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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät.
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Bei Kältegeräten gelangt durch die gelegentlich geöffnete Kältegerätetür oder durch das Verdunsten von Feuchtigkeit aus dem Kühlgut Feuchtigkeit in die Lagerkammer zum Aufbewahren von Kühlgut. Das in der Luft gebundene Wasser fällt dann als Tauwasser an den kalten Lagerkammerwänden aus. Bei bekannten Kältegeräten, insbesondere Kühl- und Gefriergeräten, wird verbreitet das beim Betrieb anfallende Tauwasser über Leitungen oder Kanäle durch Fließen unter Gravitationseinwirkung nach außen in eine, unterhalb von Austrittsdurchführungen der Lagerkammer angebrachte, sogenannte Verdunstungsschale geleitet. Die Verdunstungsschale ist üblicherweise in einem Bereich des Maschinenraums, vorzugsweise oberhalb des Verdichters, angeordnet. Darin aufgefangenes Tauwasser verdunstet aufgrund der Erwärmung der Verdunstungsschale, insbesondere durch die Übertragung von Wärme vom Verdichter zum Auffangbehälter, und wird so an die Umgebungsluft abgegeben. Dadurch kann eine bestimmte Menge an Kondenswasser abgeführt werden, ohne dass die Verdunstungsschale geleert werden muss oder überläuft. Die Verdunstungsrate der Verdunstungsschale wird durch die Umgebungsbedingungen beeinflusst. Dies sind z.B. die Umgebungslufttemperaturen, Luftströmungen und Temperaturen bzw. Wärmen in der Nähe oder im thermischen Kontakt mit der Verdunstungsschale befindlicher Komponenten.
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Bei neuen Kältegeräten werden durch eine optimierte Isolation die Laufzeiten des Verdichters reduziert. Ferner stehen immer effizientere Verdichter mit geringeren Wärmeverlusten und dadurch einer geringeren Wärmeabgabe zur Verfügung. Zunehmend kommen daher leistungsschwächere Verdichter zum Einsatz, die die Verdunstungsschale geringer aufheizen. Ein erhöhtes Aufkommen von Kondenswasser tritt ferner in tropischen Gebieten auf Grund der hohen Luftfeuchtigkeit auf.
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Bei modernen Kältegeraten mit hochwertiger Isolation kann es daher geschehen, dass die Abwärme des Verdichters nicht mehr genügt, um das Tauwasser mit der Rate zu verdunsten, mit der es entsteht, so dass schließlich die Verdunstungsschale überläuft. Wenn das überlaufende Tauwasser an Spannung führende Bauelemente unterhalb des Auffangbehälters gelangt, können Schäden an der Elektrik des Kältegerätes die Folge sein. Aus dem Gerät austretendes Tauwasser ist insbesondere auch dann besonders unerwünscht wenn das Kältegerät zur Montage in Möbeln vorgesehen ist.
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In tropischen Regionen mit hoher Luftfeuchtigkeit werden daher auf Grund der deutlich besseren Entfeuchtung in der Regel “Full-NoFrost-Geräte“ eingesetzt. „Full-NoFrost“ Systeme haben einen offenen Kreislauf bei dem der Kühlteil durch eine entfeuchtete Luftströmung aus dem Gefrierteil gekühlt wird. Hybridkreisläufe, d. h. Geräte mit zwei getrennten Kältekreisläufen, die beispielsweise ein NoFrost-System im Gefrierteil und ein statisches System in Kühlteil umfassen, sind im Einsatz energieeffizienter. Sie können jedoch auf Grund der genannten Problematik in solchen Regionen nur eingeschränkt eingesetzt werden.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Kältegerät zu schaffen bei dem insbesondere das Kondenswasserproblem im Kühlteil gelöst wird.
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Die Aufgabe wird durch ein Kältegerät mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem Aspekt weist ein erfindungsgemäßes Kältegerät wenigstens eine thermisch isolierte Lagerkammer zur Aufnahme von Kühlgut und einen Hybridkreislauf mit statischem Kühlteil zum Kühlen der Lagerkammer auf. Der Hybridkreislauf mit statischem Kühlteil weist einen besonders hohen Wirkungsgrad auf. Dabei kann auf eine Zwangszirkulation des Kältemittels verzichtet werden. In der Lagerkammer ist ein zusätzlicher Verdampfer zum Verdampfen eines Kältemittels vorgesehen. Der Verdampfer kühlt sich wenigstens abschnittsweise durch dass Verdampfen des Kältemittels ab. An den kalten Flächen des Verdampfers kann sich Kondenswasser bilden. Mittels des zusätzlichen Verdampfers lässt sich daher das als Luftfeuchtigkeit in der Luft der Lagerkammer, d. h. des Kühlraums, enthaltende Wasser auskondensieren. Das auskondensierte gesammelte Wasser kann dann abgeführt werden. Auf diese Weise kann die Luftfeuchtigkeit in der Lagerkammer eingestellt werden. Dies hat gerade beim Einsatz des Kältegerätes in Gebieten mit hoher Luftfeuchtigkeit, beispielsweise den Tropen, den Vorteil, dass eine unvorteilhaft hohe Luftfeuchtigkeit in der Lagerkammer vermieden werden kann. Neben einem ungewünschten Austreten von Flüssigkeit aus der Lagerkammer des Kältegerätes kann dadurch auch eine Schimmelbildung am Kühlgut verhindert werden. Das erfindungsgemäße Kältegerät ermöglicht daher den Einsatz hocheffizienter Hybridkältegeräte in tropischen Regionen. Dabei kann die Entfeuchtung des Innenraums über eine angepasste Steuerung des Verdampfers eingestellt werden.
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Der Kältekreislauf des Kältegerätes umfasst beispielsweise einen Verdichter zum Verdichten von Kältemitteldampf, einen dem Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger zum Kondensieren des Kältemitteldampfes und den dem Verflüssiger nachgeschalteten und dem Verdichter vorgeschalteten Verdampfer zum Verdampfen des verflüssigten Kältemittels. Der Verdichter ist wie der Verdampfer zur Wärmeübertragung zwischen zugeführter Luft und dem Fluid eingerichtet.
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Unter Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät, das zur Haushaltsführung in Haushalten oder im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient, Lebensmittel und/oder Getränke bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgerätekombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinkühlschrank.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Verdampfer Teil eines vom Hybridkreislauf separaten Kältekreislaufs. Dies erlaubt es, den Verdampfer weitgehend unabhängig vom Hybridkreislauf zu betreiben. Der Verdampfer kann ebenso in den Kältemittelkreislauf des Hybridkreislaufs integriert sein, wodurch Redundanzen in der Kältetechnik entfallen können und der Aufbau des Kältegerätes vereinfacht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Verdampfer separat zum Hybridkreislauf ansteuerbar. Damit lässt sich eine unabhängige Luftfeuchtigkeitssteuerung realisieren. Dadurch kann ein bestehendes Kältegerät einfach um die Funktionalität der Luftfeuchtigkeitssteuerung erweitert werden. Ferner können Kältegerätevarianten mit und ohne Luftfeuchtigkeitssteuerung mit geringem Anpassaufwand realisiert werden. Störeinflüsse in die Luftfeuchtigkeitssteuerung durch die Kältegerätesteuerung können auf ein geringes Maß reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Verdampfer in Rollbondtechnik ausgeführt. Die Verdampferplatte besteht dann beispielsweise aus zwei Aluminiumblechen, mit einem dazwischen verlaufenden Kanalsystem zur Durchleitung des Kältemittels. Dadurch kann er kostengünstig als Blechformteil hergestellt werden. Seine Eigenschaften ergeben ferner optimale Resultate bezüglich des Energieverbrauchs im Kältegerät.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Verdampfer ein Gebläse zur Erhöhung der Luftzirkulation am Verdampfer auf. Durch eine Erhöhung der Luftströmungsgeschwindigkeit am Verdampfer kann dem Verdampfer mehr Luft zugeführt werden und damit der Feuchtigkeitsaustrag aus der Luft erhöht werden. Dies erlaubt eine kompakte Gestaltung des Verdampfers, da die der Kondensation dienenden kalten Flächen klein gehalten werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Feuchtigkeitssensor an der Lagerkammer vorgesehen, mit dem eine Luftfeuchtigkeit in der Lagerkammer erfassbar ist und der steuerungstechnisch an den Verdampfer angeschlossen ist. Der Verdampfer kann dann beispielsweise in Abhängigkeit von der durch den Feuchtigkeitssensor erfassten Luftfeuchtigkeit regelbar sein. Eine Möglichkeit hierzu ist, dass das Gebläse in Abhängigkeit von der durch den Feuchtigkeitssensor erfassten Luftfeuchtigkeit regelbar ist. Weist das Gebläse beispielsweise ein Flügelrad auf, kann dessen Drehzahl und damit der Luftdurchsatz durch das Gebläse in Abhängigkeit von der erfassten Luftfeuchtigkeit geregelt werden. Dies erlaubt eine angepasste Regelung der Luftentfeuchtung. Genauso ist es möglich, den Kältemitteldurchfluss durch den Verdampfer in Abhängigkeit von der erfassten Luftfeuchtigkeit zu regeln. Dadurch kann ebenso die Auskondensierleistung des Verdampfers an die Luftfeuchtigkeit in der Lagerkammer angepasst werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Verdampfer eine Rinne zum Sammeln und Ableiten von Kondenswasser auf. Dadurch kann das Kondenswasser, das sich am Verdampfer bildet, zusammengeführt werden. Die Rinne erlaubt es das gesammelte Kondenswasser dann beispielsweise in eine Auffangschale bzw. aus der Lagerkammer heraus zu leiten.
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Gemäß einer Ausführungsform ist ein Deckel vorgesehen, mit dem die Rinne abdeckbar ist. Durch den Deckel kann ein Verdunsten von bereits kondensierter Feuchtigkeit verhindert werden. Ferner ermöglicht der Deckel die Bildung eines kanalförmigen geschlossenen Systems, dass gegen den Eintrag von Schmutz oder das Einbringen von Gegenständen unempfindlich ist. Die Rinne weist beispielsweise einen V-querschnittsförmigen Bodenabschnitt auf. Dadurch ergibt sich ein gutes linienförmiges Ausgießverhalten am Ende des V-querschnittsförmigen Bodenabschnitts. Dies erlaubt ein genaues Einfüllen des Kondenswassers beispielsweise in eine rohrförmige Ableitung. Die Rinne kann ebenso einen ebenen Bodenabschnitt aufweisen, der eine gute Raumausnutzung ermöglicht. Eine Fortführung des ebenen Bodenabschnitts in den V-querschnittsförmigen Bodenabschnitt ermöglicht die Kombination einer guten Raumausnutzung bei einem konzentrierten Abflussverhalten. Vorteilhaft ist die Rinne dann bei betriebsbereit aufgestelltem Kältegerät in Richtung vom ebenen Bodenabschnitt auf den V-förmigen Bodenabschnitt zu nach unten geneigt. Dadurch ergibt sich ein guter Ablauf des Kondenswassers, ohne dass sich dieses in der Rinne staut.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das statische Kühlteil ein weiterer Verdampfer, insbesondere ein Plattenverdampfer oder ein Rollbond-Verdampfer. Die statische Kühlung wird auf diese Weise bevorzugt durch eine Metallplatte des weiteren Verdampfers erreicht. Das statische Kühlteil kann generell jedes an sich bekannte statische Kühlteil sein.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Kältegerätes hinzufügen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie des im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigelegte Figur näher erläutert.
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Es zeigt dabei:
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1: eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Kältegerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Kältegerätes 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Kältegerät 1 weist eine thermisch isolierte Lagerkammer 3 zur Aufnahme von Kühlgut auf, die die dargestellte Anordnung umgebend angeordnet ist. Die Lagerkammer 3 wird bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Hybridkreislaufs mit statischem Kühlteil gekühlt. In der Lagerkammer 3 ist ein zusätzlicher Verdampfer 5 zum Verdampfen eines Kältemittels vorgesehen. Der Verdampfer 5 ist Teil eines Kältekreislaufs 21. Der Verdampfer 5 ist als nach oben offenes im Wesentlichen U-querschnittsförmiges Profil geformt. Ein Kältemittelkanal 6 verläuft durch den Verdampfer 5 und bindet diesen fluidleitend in den Kältekreislauf 21 ein. Ein Gebläse 7 ist im Bild schräg rechts oberhalb des Verdampfers 5 angeordnet. Das Gebläse 7 ist eingerichtet, einen Luftstrom zu erzeugen, der die Luftzirkulation am Verdampfer 5 erhöht und damit den Wärmeübergang zwischen der Luft und dem Verdampfer 5 steigert. Beim Verdampfen entzieht das Kältemittel dem Verdampfer 5 Wärme, so dass sich dieser abkühlt und in der Luft in der Lagerkammer 3 enthaltene Feuchtigkeit am Verdampfer 5 auskondensiert. Der Verdampfer 5 weist eine Rinne 11 auf, die das Kondenswasser aufnimmt. Im Bild ist oberhalb des Verdampfers 5 ein Deckel 13 dargestellt, mit dem die Rinne 11 nach oben abgedeckt werden kann. Der Deckel 13 wird dazu abgesenkt, so dass die Rinne 11 nach oben abgeschlossen wird. Dadurch wird der mittels des Gebläses 7 erzeugte Luftstrom, der durch einen Pfeil 23 symbolisiert ist, durch die Rinne 11 des Verdampfers 5 geleitet. Die Rinne 11 weist einen V-querschnittsförmigen Bodenabschnitt 15 auf. Dadurch wird ein punktgenaues Ausgießen des Kondenswassers aus der Rinne 11 beispielsweise in einen Kanal oder eine Schale ermöglicht, was hier durch einen nach unten weisenden Pfeil 19 angedeutet ist. Es ergibt sich ein gutes Ausgießverhalten am Ende des V-querschnittsförmigen Bodenabschnitts 15. Die Rinne 11 weist ferner einen ebenen Bodenabschnitt 17 auf, der sich an den V-förmigen Bodenabschnitt in Richtung auf das Gebläse 7 zu anschließt. Die Rinne 11 ist beim betriebsbereit aufgestellten Kältegerät 1 in Richtung vom ebenen Bodenabschnitt 17 auf den V-förmigen Bodenabschnitt 15 zu nach unten geneigt. Dadurch ergibt sich ein guter Ablauf des Kondenswassers, ohne dass sich dieses in der Rinne 11 staut. In der Lagerkammer 3 ist ferner ein, im Bild als schwarzer Punkt symbolisierter, Feuchtigkeitssensor 9 angeordnet. der steuerungstechnisch an den Verdampfer 5 angeschlossen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Gebläse 7 ein Flügelrad auf, dessen Drehzahl und damit der Luftdurchsatz durch das Gebläse 7 in Abhängigkeit von der erfassten Luftfeuchtigkeit geregelt werden kann. Dies erlaubt eine angepasste Regelung der Luftentfeuchtung. Genauso ist es möglich den Kältemitteldurchfluss durch den Verdampfer 5 in Abhängigkeit von der erfassten Luftfeuchtigkeit zu regeln.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kältegerät
- 3
- Lagerkammer
- 5
- Verdampfer
- 6
- Kältemittelkanal
- 7
- Gebläse
- 9
- Feuchtigkeitssensor
- 11
- Rinne
- 13
- Deckel
- 15
- V-querschnittsförmigen Bodenabschnitt
- 17
- Ebener Bodenabschnitt
- 19
- Kondenswasserabführung
- 21
- Kältekreislauf
- 23
- Luftstrom