DE29516202U1

DE29516202U1 - Kühlgerät mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlraum

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Publication number: DE29516202U1
Application number: DE29516202U
Authority: DE
Original assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Current assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2005-10-13
Also published as: DE59609940D1; DE29603716U1

Description

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Liebherr-Hausgeräte GmbH 14. Dezember 1995

D-88416 Ochsenhausen 95-3271 G-st

Kühlgerät mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach, dessen Verdampfer aus zwei in Reihe geschalteten Verdampferabschnitten mit das Kältemittel führenden Rohrabschnitten besteht, von denen der Abschnitt, in den der mit einer Steuereinrichtung versehene Kompressor das Kältemittel einleitet, dem Tiefkühlfach zugeordnet ist.

Bei üblichen Kühlgeräten mit einem Normalkühlraum und einem 3-Sterne-Tiefkühlfach sind das zusammenhängende Verdampfersystem und die Isolation des Geräts grundsätzlich so ausgelegt, daß bei normalen Umgebungstemperaturen (+16 ⁰C bis +32 ⁰C) das Tiefkühlfach bei bestimmten Stellungen des die Temperatur im Normalkühlraum regelnden Thermostaten mindestens -18 ⁰C einhält, während der Normalkühlraum entsprechend der Stellung des Thermostaten Temperaturen zwischen 0 ⁰C und +5 ⁰C aufweisen darf. Bei beispielsweise 25 ⁰C Umgebungstemperatur und einer Temperatur von ⁰C des Normalkühlraums bedeutet dies eine Temperaturdifferenz von der Umgebungstemperatur zum Normalkühlraum von 20 K und zum 3-Sterne-Tiefkühlfach von 43 K. Aufgrund dieser Werte ist die Stärke der Isolation um das 3-Sterne-Tiefkühlfachs des Kühlgeräts herum in der Regel ergeblich dicker als um den Normalkühlraum.

Probleme bei der Einhaltung der Mindesttemperatur von -18 ⁰C im Tiefkühlfach ergeben sich bei tieferen Umgebungstemperaturen, da / beispielsweise bei 10 ⁰C Umgebungstemperatur die Differenz der Umgebungstemperatur zur Temperatur des Normalkühlraums mit 5 ⁰C nur noch 5 K und zum Tiefkühlfach 28 K beträgt.

Die übliche Steuerung eines Kühlgeräts mit Tiefkühlfach erfolgt durch einen Thermostaten, dessen Temperaturfühler sich im Normalkühlraum und vorzugsweise an der Verdampferplatte befindet. Die Einschaltwerte dieses Thermostaten sind so ausgelegt, daß der Verdampferabschnitt für den Normalkühlraum in jeder Ausschaltphase des Kompressors abtaut. Hierzu muß die Temperatur an der Oberfläche des Verdampfers des Normalkühlraums mindestens über 0 ⁰C ansteigen. Üblich sind Einschaltwerte des Thermostaten bei 3 ⁰C bis 5 ⁰C. Dies bedeutet, daß in dem Fall, in dem der Einschaltwert des Thermostaten beispielsweise bei 5 ⁰C liegt, bei einem Absinken der Umgebungstemperatur unter 5 ⁰C der Thermostat überhaupt nicht mehr einschaltet, so daß zwangsläufig die Temperatur im Tiefkühlfach ansteigt. Das Gut in dem Tiefkühlfach kann sich dann bis zum Auftauen erwärmen, so daß das Kühlgerät nicht mehr voll funktionsfähig ist. Auch bei Umgebungstemperaturen über 5 ⁰C bis etwa 9 ⁰C bestehen noch erhebliche Probleme, die erforderliche Mindesttemperatur im Tiefkühlfach einzuhalten, da die relative Einschaltdauer des Kompressors zu gering ist, um die für das Verdampferfach erforderliche Kälteleistung zu erbringen.

Um sicherzustellen, daß die Mindesttemperatur im Tiefkühlfach auch dann aufrechterhalten wird, wenn die Umgebungstemperatur unter die Normaltemperatür, also unter 16 ⁰C, absinkt, ist es bekannt, die relative Einschaltdauer des Kompressors auf die mindest erforderliche Kälteleistung des Tiefkühlfachs abzustimmen. Bei zum Zwecke der Energieeinsparung stark isolierten Kühlgeräten ist der Kältebedarf für das Kühlteil sehr klein. Da der Kühlraumverdampfer mit dem Tiefkühlfachverdampfer in Reihe geschaltet ist, erhält auch der Kühlraumverdampfer infolge der auf den Kältebedarf des Tiefkühlfachs abgestimmten relativen Einschaltdauer des Kompressors eine verhältnismäßig hohe Menge von Kühlmittel. Um den Normalkühlraum nicht zu stark zu kühlen, wird daher der Kühlraumverdampfer sehr klein gemacht. Der Kühlraumver-

dämpfer bildet neben seiner Funktion als Wärmetauscher auch die Entfeuchtungsplatte, auf der sich das Kondensat niederschlägt, so daß das auskondensierte Wasser gezielt von dem Kühlraumverdampfer in Auffangrinnen abtropfen und über diese beispielsweise zum Zwecke des Verdampfens zum Kompressor, abgeleitet werden kann.

Bei hohen Umgebungstemperaturen und/oder hoher Luftfeuchtigkeit und/oder hoher Türöffnungsfrequenz kann die durch den kleinen Kühlraumverdampfer gebildete Entfeuchtungsfläche zu klein werden, so daß es zu einer Kondensatbildung an anderen Teilen des Kühlraums kommen kann, und zwar bevorzugt an der Kühlteildecke, die sich aufgrund des benachbarten Gefrierfachs auf einer tieferen unter der Taupunkttemperatur liegenden Temperatur befinden kann, und an den Glasplatten. Bildet sich Kondensat an anderen Stellen als auf der Kühlraumverdampferplatte, kann das auskondensierte Wasser nicht gezielt abgeführt werden, sondern es tropft in unerwünschter Weise auch auf das Kühlgut.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kühlgerät der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem eine zu einem Abtropfen führende Kondensatbildung an anderen Teilen des Kühlraums als dem Kühlraumverdampfer verhindert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Kühlgerät der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß der im Normalkühlraum angeordnete Verdampferabschnitt aus einer Platte aus gut wärmeleitfähigem Material besteht, deren Größe auf die zur Entfeuchtung benötigte Fläche ausgelegt ist, und daß der dem Normalkühlraum zugeordnete Rohrabschnitt mit der Platte nur über einen Teil seiner Länge und/oder über Wärme schlechter leitendes Material verbunden ist, derart, daß dem Normalkühlraum trotz vergrößerter Platte nur die erforderliche Kälteleistung zugeführt

Auskondensierte Feuchtigkeit schlägt sich auf Teilen nieder, deren Temperatur unter der Taupunkttemperatur liegt. Während der Ausschaltzeiten des Kompressors steigt die Temperatur der Verdampferplatte des Kühlraums auf über 0 ⁰C an, was zum Abtauen der Verdampferplatte und des auf dieser verlegten Rohrabschnitts erforderlich ist. Es ist daher möglich, daß vorübergehend während der Ausschaltzeiten des Kompressors beispielsweise die Kühlteildecke eine Temperatur aufweist, die unter der der Verdampferplatte und unter der Taupunkttemperatur liegt. Dennoch darf sich während der Zeiten, in denen eventuell die Temperatur der Kühlteildecke vorübergehend unter der der Verdampferplatte liegt, sich nicht so viel Feuchtigkeit auf der Kühlteildecke niederschlagen, daß es zu einem Abtropfen kommen kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die thermische Ankopplung des dem Normalkühlraum zugeordneten Rohrabschnitts an die Verdampferplatte des Normalkühlraums so gewählt ist, daß deren Temperatur im wesentlichen unter der Taupunkttemperatur liegt. Dabei werden die Größe der Verdampferplatte und deren thermische Ankopplung an den das Kältemittel führenden Rohrabschnitt so gewählt, daß sich auf der Kühlteildecke vorübergehend bildendes Kondensat wieder verdampft und sich dann auf der Verdampferplatte des Normalkühlraums niederschlägt, wenn deren Temperatur nach erneutem Anlaufen des Kompressors wieder unter der Taupunkttemperatur und der Temperatur der Kühlteildecke liegt.

Nach der Erfindung wird also die dem Normalkühlraum zugeordnete Verdampferplatte einmal so groß ausgebildet, daß sie eine genügend große Entfeuchtungsfläche bildet, und zum anderen derart thermisch an den das Kältemittel führenden Rohrabschnitt angekoppelt, daß die Oberflächentemperatur der Verdampferplatte nur

knapp unter dem Taupunkt liegt. Damit läßt sich in dem Normalkühlraum eine flächenmäßig deutlich vergrößerte, einen Wärmetauscher bildende Verdampferplatte anordnen, ohne daß die Kälteleistung für den Normalkühlraum zu groß wird und die Kühlraumtemperatur dadurch zu weit absinkt.

Die Art der thermischen Ankopplung des Rohrabschnitts an die Verdampferplatte und die Größe der Verdampferplatte läßt sich für die unterschiedlichen Kühlgerätetypen berechnen oder auch empirisch ermitteln. In jedem Falle ist die Fläche der Verdampferplatte des Normalkühlraums so groß zu wählen, daß sie ihrer Funktion als Entfeuchtungsplatte gerecht wird, wobei die thermische Ankopplung der Entfeuchtungs- und Verdampferplatte an den das Kältemittel führenden Rohrabschnitt so vorzunehmen und zu wählen ist, daß die Kälteleistung nicht zu hoch wird und dennoch während der Einschaltphasen des Kompressors die Taupunkttemperatur unterschritten wird.

Dem Verdampfer wird das verflüssigte Kältemittel über ein Kapillarrohr zugeführt, das ein Drosselorgan bildet. Da das verflüssigte Kältemittel eine relativ hohe Temperatur aufweist, wird die das verflüssigte Kältemittel zu dem Kapillarrohr führende Leitung in der Saugleitung verlegt, über die der Kompressor das verdampfte Kältemittel aus dem Verdampfer ansaugt. Dadurch wird das verflüssigte Kältemittel gekühlt, da der in dem Saugrohr vorhandene Kältemitteldampf immer noch auf einer verhältnismäßig tiefen Temperatur liegt. Dennoch befindet sich das im Kapillarrohr entspannte Kältemittel vor diesem immer noch auf einer höheren Temperatur, so daß auch die Restwärme des Kältemittels abgeführt werden muß, was die Energiebilanz verschlechtert.

Um die Restwärme des verflüssigten Kältemittels in günstiger Weise auszunutzen, ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der

Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, vorgesehen, daß ein Abschnitt der verflüssigtes Kältemittel zu dem Kapillarrohr führenden Leitung in wärmeleitender Verbindung mit der Normalkühlraumverdampferplatte steht. Diese Ausgestaltung führt einmal dazu, daß dem verflüssigten Kältemittel ein Teil der Restwärme entzogen wird, was energetische Vorteile hat und zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades führt, und daß der Kühlraumverdampferplatte Wärme zugeführt wird, so daß deren Kälteleistung in erwünschter Weise herabgesetzt wird. Diese Zuführung von Wärme zu der Kühlraumverdampferplatte ist nicht nur bei der erfindungsgemäßen Verdampferplatte zweckmäßig, die nur mit verringerter Wärmeleitung an den das Kältemittel führenden Rohrabschnitt angekoppelt ist, sondern auch bei üblichen Kühlgeräten mit 3-Sterne-Fach. Denn bei Kühlgeräten ist es bekannt, bei unter normalen Umgebungstemperaturen liegenden Umgebungstemperaturen eine Heizeinrichtung im Normalkühlraum oder hinter der Wandung des Normalkühlraums anzuordnen, die dem Normalkühlraum Wärme zuführt, wenn aufgrund der zu geringen Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Normalkühlraums und der Umgebungstemperatur eine die Soll-Temperatur im Tiefkühlfach gewährleistende, relative Einschaltdauer des Kompressors nicht mehr erreicht wird. Die Zuführung von Wärme zu dem Kühlraumverdampfer durch einen Abschnitt der das verflüssigte Kältemittel führenden Leitung kann daher eine zusätzliche Heizeinrichtung im Normalkühlraum überflüssig machen.

Bei Kühlgeräten mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach, deren Verdampfer aus zwei in Reihe geschalteten Verdampferabschnitten bestehen, ist der Übergangsbereich des Verdampfers zwischen dem Tiefkühlverdampferabschnitt und dem Normalkühlraumverdampf erabschnitt, der sich im Bereich des Normalkühlraums befindet, kritisch, weil sich dieser Übergangsbereich auf einer tieferen Temperatur als die Hauptfläche des Gefrierfachverdampfers

befindet, so daß dieser Übergangsteil in unerwünschter Weise zu einem Vereisen neigt. Um ein derartiges Vereisen dieses kritischen Übergangsbereichs des Verdampfers zu vermeiden, ist nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, vorgesehen, daß ein Abschnitt der verflüssigtes Kältemittel zu dem Kapillarrohr führenden Leitung im Übergangsbereich zwischen den beiden Verdampferabschnitten im oder nahe dem Normalkühlraum verlegt ist. Zweckmäßigerweise befindet sich dieser verflüssigtes Kältemittel führende Leitungsabschnitt in wärmeleitender Verbindung mit dem Übergangsbereich, so daß gewährleistet ist, daß auch dieser kritische Übergangsbereich während der Stillstandszeiten des Kompressors abtaut.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Kühlgeräts,

teilweise im Schnitt, der mit der erfindungsgemäß vergrößerten Entfeuchtungsverdampferplatte versehen ist,

Fig. 2 eine Rückansicht eines üblichen Kühlgeräts mit

einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach, und

Fig. 3 einen Schnitt durch das Kühlgerät längs der Linie II-II in Fig. 2.

Das anhand der Fig. 2 und 3 schematisch dargestellte Kühlgerät üblicher Art besteht aus einem Gehäuse 1 mit Außenschale und Innenschale, wobei der Zwischenraum zwischen den Schalen zur Wärmeisolierung mit einem Polyurethanschaum ausgeschäumt ist. Der U-förmig gebogene, dem Tiefkühlfach 2 zugeordnete Verdampfer-

abschnitt 3 ist hinter der Schale des Tiefkühlfachs angeordnet und eingeschäumt. Auch der dem Normalkühlraum 4 zugeordnete Verdampferabschnitt 5 ist hinter der inneren Normalkühlraumschale eingeschäumt. Beide Verdampferabschnitte 3, 5 sind aus einer gemeinsamen Roll- oder Z-Bond-Verdampfer-Platine herausgebogen und durch einen schmalen Platinenstreifen 6 miteinander verbunden, in dem die Leitungen angeordnet sind, durch die die beiden Verdampferabschnitte in Reihe miteinander geschaltet sind.

Hinter der Rückwand des Kühlgeräts ist in üblicher Weise der Verflüssiger 7 angeordnet und in einer Nische des Kühlgerätegehäuses befindet sich der Kompressor 8. Auf dem Kühlraumverdampferabschnitt ist ein Thermostat 9 angeordnet, der die Einschaltfrequenz des Kompressors steuert.

Bei dem aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen bekannten Kühlgerät ist nur eine sehr kleine Entfeuchtungsfläche vorgesehen, die durch den Bereich der Rückwand des Normalkühlraums gebildet wird, hinter der sich der Normalkühlraumverdampferabschnitt befindet. Bei einem Kühlgerät dieser Art kann sich infolgedessen bei hohen Umgebungstemperaturen und/oder hoher Feuchte und/oder hoher Türöffnungsfrequenz Kondensat an der Kühlteildecke unterhalb des Tiefkühlfachs oder auch an Glasplatten bilden, so daß Wasser abtropfen kann.

Aus Fig. 1 ist ein Kühlschrank ersichtlich, bei dem eine entsprechend dem geringen Kältebedarf des Normalkühlraums in ihrer Größe verringerte Verdampferplatte 10 in dem Normalkühlraum angeordnet ist, deren untere Kante durch die gestrichelte Linie 11 bezeichnet ist. Obwohl bei einer in dem Normalkühlraum frei hängend angeordneten Verdampferplatte deren Vorderseite und deren Rückseite als Entfeuchtungsflächen wirksam sind, reicht die gesamte Größe der Entfeuchtungsfläche wegen des verkleinerten Nor-

malkühlraumverdampfers nicht aus, um den Normalkühlraum vollständig zu entfeuchten und eine Kondensatbildung beispielsweise an der Normalkühlraumdecke zu verhindern.

Um unter allen Bedingungen eine ausreichende Entfeuchtung des Normalkühlraums sicherzustellen, ist die Normalkühlraumverdampferplatte 10 um den gestrichelt gekennzeichneten Verdampferplatten 12 vergrößert, der sich an die gestrichelt eingezeichnete Unterkante der Verdampferplatte 10 einstückig anschließt. Um durch diese Art der Vergrößerung der Verdampferplatte die Kälteleistung für den Normalkühlraum nicht unzulässig zu steigern, ist die Verdampferplatte 10, 12 nur an den durch eingezeichnete Kreuze 13 gekennzeichneten Punkten mit der Verdampferplatte verbunden .

Die nur punktweise oder abschnittweise Verbindung der das Kältemittel führenden Rohrschlange 14 mit der Entfeuchtungsverdampferplatte 10, 12 kann in üblicher Weise durch Punktschweißung, Verkrimpen, Verkleben oder durch Klemmverbindungen erfolgen.

Unter der Entfeuchtungsverdampferplatte 10, 12 sind in üblicher Weise Rinnen zum Auffangen und Abführen des abtropfenden Wassers vorgesehen.

Claims

Schutzansprüche

1. Kühlgerät mit einem Normalkühlraum und einem Tiefkühlfach, dessen Verdampfer aus zwei in Reihe geschalteten Verdampferabschnitten mit das Kältemittel führenden Rohrabschnitten besteht, von denen der Abschnitt, in der der mit einer Steuereinrichtung versehene Kompressor das Kältemittel einleitet, dem Tiefkühlfach zugeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der im Normalkühlraum angeordnete Verdampferabschnitt aus einer Platte aus gut wärmeleitfähigem Material besteht, deren Größe auf die zur Entfeuchtung benötigte Fläche ausgelegt ist, und daß der dem Normalkühlraum zugeordnete Rohrabschnitt mit der Platte nur über einen Teil seiner Länge und/oder über Wärme schlechter leitendes Material verbunden ist, derart, daß dem Normalkühlraum trotz vergrößerter Platte durch thermische Abkopplung nur die erforderliche Kälteleistung zugeführt wird.

2. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Ankopplung des dem Normalkühlraum zugeordneten Rohrabschnitts an die Normalkühlraumverdampferplatte so gewählt ist, daß deren Temperatur im wesentlichen unter der Taupunkttemperatur liegt.

3. Kühlgerät, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der verflüssigtes Kältemittel zu dem Kapillarrohr führenden Leitung in wärmeleitender Verbindung mit der Normalkühlraumverdampferplatte steht.

4. Kühlgerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der verflüssigtes Kältemittel zu dem Kapillarrohr führenden Leitung im Übergangsbereich zwischen den beiden Verdampferabschnitten im oder nahe dem Normalkühlraum verlegt ist und in wärmeleitender Verbindung mit diesem Übergangsbereich steht.