wärmeübertragung mit passiven Wärmeübertragungsmitteln 22 vom kalten bzw. von den kalten Wärmetauschern 20 zur kalten Wärmetauschereinheit 18 des thermoakustischen Kühlers 10 sowie dem bzw. den warmen Wärmetauscher/n 30 zur warmen Wärmetauschereinheit 14 des thermoakustischen Kühlers 10, dass zusätzlich aktive Wärmeübertragungsmittel in Form von pumpenbetriebenen Wärmeträgermediumkreisläufen vorgesehen sein können. So kann beispielsweise ein pumpenbetriebener Wärmeträgermediumkreislauf zur Wärmeabfuhr aus den kalten Wärmetauschern 20 hin zur kalten Wärmetauschereinheit 18 des thermoakustischen Kühlers 10 vorgesehen sein. Genausogut kann vorgesehen sein, dass zusätzlich ein pumpenbetriebener Wärmeträgermediumkreislauf zwischen der warmen Wärmetauschereinheit 14 und dem warmen Wärmetauscher 30 zur Wärmeabfuhr vorgesehen ist.Basically applies to the in 1 to 3 illustrated embodiments of heat transfer with passive heat transfer means 22 from the cold or from the cold heat exchangers 20 to the cold heat exchanger unit 18 of the thermoacoustic cooler 10 and the warm heat exchanger (s) 30 to the warm heat exchanger unit 14 of the thermoacoustic cooler 10 in that additionally active heat transfer means in the form of pump-operated heat transfer medium circuits can be provided. For example, a pump-driven heat transfer medium circuit for heat removal from the cold heat exchangers 20 towards the cold heat exchanger unit 18 of the thermoacoustic cooler 10 be provided. It may equally well be provided that in addition a pump-operated heat transfer medium circulation between the warm heat exchanger unit 14 and the warm heat exchanger 30 intended for heat dissipation.

Claims

Cooling and / or freezing appliance with at least one thermoacoustic cooler ( 10 ), with at least one cold heat exchanger ( 20 ) for cooling at least one refrigerator and / or freezer compartment ( 40 ) of the refrigerator and / or freezer and at least one warm heat exchanger ( 30 ) for heat removal from the refrigerator and / or freezer, characterized in that passive heat transfer means ( 22 . 32 ) are provided by means of which at least partially heat between the cold heat exchanger ( 20 ) and the thermoacoustic cooler ( 10 ) and / or between the warm heat exchanger ( 30 ) and the thermoacoustic cooler ( 10 ) is transferable, and / or that active heat transfer means are provided, by means of which at least partially heat between the cold heat exchanger ( 20 ) and the thermoacoustic cooler ( 10 ) and / or between the warm heat exchanger ( 30 ) and the thermoacoustic cooler ( 10 ) is transferable.

Cooling and / or freezing appliance according to claim 1, characterized in that the passive heat transfer means ( 22 . 32 ) comprise at least one heat pipe and / or at least one thermosyphon and / or at least one heat pipe.

Cooling and / or freezing appliance according to claim 1 or 2, characterized in that heat between the cold heat exchanger ( 20 ) and the thermoacoustic cooler ( 10 ) and / or between the warm heat exchanger ( 30 ) and the thermoacoustic cooler ( 10 ) exclusively by passive heat transfer means ( 22 . 32 ) is transferable.

Cool- and / or freezer according to claim 1 or 2, characterized in that the active heat transfer medium at least one pump and a circulating with the pump heat transfer medium include.

Cool- and / or freezer according to claim 4, characterized in that the heat transfer medium a liquid with high heat capacity and / or low viscosity is.

Cool- and / or freezer according to claim 4 or 5, characterized in that the heat transfer medium a water-propylene glycol mixture.

Cool- and / or freezer according to one of the claims 4 to 6, characterized in that the pump with a control and / or control unit of the cooling and / or freezer communicates and wherein the pump by means of the control and / or Control unit is controlled and / or regulated.

Cool- and / or freezer according to one of the claims 4 to 7, characterized in that the circuit for guiding the Heat transfer medium plug connection systems for connecting pipes and / or hoses.

Cooling and / or freezing appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the passive heat transfer means ( 22 . 32 ) a working medium ( 25 ), the working medium ( 25 ) at least partially contains at least one of the refrigerants water, methanol, ethanol and / or ammonia.

Cooling and / or freezing appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the passive heat transfer means ( 22 . 32 ) consist at least partially of copper or a copper-containing alloy.

Cooling and / or freezing appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the thermoacoustic cooler ( 10 ) two or more than two heat exchanger units ( 14 . 18 ), in which there is a heating and / or cooling of the heat transfer medium flowing through and / or contained therein.

Cooling and / or freezing appliance according to claim 11, characterized in that the heat exchanger units ( 14 . 18 ) of the thermoacoustic cooler ( 10 ) consist of a material with a high thermal conductivity or have such a material.

Cooling and / or freezing appliance according to one of claims 11 or 12, characterized in that the thermoacoustic cooler ( 10 ) a sound wave delivery means ( 12 ), a warm heat exchanger ( 30 ) associated with the heat exchanger unit ( 14 ), a stack ( 16 ) and a cold heat exchanger ( 20 ) associated with cold heat exchanger unit ( 18 ) having.

Cooling and / or freezing appliance according to claim 13, characterized in that the heat exchanger ( 30 ) associated with the heat exchanger unit ( 14 ) and the warm heat exchanger ( 30 ) exclusively with passive heat transfer means ( 32 ) and that the cold heat exchanger ( 20 ) associated with cold heat exchanger unit ( 18 ) and the cold heat exchanger ( 20 ) with active and / or passive heat transfer means ( 22 ) are connected.

Cooling and / or freezing appliance according to claim 13, characterized in that the cold heat exchanger ( 20 ) associated with cold heat exchanger unit ( 18 ) and the cold heat exchanger ( 20 ) exclusively with passive heat transfer means ( 22 ) and that the heat exchanger ( 30 ) associated with the heat exchanger unit ( 14 ) and the warm heat exchanger ( 30 ) with active and / or passive heat transfer means ( 32 ) are connected.