DE202007001853U1

DE202007001853U1 - Fridge and / or freezer

Info

Publication number: DE202007001853U1
Application number: DE202007001853U
Authority: DE
Original assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Current assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2017-02-09

Abstract

Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Wärmeträgerkreislauf, der einen magnetischen Kühler (10) sowie eine Pumpe (100) zur Förderung eines Wärmeträgermediums durch den Wärmeträgerkreislauf umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (100) derart ausgeführt ist und/oder derart angesteuert wird, dass der mittlere Druck im Wärmeträgerkreislauf oder der Druck auf der Druckseite der Pumpe (100) im Bereich von 1,0 bis 2,0 bar liegt.Cooling and / or freezer with a heat transfer circuit, the one magnetic cooler (10) and a pump (100) for conveying a heat transfer medium through the heat transfer circuit comprises, characterized in that the pump (100) is designed such and / or is controlled such that the mean pressure in the heat transfer circuit or the pressure on the discharge side of the pump (100) in the range of 1.0 to 2.0 bar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Wärmeträgerkreislauf, in dem sich ein magnetischer Kühler sowie eine Pumpe zur Förderung eines Wärmeträgermediums durch den Wärmeträgerkreislauf befinden.The The present invention relates to a refrigerator and / or freezer with a Heat transfer circuit, in which is a magnetic cooler and a pump for promotion a heat transfer medium through the heat transfer circuit are located.

Bei der magnetischen Kühlung wird unter Nutzung des sogenannten magnetokalorischen Effektes ein durch einen Wärmeträgerkreislauf strömendes Wärmeträgermedium erwärmt und abgekühlt. Die dabei ablaufenden Prozeßschritte sind üblicherweise die Magnetisierung, der Wärmeentzug, die Entmagnetisierung und die Kältenutzung, die kontinuierlich wiederholt werden. Zur Durchführung dieser Prozeßschritte sind unterschiedliche Verfahren bekannt. Denkbar ist es beispielsweise, ein ortsfest angeordnetes magnetokalorisches Material und einen oder mehrere rotierende Magnete einzusetzen, die das magnetokalorische Material periodisch magnetisieren und entmagnetisieren, wobei dieses eine Erwärmung sowie eine Abkühlung erfährt. Die Erwärmung bzw. Abkühlung des magnetokalorischen Materials wird dazu genutzt, um das durch den magnetischen Kühler strömende Wärmeträgermedium zu erwärmen bzw. abzukühlen. Denkbar ist es auch, den oder die Magneten ortsfest und das magnetokalorische Material bewegt anzuordnen oder das magnetokalorische Material in dem Wärmeträgermedium vorzusehen.at the magnetic cooling becomes due to the so-called magnetocaloric effect through a heat transfer circuit streaming Heat transfer medium heated and cooled. The thereby running process steps are common the magnetization, the heat extraction, the Demagnetization and the use of cold, which are repeated continuously. To carry out these process steps Different methods are known. It is conceivable, for example, a fixedly arranged magnetocaloric material and a or use several rotating magnets that magnetocaloric Magnetize and demagnetize material periodically, this one a warming and a cool down experiences. The warming or cooling The magnetocaloric material is used to make that through the magnetic cooler flowing Heat transfer medium to warm up or to cool. It is also conceivable, the magnet or magnets stationary and the magnetocaloric Moving material moves or the magnetocaloric material in to provide the heat transfer medium.

Ein denkbarer Wärmeträgerkreislauf umfaßt einen sogenannten kalten Wärmetauscher, den genannten magnetischen Kühler, einen warmen Wärmetauscher und eine Pumpe zur Förderung des Wärmeträgermediums durch den Wärmeträgerkreislauf. Während der Magnetisierung des magnetokalorischen Materials erfährt dieses eine Erwärmung. Die Wärme wird auf das Wärmeträgermedium übertragen. Das Wärmeträgermedium wird dann mittels der Pumpe in den warmen Wärmetauscher gefördert, in dem es abgekühlt wird. Im Anschluß daran erfolgt die weitere Abkühlung des Wärmeträgermediums in dem entmagnetisierten und daher gekühlten Bereich des magnetischen Kühlers. Das auf diese Weise abgekühlte Wärmeträgermedium durchströmt sodann den kalten Wärmetauscher, der zur Kühlung des Kühl- und/oder Gefriergutes dient. Das Wärmeträgermedium erwärmt sich dabei und wird sodann erneut in dem magnetisierten Bereich des magnetischen Kühlers weiter erwärmt. Es gelangt dann schließlich wieder über die Pumpe zu dem genannten warmen Wärmetauscher.One conceivable heat transfer circuit includes one so-called cold heat exchanger, said magnetic cooler, a warm heat exchanger and a pump for delivery the heat transfer medium through the heat transfer circuit. During the Magnetization of the magnetocaloric material undergoes this a warming. The heat is transferred to the heat transfer medium. The heat transfer medium is then conveyed by means of the pump in the warm heat exchanger, in the it cooled becomes. After that the further cooling takes place the heat transfer medium in the demagnetized and therefore cooled region of the magnetic Cooler. That cooled that way Heat transfer medium flows through then the cold heat exchanger, the for cooling the cooling and / or Freezer good serves. The heat transfer medium heated it will be and then again in the magnetized area of the magnetic cooler further heated. It finally arrives again over the pump to said warm heat exchanger.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass dessen Energieverbrauch gegenüber bekannten Geräten verringert wird.Of the present invention is based on the object, a cooling and / or freezer of the type mentioned in such a way that its Energy consumption known devices is reduced.

Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The task is performed by a cooling and / or freezer solved with the features of claim 1.

Danach ist vorgesehen, dass die Pumpe derart ausgeführt ist oder angesteuert wird, dass der mittlere Druck im Wärmeträgerkreislauf oder der Druck auf der Druckseite der Pumpe im Bereich von 1,0 bis 2,0 bar liegt.After that it is provided that the pump is designed or driven in such a way, that the mean pressure in the heat transfer circuit or the pressure on the discharge side of the pump in the range of 1.0 to 2.0 bar is located.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der mittlere Druck im Wärmeträgerkreislauf oder der Druck auf Druckseite der Pumpe im Bereich von 1,2 bis 1,8 bar liegt.Especially it is preferred if the average pressure in the heat carrier circuit or the pressure on the pressure side of the pump in the range of 1.2 to 1.8 bar.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der mittlere Druck im Wärmeträgerkreislauf oder der Druck auf der Pumpendruckseite im Bereich von 1,4 bis 1,6 bar liegt.Farther can be provided that the average pressure in the heat transfer circuit or the pressure on the pump pressure side in the range of 1.4 to 1.6 bar is located.

Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass der absolute Druck im Wärmeträgerkreislauf bzw. auf der Pumpendruckseite in dem genannten Druckbereich liegt. Die Leitungen und Strömungsquerschnitte der Elemente des Wärmeträgerkreislaufes, die von dem Wärmeträgermedium durchströmt werden, müssen dementsprechend ausgeführt sein, um bei den genannten Druckwerten eine ausreichende Förderung durch den Kühlkreislauf zu ermöglichen. Daraus ergibt sich ein vergleichsweise geringer Druckverlust im Kühlkreislauf bzw. eine vergleichsweise geringe Förderleistung der Pumpe und somit ein geringer Energieverbrauch der Pumpe.According to the invention is thus provided that the absolute pressure in the heat transfer circuit or on the pump pressure side lies in said pressure range. The pipes and flow cross sections the elements of the heat carrier circuit, that of the heat transfer medium be flowed through, have to executed accordingly be sufficient to promote sufficient at the above pressures through the cooling circuit to enable. This results in a comparatively low pressure loss in the Cooling circuit or a comparatively low flow rate of the pump and thus a low energy consumption of the pump.

Der Kühlkreislauf kann einen kalten Wärmetauscher zur Kühlung des Kühl- und/oder Gefrierraums des Gerätes sowie einen warmen Wärmetauscher zur Kühlung des Wärmeträgermediums aufweisen. Auch für diese Komponenten gilt, dass deren Strömungsquerschnitte und/oder deren Strömungsführung möglichst derart konzipiert sind, dass die oben genannten Druckwerte realisierbar sind.Of the Cooling circuit can have a cold heat exchanger for cooling of the refrigerator and / or freezer of the device and a warm heat exchanger for cooling the heat transfer medium exhibit. Also for these components apply that their flow cross sections and / or their flow guidance as possible are designed so that the above pressures can be realized are.

Der magnetische Kühler des Kühlkreislaufes kann Einheiten oder Bereiche aufweisen, die von Wärmeträgermedium durchströmt werden und die abwechselnd magnetisiert und entmagnetisiert werden. Auch für diese Einheiten bzw. Bereiche gilt, dass deren Strömungsquerschnitte und/oder die Strömungsführung durch die Einheiten/Bereiche möglichst derart ausgestaltet sind, dass sich ein möglichst geringer Druckverlust bei der Durchströmung dieser Komponenten durch das Wärmeträgermedium ergibt.Of the magnetic coolers the cooling circuit can Have units or areas which are flowed through by heat transfer medium and which are alternately magnetized and demagnetized. Also for this Units or areas applies that their flow cross sections and / or the flow guide through the units / areas possible are designed such that the lowest possible pressure loss in the flow through this Components through the heat transfer medium results.

Dieselben Vorraussetzungen gelten für ein oder mehrere schaltbare Ventile, die in dem Wärmeträgerkreislauf zur Führung des Wärmeträgermediums angeordnet sein können.the same Requirements apply to one or more switchable valves in the heat transfer circuit to the leadership the heat transfer medium can be arranged.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Wärmeträgerkreislauf bzw. dessen Komponenten ein oder mehrere Drucksensoren angeord net sind, die den mittleren Druck im Kühlkreislauf und/oder den Druck an der Druckseite der Pumpe erfassen und dass eine Regelungseinheit vorgesehen ist, die mit dem oder den Drucksensoren sowie mit der Pumpe in Verbindung steht und die die Pumpe derart betreibt, dass der mittlere Druck im Wärmeträgerkreislauf oder der Druck an der Pumpendruckseite in dem genannten Bereich liegt oder einen Grenzwert nicht überschreitet oder einnimmt, der in den genannten Bereich liegt. Denkbar ist beispielsweise, dass der Druck an mehreren Positionen im Wärmeträgerkreislauf ermittelt und daraus ein mittlerer Druckwert bestimmt wird, der mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich verglichen wird. Ebenfalls ist denkbar, nur den Druck auf der Pumpendruckseite zu erfassen und die Pumpe derart zu regeln, dass dieser Druckwert einem Sollwert entspricht oder in einem Sollwertbereich liegt.In Another embodiment of the invention is provided that on the Heat transfer circuit or whose components are one or more pressure sensors angeord net, the mean pressure in the cooling circuit and / or detect the pressure on the pressure side of the pump and that a control unit is provided, which with the one or more pressure sensors and communicating with the pump and operating the pump in such a way that the mean pressure in the heat transfer circuit or the pressure at the pump pressure side in said area is or does not exceed or exceed a threshold in the mentioned range. It is conceivable, for example, that the pressure is determined at several positions in the heat transfer circuit and From this, a mean pressure value is determined which corresponds to a setpoint value or a setpoint range is compared. It is also conceivable only to detect the pressure on the pump pressure side and the pump to regulate such that this pressure value corresponds to a desired value or within a setpoint range.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt.Further Details and advantages of the invention will be apparent from a in the Drawing illustrated embodiment shown.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist der magnetische Kühler gekennzeichnet, der zwei Wärmetauschereinheiten 12, 14 umfaßt, die als bauliche Einheit oder auch voneinander getrennt ausgeführt sein können.With the reference number 10 is the magnetic cooler, the two heat exchanger units 12 . 14 includes, which may be designed as a structural unit or separated from each other.

Die Wärmetauschereinheiten 12, 14 bestehen aus einem magnetokalorischen Material oder weisen ein solches Material auf.The heat exchanger units 12 . 14 consist of a magnetocaloric material or have such a material.

Sie werden zyklisch magnetisiert und entmagnetisiert, wozu ein nicht dargestellter, um die Wärmetauschereinheiten 12, 14 rotierender Magnet vorgesehen ist. Je nach Position des Magneten werden die Wärmetauschereinheiten 12, 14 magnetisiert oder entmagnetisiert, was deren Erwärmung oder Abkühlung und somit auch die Erwärmung oder Abkühlung des Wärmeträgermediums zur Folge hat, das durch die Wärmetauschereinheiten 12, 14 hindurchströmt.They are cyclically magnetized and demagnetized, including an unrepresented to the heat exchanger units 12 . 14 rotating magnet is provided. Depending on the position of the magnet, the heat exchanger units 12 . 14 magnetized or demagnetized, which has their heating or cooling and thus also the heating or cooling of the heat transfer medium result, through the heat exchanger units 12 . 14 flowing.

Der Wärmeträgerkreislauf des Kühl- und oder Gefriergerätes weist des Weiteren einen kalten Wärmetauscher 20 auf, der im Kühl- bzw. Gefrierraum oder im Bereich des Kühl- bzw. Gefrierraumes des Gerätes angeordnet ist und für dessen Kühlung sorgt. Ein warmer vorzugsweise luftgekühlter Wärmetauscher 50 ist auf der Außenseite des Gerätes angeordnet und dient zur Wärmeabfuhr aus dem Wärmeträgermedium in die Umgebung.The heat transfer circuit of the refrigerator and freezer also has a cold heat exchanger 20 on, which is arranged in the refrigerator or freezer compartment or in the region of the refrigerator or freezer compartment of the device and ensures its cooling. A warm, preferably air-cooled heat exchanger 50 is arranged on the outside of the device and is used for heat removal from the heat transfer medium into the environment.

Die Pumpe 100 sorgt für die Durchströmung des dargestellten Wärmeträgerkreislaufes mit dem Wärmeträgermedium.The pump 100 ensures the flow through the illustrated heat transfer medium circuit with the heat transfer medium.

Stromabwärts des kalten Wärmetauschers 20 ist ein Ventil 40 angeordnet und stromabwärts des warmen Wärmetauschers 50 ist ein weiteres Ventil 30 angeordnet. Bei den Ventilen handelt es sich beispielsweise um bistabile oder monostabile Ventile. Die Ventile 30, 40 werden während des Kühlbetriebs derart angesteuert, daß das Wärmeträgermedium von dem warmen Wärmetauscher 50 stets in die Wärmetauchereinheit 12, 14 gelangt, die gerade gekühlt bzw. entmagnetisiert ist und von dort aus in den kalten Wärmetauscher 20. Das Ventil 40 wird derart angesteuert, daß das Wärmeträgermedium, das den kalten Wärmetauscher 20 durchströmt hat, der Wärmetauschereinheit 12/14 zugeführt wird, die sich magnetisierten Zustand befindet und daher erwärmt ist.Downstream of the cold heat exchanger 20 is a valve 40 arranged and downstream of the warm heat exchanger 50 is another valve 30 arranged. The valves are, for example, bistable or monostable valves. The valves 30 . 40 be controlled during the cooling operation such that the heat transfer medium from the warm heat exchanger 50 always in the heat exchanger unit 12 . 14 which has just been cooled or demagnetized and from there into the cold heat exchanger 20 , The valve 40 is controlled such that the heat transfer medium, the cold heat exchanger 20 has flowed through, the heat exchanger unit 12 / 14 is supplied, which is magnetized state and is therefore heated.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Pumpe 100 derart betrieben wird, dass auf der Pumpendruckseite, d. h. auf der druckseitigen Auslaßseite der Pumpe ein Absolutdruck im Bereich von 1,2 bis 1,8 bar besteht, was in anderen Worten bedeutet, dass die Komponenten des Wärmeträgerkreislaufes derart ausgeführt sind, dass dieser Druckwert ausreicht, um die Durchströmung des gesamten Wärmeträgerkreislaufes zu ermöglichen.In the embodiment shown here, it is provided that the pump 100 is operated such that on the pump pressure side, ie on the pressure side outlet side of the pump, an absolute pressure in the range of 1.2 to 1.8 bar, which means in other words that the components of the heat carrier circuit are designed such that this pressure value is sufficient to allow the flow through the entire heat carrier circuit.

Die oben genannten Komponenten des Wärmeträgerkreislaufes sind in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung somit derart ausgeführt, dass sie der Strömung des Wärmeträgermediums einen derart geringen Widerstand entgegensetzen, dass eine Durchströmung des Kühlkreislaufes bei den angegebenen Druckwerten möglich ist. Die Leitungen und Strömungsquerschnitte beispielsweise der Wärmetau scher, des magnetischen Kühlers sowie der Ventile werden dementsprechend konzipiert.The above components of the heat transfer circuit are in this embodiment The invention thus designed so that it the flow of the Heat transfer medium oppose such a low resistance that a flow through the Cooling circuit at the indicated pressure values is possible. The pipes and flow cross sections for example, the Wärmetau shear, of the magnetic cooler as well as the valves are designed accordingly.

Durch den geringen Druckverlust im System ist ein niedriger Energieverbrauch erzielbar.By the low pressure drop in the system is a low energy consumption achievable.

Um sicherzustellen, dass die Pumpe Druckwerte in dem angegebenen Bereich liefert, kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Drucksensoren angeordnet sind, die beispielsweise an verschiedenen Stellen des Wärmeträgerkreislaufes den Druck erfassen oder die beispielsweise den Druck auf der Pumpendruckseite erfassen. Diese Druckwerte werden einer nicht dargestellten Regelungseinheit zugeführt, die mit der Pumpe in Verbindung steht und diese derart ansteuert, dass der gewünschte Druckwert erhalten wird bzw. dass ein Druckwert in einem vorgegebenen Sollwertbereich erhalten wird.Around Make sure the pump pressures are within the specified range supplies, it can be provided that one or more pressure sensors arranged are, for example, at different points of the heat transfer circuit capture the pressure or, for example, the pressure on the pump pressure side to capture. These pressure values are a control unit, not shown supplied which is in communication with the pump and drives it in such a way that the desired Pressure value is obtained or that a pressure value in a given Setpoint range is obtained.

Claims

Cooling and / or freezing device with a heat carrier circuit, which has a magnetic cooler ( 10 ) and a pump ( 100 ) for conveying a heat transfer medium through the heat transfer circuit characterized in that the pump ( 100 ) is designed and / or controlled such that the average pressure in the heat carrier circuit or the pressure on the pressure side of the pump ( 100 ) is in the range of 1.0 to 2.0 bar.

Cooling and / or freezing appliance according to claim 1, characterized in that the mean pressure in the heat carrier circuit or the pressure on the pressure side of the pump ( 100 ) is in the range of 1.2 to 1.8 bar.

Cooling and / or freezing appliance according to claim 1 or 2, characterized in that the average pressure in the heat carrier circuit or the pressure on the pressure side of the pump ( 100 ) is in the range of 1.4 to 1.6 bar.

Cooling and / or freezing appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer circuit is a cold heat exchanger ( 20 ) for cooling the refrigerator and / or freezer compartment of the device and a warm heat exchanger ( 50 ) for cooling the heat transfer medium.

Cooling and / or freezing appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic cooler ( 10 ) units in operation by the heat transfer medium flowed through units ( 12 . 14 ) or areas as well as a magnet containing the areas or units ( 12 . 14 ) Magnetized and demagnetized.

Cooling and / or freezing appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer circuit one or more switchable valves ( 30 . 40 Having) for guiding the heat transfer medium.

Cooling and / or freezing appliance according to one of the preceding claims, characterized in that one or more pressure sensors are provided which the average pressure in the heat transfer circuit and / or the pressure on the pressure side of the pump ( 100 ) and that a control unit is provided which with the pressure sensor (s) and with the pump ( 100 ) and which the pump ( 100 ) such that the mean pressure in the heat carrier circuit or the pressure at the pressure side of the pump ( 100 ) is within a predetermined range or corresponds to a desired value.