DE1601010A1

DE1601010A1 - Refrigerator, especially two-temperature refrigerator

Info

Publication number: DE1601010A1
Application number: DE19671601010
Authority: DE
Inventors: Dienemann Dipl-Ing Dr Wolfgang
Original assignee: Robert Bosch Hausgeraete GmbH
Current assignee: Robert Bosch Hausgeraete GmbH
Priority date: 1967-08-19
Filing date: 1967-08-19
Publication date: 1970-05-14
Also published as: DE1601010B2; AT283400B

Description

Kühlgerät, insbesondere Zweitemperaturen Kühlschrank Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät, insbesondere einen Zweitemperaturen-Kühlachrank, mit einem Primär-Kühlsystem zum Kühlen eines Kühlraumes tiefer Temperatur (Gefrierfach) und einem mit dem Verdampfer dieses Kühlraumes gekoppelten, zum Kühlen eines zweiten Kühlraumes (Normalkühlfach) dienenden Sekundär-Kühlsystem, dessen Tierflüssiger und Verdampfer durch eine einzige Rohrleitung verbunden sind. Refrigerator, in particular two-temperature refrigerator The invention relates to a refrigerator, in particular a two-temperature refrigerator cabinet, with a primary cooling system for cooling a low temperature refrigerator (freezer compartment) and a secondary, coupled to the evaporator of this refrigerator compartment, serving to cool a second refrigerator compartment (normal refrigerator compartment) -Cooling system whose animal liquid and evaporator are connected by a single pipe.

Bei Zweitemperaturen-Kühlschränken der genannten Art ist es schwierig, die Temperatur des sekundär gekühlten Normalkühlfaches unabhängig von der Temperatur des primär gekühlten Gefrierfaches zu regeln oder den Verdampfer des Sekundärsystems abzutauen, ohne in dem Gefrierfach einen unerwünschten Temperaturanstieg hervorzurufen. Nach einer bekannten Ausführung wird eine vom Primärsystem begrenzt unabhängige Regelung des Sekundärsystems durch Verändern des Marmeübergangen von dem Primär Verdampfer auf den Sekundär-Verflüssiger erzielt. Zu diesem Zweck kann der Abstand und der Anpreßdruck zwischen diesen beiden «ärmeaustauschern verändert werden. Hierzu ist jedoch ein verhältnismäßig umfangreicher und teurer technischer Aufwand erforderlich. Wegen des hierbei notwendigen mechanischen Kraftaufwandes ist es auch nicht möglich, diese Regelung durch eine einfache selbsttätige Steuerung zu beherrschen. Die bekannte Regelung durch Verändern des Wärmeüberganges ist auch wegen des unvermeidlichen Reif- oder Eisansatzes auf dem Primär Verdampfer störanfällig und daher unzuverlässig. Nach einer anderen bekannten Ausführung ist vorgesehen, zwischen den beiden Wärmeaustauschern des Primär- und Sekundärsystems eine flache Peltierbatterie mit veränderbarer Leistung einzufügen. Die Peltierbatterie kann umgepolt werden, wodurch es möglich ist, den `färmeübergang zwischen den beiden Wärmeaustauschern und damit die Kälteleistung des Sekundär-Systems zu steuern. Bei einer solchen Anordnung ergeben sich zwar nichtdie Schwierigkeiten der mechanischen Steuerung wie bei der eingangs beschriebenen Anordnung, jedoch ist die Regelung mit einer Peltierbatterie ebenfalls sehr aufwendig und teuer. Sie hat sich aus diesem Grunde auch nicht durchsetzen können und bis heute noch keine praktische Bedeutung für die Regelung bei Zweitemperaturen Kihlschränken erlangt.With two-temperature refrigerators of the type mentioned, it is difficult to the temperature of the secondary refrigerated normal refrigerator compartment independent of the temperature to regulate the primary refrigerated freezer compartment or the evaporator of the secondary system defrost without causing an undesirable rise in temperature in the freezer compartment. According to a known embodiment, one is limitedly independent of the primary system Regulation of the secondary system by changing the margin transition from the primary Evaporator achieved on the secondary condenser. To this end, the distance can and the contact pressure between these two heat exchangers can be changed. For this however, a relatively extensive and expensive technical effort is required. Because of the mechanical effort required here, it is also not possible to master this regulation by a simple automatic control. The well-known Regulation by changing the heat transfer is also inevitable because of the Frost or ice accumulation on the primary evaporator prone to failure and therefore unreliable. According to another known embodiment, provision is made between the two heat exchangers of the primary and secondary system is a flat Peltier battery with variable power to insert. The polarity of the Peltier battery can be reversed, which makes it possible to use the `heat transfer between the two heat exchangers and thus the cooling capacity control of the secondary system. With such an arrangement, the Difficulties in mechanical control as in the case of the one described above Arrangement, however, the regulation with a Peltier battery is also very complex and expensive. For this reason, it has not been able to assert itself and still does today has no practical significance for the control of two-temperature refrigerators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Zweitemperaturen-Kühlschrank mit einem Sekundärsystem, dessen Verflüssiger und Verdampfer durch eine einzige Rohrleitung verbunden sind, trotz der bekannten Schwierigkeiten eine zuverlässige, einfache und preiswerte Regelung zu schaffen. Dies c-ird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Sekundär Kühlsystem durch Beheizen der den Verflüssiger mit dem Verdampfer verbindenden Rohrleitung unabhängig von dem Primär-Kühlsystem in seiner IMlteleistung regelbar und abtaubar ist.The invention is based on the object of a two-temperature refrigerator with a secondary system, its condenser and evaporator through a single one Pipeline are connected, despite the known difficulties a reliable, to create simple and inexpensive regulation. This is done according to the invention achieved that the secondary cooling system by heating the condenser with the The pipeline connecting the evaporator is independent of the primary cooling system in its IMel output can be regulated and defrosted.

Eis ist zwar auch schon vorgeschlagen worden, ein Sekundärsystem mit Hilfe einer regelbaren elektrischen Widerstandsheizung zu regeln: Dieses bekannte Sekundärsystem weist aber zwischen dem Verflüssiger und dem Verdampfer für das flüssige und für das gasförmige Ifältemittel je eine besondere, also zwei Verbindungsleitungen auf. Dabei ist in der Verbindungsleitung fßnr das flüssige Kältemittel eine Kapillare angeordnet, der im Strömungseeg des Kältemittels eine Heizvorrichtung vorgeschaltet ist. Die IG3.lteleistung des Sekundärsystems soll dabei mit Hilfe der Heizvorrichtung durch teilweises Verdampfen des-flüssigen Kältemittels vor dessen Eintritt in die Kapillare geregelt werden.Ice cream has also been proposed to use a secondary system To regulate with the help of an adjustable electrical resistance heater: This well-known Secondary system points but between the condenser and the evaporator for the liquid and for the gaseous refrigerant one special, i.e. two connecting lines on. There is a capillary in the connection line for the liquid refrigerant arranged upstream of a heating device in the flow seeg of the refrigerant is. The IG3.lteleistung of the secondary system should be done with the help of the heating device by partial evaporation of the liquid refrigerant before it enters the Capillary are regulated.

Es soll also hiermit ein Effekt erzielt werden, der bei Kompressionskältemaschinen mit einer als Dampfschloß bekannten Einrichtung erzielt wird. Wegen des fehlenden Gegendrucks und der daher nur geringen Druckunterschiede im Sekundärkreislauf steigt dabei aber der weitaus größte Teil der durch das Beheizen entstehenden Gasblasen in dem flüssigen Kältemittel nach oben auf. Sie gelangen daher in den Verflüssiger und gehen. nicht, wie vorgesehen, mit dem flüssigen Kältemittel durch die Kapillare. Die gewünschte Wirkung kann also mit dieser bekannten Vorrichtung nicht erzielt werden. Es besteht vielmehr der wesentliche Nachteil, daß sich bei der Beheizung des Kältemittels vor dem Eintritt in die Kapillare der Kältemittelkreislauf durch die aufsteigenden Gasblasen umkehrt und daher seine ursprüngliche Funktion nicht mehr erfüllt. Die gleiche Gefahr besteht auch insbesondere dann, wenn der Sekundär Verdampfer mit Hilfe der Heizvorrichtung abgetaut werden soll.The aim here is to achieve an effect that is similar to that in compression refrigeration machines achieved with a device known as a steam lock will. Because the lack of back pressure and the therefore only small pressure differences in the secondary circuit however, by far the greater part of the gas bubbles created by the heating increase in the liquid refrigerant to the top. They therefore get into the condenser and go. not, as intended, with the liquid refrigerant through the capillary. The desired effect can therefore not be achieved with this known device will. Rather, there is the main disadvantage that when heating of the refrigerant before entering the capillary through the refrigerant circuit reverses the rising gas bubbles and therefore does not perform its original function more fulfilled. The same danger exists especially when the secondary The evaporator is to be defrosted using the heating device.

Bei einem Sekundärsystem, bei dem dagegen nur eine einzige Verbindungsleitung zwischen dem Verflüssiger und dem Verdampfer angeordnet ist treten diese Nachteile nicht auf, da hier in einer einzigen Verbindungsleitung, die keine Drosselstelle, sondern einen verhältnismäßig großen Durchmesser hat, flüssiges und gasförmiges Kältemittel in entgegengesetzter Richtung strömen können, ohne sich gegenseitig dabei zu behindern.In the case of a secondary system in which, on the other hand, only a single connection line These disadvantages occur between the condenser and the evaporator not on, because here in a single connecting line that does not have a throttle point, but has a relatively large diameter, liquid and gaseous Refrigerants can flow in opposite directions without affecting each other to hinder it.

Eine besonders günstige Anordnung kann bei der Einrichtung nach der Erfindung dadurch erzielt werden, daß als Heizvorrichtung eine ein." oder mehrstufige elektrische Widerstandsheizung verwendet ist, die auf der den Verflüssiger mit dem Verdampfer des Sekundärsystems verbindenden Rohrleitung angeordnet ist und gegen Wärmeverluste nach aussen mit einem Wärmedämmstoff isoliert ist. Weitere in den Ansprüchen genannte vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung an Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten einzigen Ausführungsbeispieles erläutert.A particularly favorable arrangement can be used in the device according to the Invention can be achieved that as a heating device. "Or multi-stage electrical resistance heating is used, which is connected to the condenser with the Evaporator of the secondary system connecting pipeline is arranged and against Heat loss is insulated to the outside with a thermal insulation material. Further Advantageous features of the invention mentioned in the claims are in the following Description based on the single exemplary embodiment shown schematically in the drawing explained.

Eine von einem Verdichter 1 betriebene Kältemaschine weist in der üblichen Anordnung hintereinandergeschaltet einen Verflüssiger 2' eine Drosselkapillare 3, sowie einen Verdampfer 4 und eine Saugrohr 5 auf, in denen das Kältemittel in der durch Pfeile angegebenen Richtung umläuft. Mit dem Verdampfer 4 dieser Kältemaschine wird das lediglich in seinen Umrissen strichpunktiert angedeutete Gefrierfach 6 eines Zweitemperaturen-Kühlschrankes primär gekühlt, wobei nicht weiter dargestellte Regelorgane in bekannter Weise die im Gefrierfach 6 eingestellte Temperatur konstant halten.A refrigerating machine operated by a compressor 1 has in the usual arrangement in series a condenser 2 'a throttle capillary 3, as well as an evaporator 4 and a suction pipe 5, in which the refrigerant in in the direction indicated by arrows. With the evaporator 4 of this refrigeration machine the freezer compartment 6, which is only indicated in its outlines by dash-dotted lines of a two-temperature refrigerator is primarily cooled, not further shown Control organs in a known manner keep the temperature set in the freezer compartment 6 constant keep.

Ein unterhalb des Gefrierfaches 6 angeordnetes, in der Zeichnung ebenfalls lediglich durch eine strichpunktierte Linie in seinen Umrissen angedeutetes Normalkühlfach 7 wird dagegen durch ein Sekundärsystem gekühlt, das im wesentlichen aus einem Sekundär Verflüssiger 8, einem Sekundär Verdampfer 9 und einem diese beiden @rärmeaustauscher verbindenden einzigen Verbindungsrohr 10 besteht. Der Verflüssiger 8 ist in bekannter Weise in gut wärmeleitendem Kontakt mit dem Verdampfer 4 des Primärsystems gekoppelt.One arranged below the freezer compartment 6, also in the drawing normal refrigerator compartment indicated only by a dash-dotted line in its outlines 7, however, is cooled by a secondary system, which essentially consists of a secondary Condenser 8, a secondary evaporator 9 and one of these two heat exchangers connecting single connecting pipe 10 is made. The condenser 8 is known in Way coupled in good thermal contact with the evaporator 4 of the primary system.

Auf dem Verbindungsrohr 10 ist eine Heizvorrichtung 11 in Form einer Heizpatrone befestigt, die als regelbare ein- oder mehrstufige elektrische Widerstandsheizung ausgebildet sein kann. Neben dieser, der Regelung der Kälteleistung des Sekundärsystems dienenden Heizvorrichtung 11 kann ferner an dem Sekundär-Verdampfer 9 eine weitere Heizvorrichtung 12 vorgesehen sein, die zum beschleunigen des Abtauvorganges beim Abtauen des Sekundär-Verdampfers 9 dient.On the connecting pipe 10 is a heating device 11 in the form of a Fastened heating cartridge, which acts as an adjustable single or multi-stage electrical resistance heater can be formed. In addition to this, the regulation of the cooling capacity of the secondary system Serving heating device 11 can also be a further on the secondary evaporator 9 Heater 12 may be provided to accelerate the defrosting process when defrosting the secondary evaporator 9 is used.

Die Wirkungsweise der Regelvorrichtung ist wie folgt: Bei ausgeschalteter Heizvorrichtung 11 fließt das ganze im Sekundär Verflüssiger 8 ,verflüssigte Kältemittel in dem Sekundärverdampfer 9, wo es unter Aufnahme von Wärme verdampft und so den Normalkühlraum 7 durch Übertragung der Kälteleistung von dem Verdampfer ¢ in dem Gefrierfach 6 kühlt. Wird nun die Heizvorrichtung 11 eingeschaltet, dann wird schon an dieser Stelle in dem Verbindungsrohr 10 ein entsprechender Teil des flüssigen Kältemittels verdampfen und wieder nach oben in den Verflüssiger 8 steigen. Auf diese Weise steht in dem Verdampfer 9 weniger Kältemittel zum Verdampfen zur Verfügung und die übertragene Kälteleistung wird geringer.The operation of the control device is as follows: When switched off Heating device 11 flows all of the refrigerant liquefied in the secondary condenser 8 in the secondary evaporator 9, where it evaporates while absorbing heat and so the Normal cold room 7 by transferring the cooling capacity from the evaporator ¢ in the Freezer compartment 6 cools. If the heating device 11 is now switched on, then it is already at this point in the connecting pipe 10 a corresponding part of the liquid Evaporate the refrigerant and go back up into the condenser 8. on in this way, less refrigerant is available for evaporation in the evaporator 9 and the transferred cooling capacity is lower.

Hei der beschriebenen Anordnung ist es zweckmäßig, die Heizvorrichtung 11 zu isolieren, damit möglichst wenig Wärme nach aussen verloren geht. Wenn möglich wird daher die Heizvorrichtung 11, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel angedeutet, in die wärmeisolierte Trennwand gelegt, die das Gefrierfach und das Normalkühlfach voneinander trennen. Es ist jedoch auch möglich, die Verbindungsleitung 10 mit der Heizvorrichtung in der wärmeisolierten Seitenwand oder der Rückwand des Zweitemperaturen-Kühlschranks anzuordnen.Hei the arrangement described, it is expedient, the heating device 11 to insulate so that as little heat as possible is lost to the outside. If possible is therefore the heating device 11, as in the illustrated embodiment indicated, placed in the heat-insulated partition that holds the freezer compartment and the Separate the normal refrigerator compartments from one another. However, it is also possible to use the connecting line 10 with the heating device in the thermally insulated side wall or the rear wall of the To arrange two-temperature refrigerator.

Die Wärmeabgabe der Heizvorrichtung kann sowohl durch stufenlose Regelung als auch durch Ein-Aus-Schaltung einer konstanten Heizleistung den jeweiligen Erfordernissen angepaßt sein. Sie kann darüber hinaus ein- oder mehrstufig ausgelegt sein. Die Regelung der Heizvorrichteng kann sowohl vom Normalkühlraum (z. B. von der Oberflächentemperatur des Verdampfers 9) als auch von der Umgebungstemperatur des Zweitemperaturen-Kühlschrankes her erfolgen.The heat output of the heating device can both by stepless regulation as well as by switching a constant heating power on and off to meet the respective requirements be adjusted. It can also be designed in one or more stages. the Control of the heating devices can be used both from the normal cold room (e.g. B. from the surface temperature of the evaporator 9) and from the ambient temperature the two-temperature refrigerator.

Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch vorgesehen sein, daß die Verbindungsleitung 10 im Bereich der Heizvorrichtung 11 waagerecht oder nur mit geringer Neigung verläuft. Auf diese Leise kann durch ein langsameres Abwärtsströmen des flüssigen Kältemittels an dieser Stelle eine bessere Ausnutzung der Heizleistung erreicht werden.Notwithstanding the illustrated embodiment, provision can also be made be that the connecting line 10 in the area of the heating device 11 is horizontal or runs only with a slight incline. This can be done by a slower one Downward flow of the liquid refrigerant at this point a better utilization the heating power can be achieved.

Bei einem mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ausgestatteten Sekundärsystem ist es möglich, den Sekundär Verdampfer 9 periodisch abzutauen. Dies geschieht bei der oben erwähnten Ein-Aus-Schaltung einer konstanten Heizleistung auf einfache Weise dadurch, daß man die Oberflächentemperatur des Sekundär Verdampfers 9 über 0 0 C ansteigen läßt, wenn die Heizvorrichtung 11 eingeschaltet ist. Dies gilt natürlich-nur, wenn die Betriebstemperatur in dem Normalkühlrauen über 0 0 C liegt.In a secondary system equipped with the heating device according to the invention, it is possible to defrost the secondary evaporator 9 periodically. With the above-mentioned on-off switching of a constant heating power, this is done in a simple manner in that the surface temperature of the secondary evaporator 9 is allowed to rise above 0 ° C. when the heating device 11 is switched on. Of course, this only applies if the operating temperature in the normal cooling room is above 0 ° C.

Soll die Betriebstemperatur dagegen in einem Bereich um 0 0 C oder darunter liegen, dann kann zum sicheren Abtauen des Sekundär Verdampfers auf diesem die zusätzliche Heizvorrichtung 12 angeordnet sein, welche dann gleichzeitig mit der Heizvorrichtung 11 eingeschaltet werden kann.If, on the other hand, the operating temperature is in a range around 0 ° C. or below, the additional heating device 12, which can then be switched on at the same time as the heating device 11, can be arranged on the secondary evaporator for safe defrosting.

Ist es jedoch erforderlich die Heizvorrichtung 11 stufenlos zu regeln, so wird ein vollautomatisches Abtauen dadurch möglich, daß z. B. durch eine Steueruhr einmal täglich die maximale Heizleistung eingeschaltet wird. Für eine dabei vorgesehene zusätzliche Heizvorrichtung 12 gilt dabei das gleiche wie oben.However, if it is necessary to regulate the heating device 11 steplessly, so a fully automatic defrosting is possible that z. B. by one Control clock the maximum heating output is switched on once a day. For one The additional heating device 12 provided here is the same as above.

Da im Sekundär-Verflüssiger 8 unabhängig vom jeweiligen Betriebszustand des Sekundärsystems.immer die gleiche Kältemittelmenge verflüssigt wird, kann die Temperatur im Gefrierfach 6 nicht durch das Abtauen des Sekundär Verdampfers 9 beeinflußt werden.Since the secondary condenser 8 is independent of the respective operating state of the secondary system. If the same amount of refrigerant is always liquefied, the The temperature in the freezer compartment 6 is not affected by the defrosting of the secondary evaporator 9 will.

Im Falle, daß der Verdampfer 4 aus einer walzgeschweißten Verdampferplatte hergestellt ist, kann es zweckmäßig sein, das Kanalsystem des Sekundär-Verflüssigers 8 in dieser Verdampferplatte vorzusehen und diese in bekannter Weise zusammen mit dem Kanalsystem des Verdampfers 4 in einem Arbeitsgang herzustellen.-Der Sekundär-Verdampfer 9 kann beliebig mit relativ großer oder auch kleiner Oberfläche ausgelegt sein, je nachdem ob in dem Normalkühlfach eine hohe relative Luftfeuchtigkeit herrschen soll oder ob die Herstellungskosten des Verdampfers niedrig gehalten werden sollen.In the case that the evaporator 4 consists of a roll-welded evaporator plate is made, it may be appropriate to use the duct system of the secondary condenser 8 to be provided in this evaporator plate and this in a known manner together with the duct system of the evaporator 4 in one operation.-The secondary evaporator 9 can be designed with any relatively large or small surface, depending on whether there is a high relative humidity in the normal refrigerator compartment should or whether the manufacturing costs of the evaporator should be kept low.

Claims

Claims 1. A cooling device, in particular two temperatures refrigerator with a primary cooling system for cooling a cooling chamber low temperature (freezing) and with the evaporator of this Kühlraumes.gekoppelten, for cooling a second cooling chamber (normal refrigeration compartment) serving the secondary cooling system, the condenser and evaporator are connected by a single pipe, characterized in that the secondary cooling system (8, 9 and 10) by heating the pipe (10) connecting the condenser (8) to the evaporator (9) is independent of the primary cooling system in its cooling capacity is adjustable and defrostable.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the heating device (11) is a single or multi-stage electrical resistance heating is used, which is arranged on the pipe (10) and is insulated against heat loss to the outside with a Märmedämmstoff.

3. Cooling device according to claim 2, characterized in that the heating device (11) on that Section of the pipeline (10) is arranged, which in the heat-insulated partition between the freezer compartment (6) and the normal refrigerator compartment (7).

4. Cooling device after the preceding claims, characterized in that the heating power of the heating device (11) is controlled as a function of the internal temperature of the normal refrigerator compartment (7).

5. Cooling device according to Claims 1 to 4, characterized in that for acceleration the defrosting process on the secondary condenser (9) an additional heating device (12) is arranged to defrost the secondary condenser (9) together with the heating device (11) can be switched on.