EP2694895B1 - Verdampferbaugruppe für ein kältegerät - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampferbaugruppe für ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät.
• Bei Kältegräten in No-Frost-Bauweise ist eine Verdampferbaugruppe in einer an einer Lagerkammer abgetrennten Verdampferkammer untergebracht, und die Lagerkammer wird durch Luftaustausch mit der Verdampferkammer gekühlt. Dabei schlägt sich Luftfeuchtigkeit aus der Lagerkammer in der Verdampferkammer als Reif nieder und bildet im Laufe der Zeit auf dem Verdampfer eine Eisschicht, die den Wärmeaustausch behindert. Wenn der Luftaustausch zwischen Lager- und Verdampferkammer unterbrochen wird, besteht die Möglichkeit, die Eisschicht abzutauen, ohne gleichzeitig die Lagerkammer stark zu erwärmen.
• Aus DE 20 2005 014 373 A1 ist ein No-Frost-Kältegerät bekannt, bei dem in einer Verdampferkammer zum einen ein Verdampfer mit einem Kältemittelrohr und einer Mehrzahl von in thermischen Kontakt mit dem Kältemittelrohr stehenden Lamellen und zum anderen eine Heizung zum Abtauen des Verdampfers untergebracht ist. Die Heizung ist als Rohrheizung ausgebildet und auf einem Träger montiert, der gleichzeitig Wände der Verdampferkammer bildet. Ein Spalt zwischen der Unterseite des Verdampfers und dem Träger erleichtert die Konvektion von an der Heizung erwärmter Luft durch die Zwischenräume zwischen benachbarten Lamellen hindurch.
• Um die Erwärmung der Lagerkammer beim Abtauen zu minimieren, ist es wünschenswert, einerseits die zum Abtauen benötigte Zeit bzw. die Zeit, in der die Verdampferkammer wärmer als die Lagerkammer ist und Wärme durch Wände hindurch von der Verdampferkammer in die Lagerkammer fließen kann, zu minimieren. Andererseits macht eine verkürzte Abtauzeit stärkere Temperaturgradienten zwischen Heizung und Verdampfer erforderlich, um die Wärme der Heizung schnell genug auf den Verdampfer zu übertragen. Ein hoher Temperaturgradient führt jedoch auch wieder zu erhöhtem Wärmeabfluss in die Lagerkammer.
• WO03/099487 A1 offenbart einen Verdampfer für ein Kältegerät mit einer Mehrzahl von Lamellen, die sowohl von einem Kältemittelrohr als auch von einer rohrförmigen Heizung gekreuzt werden. Da die Querschnitte der rohrförmigen Heizung und von sie aufnehmenden Aussparungen der Lamellen nicht exakt übereinstimmen können, kommt es an denjenigen Abschnitten der Heizung, die die Lamellen kreuzen, allenfalls zu einem punktförmigen Kontakt zwischen Heizung und Lamellen, und diejenigen Abschnitte der Heizung, die sich zwischen zwei Lamellen erstrecken, haben keinerlei Kontakt. Die Wärme der Heizung wird daher allenfalls zu einem kleinen Teil direkt an die Lamellen abgegeben.
• WO03/099487A1 offenbart eine Verdampferbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Aufgabe der Erfindung ist, eine Verdampferbaugruppe für ein Kältegerät zu schaffen, die ein schnelles Abtauen auch bei geringem Temperaturgradient zwischen Heizung, Kältemittelrohr und Lamellen ermöglicht.
• Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verdampferbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Ein solcher die Lamellen berührender Abschnitt der Heizung erstreckt sich in Richtung einer Luftströmung, die durch ein Gehäuse der Verdampferbaugruppe von einer Einlass- zu einer Auslassöffnung zirkuliert.
• Für die Vereinfachung des Zusammenbaus ist es ferner zweckmäßig, dass die Heizung abschnittsweise auf einer Trägerplatte befestigt ist und dass die sich in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Lamellen erstreckenden Abschnitte der Heizung auf der Oberfläche der Trägerplatte verschiebbar sind, um sich beim Zusammenfügen der Heizung und der Lamellen an die Staffelung der Lamellen anpassen zu können.
• Um eine solche Verschiebung der sich zwischen den Lamellen erstreckenden Abschnitt der Heizung zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn die Heizung bogenförmige Abschnitte aufweist, die die sich zwischen den Lamellen erstreckenden Abschnitte miteinander verbinden und an der Trägerplatte befestigt sind.
• Die Befestigung der Heizung an der Trägerplatte kann mit Hilfe von aus der Trägerplatte ausgeklinkten Fingern erfolgen, die vorzugsweise an den bogenförmigen Abschnitten angreifen.
• Der wenigstens eine sich zwischen zwei Lamellen erstreckende Abschnitt der Heizung weist vorzugsweise wenigstens einen ausgestellten Bereich auf, der vom Rand aus in den Zwischenraum zwischen den Lamellen hineinragt. Ein solcher ausgestellter Bereich trägt dazu bei, die Platzierung des Abschnitts der Heizung zwischen den Lamellen zu erleichtern, da ein beim Einführen des ausgestellten Bereichs zwischen zwei Lamellen eventuell zu überwindender Widerstand wesentlich kleiner ist, als wenn der gesamte Abschnitt auf seiner gesamten Länge auf einmal zwischen die Lamellen eingeführt werden muss.
• Das Kältemittelrohr ist vorzugweise die Lamellen kreuzend angeordnet, um den Abstand der Lamellen voneinander zu fixieren und dem Verdampfer die erforderliche strukturelle Stabilität zu geben.
• Wenn der ausgestellte Bereich zwischen zwei nebeneinander herlaufende Rohrabschnitte des Kältemittelrohrs eingreift, trägt er zu einer reproduzierbaren Platzierung der Heizung am Verdampferblock in Längsrichtung der Lamellen bzw. der zwischen ihnen verlaufenden Abschnitte der Heizung bei.
• Wenn der ausgestellte Bereich die nebeneinander herlaufenden Rohrabschnitte berührt, so unterstützt dies auch noch die Wärmeübertragung von der Heizung auf die Rohrabschnitte.
• Vorzugsweise liegen die zwei nebeneinander herlaufenden Rohrabschnitte in einer gleichen zum Rand des Zwischenraums benachbarten Ebene und sind über einen dritten Rohrabschnitt in Reihe verbunden, der weiter als die Ebene vom Rand des Zwischenraums entfernt ist. So ist es möglich, den ausgestellten Bereich trotz geringer Krümmung tief in den Verdampfer eingreifen zu lassen und die Position der Heizung relativ zum Verdampfer sicher festzulegen.
• Eine Spitze des ausgestellten Bereichs kann den dritten Rohrabschnitt berühren, um auch diesen direkt zu erwärmen.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der
• Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer Rohrheizung zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe;

Fig. 2

die auf einem Trägerblech montierte Rohrheizung aus Fig. 1;

Fig. 3

eine Seitenansicht der Rohrheizung und eines Verdampfers vor dem Zusammenfügen;

Fig. 4

die Rohrheizung und den Verdampfer nach dem Zusammenfügen;

Fig. 5

eine perspektivische Ansicht des Verdampfers und der Rohrheizung; und

Fig. 6

die Anbringung der Verdampferbaugruppe in einem Kältegerät.

• Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Heizung 1 zum Abtauen eines Verdampfers in einem No-Frost-Haushaltskältegerät. Die Heizung 1 umfasst ein kontinuierliches Rohr, das in Mäandern mit einer Vielzahl von zueinander parallelen, im Wesentlichen geradlinigen Rohrabschnitten 2 und diese verbindenden Bögen 3 geformt ist, um eine rechteckige Fläche im Wesentlichen gleichmäßig auszufüllen. Das Rohr kann hohl sein, um darin ein Wärmeträgerfluid zirkulieren zu lassen, es kann aber auch als Schutzhülle für einen in seinem Inneren verlaufenden elektrischen Heizleiter fungieren. Die Bögen 3 und der überwiegende Teil aller Rohrabschnitte 2 liegen in einer gleichen Ebene. In der Mitte jedes Rohrabschnitts 2 ist jeweils ein ausgestellter Bereich 4 gebildet, der senkrecht zu besagter Ebene nach oben ausgreift.
• Fig. 2 zeigt die Heizung der Fig. 1, montiert auf einer Trägerplatte 5. Die Trägerplatte 5 ist ein im Wesentlichen rechteckiger Zuschnitt aus Blech, der durch abgewinkelte Randstreifen 6 an zwei Rändern versteift ist. Aus der Trägerplatte 5 sind benachbart zu ihren zwei anderen Rändern zwei Reihen von Fingern 7 ausgeklinkt, die jeweils die Bögen 3 der Heizung 1 umgreifen. Die Rohrabschnitte 2 erstrecken sich auf der Trägerplatte 5 im Wesentlichen frei, parallel zu den Randstreifen 6. Die Finger 7 fixieren die Heizung 1 im Wesentlichen nur in zur Trägerplatte 5 senkrechter Richtung sowie in Längsrichtung der Rohrabschnitte 2. Parallel zur Trägerplatte 5 und senkrecht zu den Rohrabschnitten 2 bleibt eine geringe Bewegungsfreiheit bestehen.
• Fig. 3 zeigt in einer Seitenansicht die Trägerplatte 5 mit der Heizung 1 und einen darauf zu montierenden Verdampfer 8. Der Verdampfer 8 umfasst ein Kältemittelrohr 9, das, von einem Einlassanschluss 10 kommend, in den Verdampfer 8 an dessen dem Betrachter zugewandter Stirnseite eintritt und dort zunächst einen in einer ersten, der Heizung 1 nahe benachbarten Ebene 11 parallel zur Trägerplatte 5 und zur Blickrichtung des Betrachters verlaufenden geradlinigen Rohrabschnitt 12 aufweist. An diesen schließt über einen Bogen 13 an der vom Betrachter abgewandten Seite des Verdampfers 8 ein zum Betrachter zurück verlaufender Rohrabschnitt 14 in einer zur Ebene 11 parallelen, weiter als diese von der Heizung 1 entfernten Ebene 15 an. Der Bogen 13 ist durch einen schrägen Schlitz einer Verdampferlamelle 16 hindurch sichtbar. Der Schlitz ermöglicht die Montage der Verdampferlamelle 16 an dem Kältemittelrohr 9 durch Aufschieben der Lamelle 16 auf den Bogen 13 von dessen vom Betrachter abgewandter Seite her. Die Lamelle 16 und weitere, in der Ansicht der Fig. 3 von ihr verdeckte Lamellen sind an den Rohrabschnitten 12, 14 in gleichmäßigem Abstand z.B. durch Lötung befestigt. Über einen Bogen 17, der über die Lamelle 16 zum Betrachter hin vorspringt, ist der Rohrabschnitt 14 mit einem weiteren Rohrabschnitt 12 der Ebene 11 verbunden. Es wechseln sich somit entlang des Kältemittelrohrs in einer in der Seitenansicht zickzackförmigen Anordnung Rohrabschnitte 12 in der Ebene 11 und Rohrabschnitte 14 in der Ebene 15 ab.
• Bei dem hier gezeigten Beispiel ist ein weiteres Paar von Ebenen18, 19 vorhanden, in denen weitere geradlinige Rohrabschnitte bis zu einem Auslassanschluss 20 aufeinander folgen. Die Zahl der Paare von Ebenen kann auch eins oder größer als zwei sein.
• Der ausgestellte Bereich 4 der Heizung 1 weist eine abgerundete Spitze 21 auf, die zwischen zwei Rohrabschnitte 12 der untersten Ebene eingreift. Der Durchmesser der Rohrabschnitte 2 entspricht dem Abstand zwischen zwei der an den Rohrabschnitten 12, 14 in großer Zahl und in gleichmäßigen Abständen befestigten Verdampferlamellen 16, und der Abstand zwischen zwei Rohrabschnitten 2 entspricht im Wesentlichen einem ganzzahligen Vielfachen dieses Abstands, so dass sämtliche Spitzen 21 der Heizung 1, wenn der Verdampferblock 8 auf der Heizung 1 platziert wird, auf einen Zwischenraum zwischen zwei Lamellen 16 treffen. Geringfügige Abweichungen zwischen dem Abstand der Rohrabschnitte 2 und dem Abstand der Lamellen 16 voneinander gleichen sich durch eine elastische Verschiebung der Rohrabschnitte 2 beim Aufsetzen des Verdampferblocks 8 auf die Heizung 1 selbsttätig aus.
• Da die ausgestellten Bereiche 4 zunächst nur auf geringer Länge zwischen die Lamellen 16 eingreifen, ist die zum Einführen der Bereiche 4 zwischen die Lamelle 16 erforderliche Kraft begrenzt. Wenn diese Einführung gelungen ist, sind die Rohrabschnitte 2 jeweils korrekt in Bezug auf die Zwischenräume zwischen den Lamellen 16 positioniert, so dass der Verdampfer 8 in der in Fig. 4 gezeigten Weise vollständig auf die Heizung 1 aufgedrückt werden kann.
• In der Konfiguration der Fig. 4 befinden sich die unteren Ränder der Verdampferlamellen 16 im Anschlag an der Trägerplatte 5, und die Rohrabschnitte 2 (eventuell ausgenommen solche am Rand der Trägerplatte 5) sind sämtlich auf ihrer gesamten Länge zwischen Lamellen 16 geklemmt. Randoffene Kerben 22 an der Unterkante der Lamellen sind nur zu einem kleinen Teil hinter den Rohrabschnitten 2 der Heizung 1 noch sichtbar. Gekrümmte Abschnitte 23 der ausgestellten Bereiche 4 schmiegen sich an benachbarte Rohrabschnitte 12 der Ebene 11 und legen so die Position des Verdampferblocks 8 relativ zur Heizung 1 auch in Längsrichtung der Rohrabschnitte 2 exakt fest.
• Fig. 5 veranschaulicht den Aufbau der Verdampferbaugruppe noch einmal in einer perspektivischen Ansicht, wobei ein Großteil der Lamellen 16 des Verdampfers 8 jeweils nur partiell dargestellt ist, um die ausgestellten Bereiche 4 der Heizung 1 sichtbar zu lassen. Tatsächlich erstrecken sich sämtliche Lamellen 16, wie in Fig. 5 nur für die jeweils stirnseitigen dargestellt, über die gesamte Breite des Verdampferblocks 8. Zwischenräume 31 zwischen benachbarten Lamellen 16 haben jeweils eine dem Durchmesser der Rohrabschnitte 2 entsprechende Breite, und zwischen zwei Zwischenräumen 31, die einen Rohrabschnitt 2 aufnehmen, gibt es einen oder mehrere Zwischenräume 31, die keinen Rohrabschnitt 2 enthalten.
• Aufgrund ihrer flachen Bauform ist die Verdampferbaugruppe der Fig. 5 gut geeignet zur Verwendung in einem No-Frost-Kältegerät, bei dem eine die Verdampferbaugruppe aufnehmende Verdampferkammer z.B. in an sich bekannter Weise flach unter deren Decke eines Korpus des Gerätes oder in einer horizontalen Zwischenwand zwischen zwei Lagerkammer untergebracht ist.
• Fig. 6 zeigt als schematisches Beispiel die Anbringung der Verdampferbaugruppe in einer Verdampferkammer 24 zwischen Lagerkammer 25 und Decke 26 eines Kältegerätekorpus. Ein Ventilator 27 treibt die Luftzirkulation zwischen Ein- und Auslassöffnung 28, 29 der Lagerkammer 25 an. Der Luftstrom im Innern der Lagerkammer verläuft parallel zu den Lamellen 16 und parallel zur Trägerplatte der Heizung 1, so dass die Rohrabschnitte 2, obwohl sie Zwischenräume zwischen den Lamellen 16 vollständig ausfüllen, die Luftzirkulation nicht behindern.
• Die Verdampferbaugruppe ist in einer leicht nach hinten abschüssigen Orientierung montiert, damit beim Abtauen Tauwasser zur Rückwand 32 des Korpus hin abfließt und dort zu einem an sich bekannten Verdunster abgeleitet werden kann. Anhand der Darstellung der Fig. 6 ist leicht nachvollziehbar, dass, wenn ein Rohrabschnitt 2 den Zwischenraum zwischen zwei Lamellen 16 nach unten vollständig versperrt, der ausgestellte Bereich 4 Tauwasser in einem an dem ausgestellten Bereich 4 angrenzenden Bereich 30 des Zwischenraums am Abfließen hindern könnte. Dies verhindern jedoch die Kerben 22 am unteren Rand der Lamellen 16, denn durch sie hindurch kann Wasser aus dem Bereich 30 in einen benachbarten Zwischenraum zwischen Lamellen 16 wechseln, in dem sich kein Rohrabschnitt 2 befindet und in dem das Wasser folglich frei auf der Trägerplatte 5 bis zu deren unterem Rand hin abfließen kann.

Claims (10)

1. Verdampferbaugruppe für ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem Gehäuse, einem ein Kältemittelrohr (9) und eine Mehrzahl von in thermischen Kontakt mit dem Kältemittelrohr (9) stehende Lamellen (16) umfassenden Verdampfer (8) und einer rohrförmigen Heizung (1) zum Abtauen des Verdampfers (8), die wenigstens abschnittsweise (2) in Kontakt mit den Lamellen (16) angeordnet ist, wobei der Verdampfer (8) vom Gehäuse mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung (28; 29) umgeben ist, die eine Luftströmungsrichtung durch den Verdampfer (8) festlegen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (2) der Heizung (1), der sich in einem Zwischenraum (31) zwischen zwei benachbarten Lamellen (16) erstreckt, in der Luftströmungsrichtung orientiert ist, beide den Zwischenraum (31) begrenzenden Lamellen (16) berührt und sich wenigstens zum größeren Teil entlang eines Randes des Zwischenraums (31) erstreckt.
2. Verdampferbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (1) abschnittsweise auf einer Trägerplatte (5) befestigt ist und dass die sich in einem Zwischenraum (31) zwischen zwei benachbarten Lamellen (16) erstreckenden Abschnitte (2) der Heizung (1) an der Trägerplatte (5) verschiebbar sind.
3. Verdampferbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (1) bogenförmige Abschnitte (3) aufweist, die die sich in einem Zwischenraum (31) zwischen zwei benachbarten Lamellen (16) erstreckenden Abschnitte (2) miteinander verbinden und die an der Trägerplatte (5) befestigt sind.
4. Verdampferbaugruppe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (1) an der Trägerplatte (5) über aus der Trägerplatte (5) ausgeklinkte Finger (7) gehalten ist.
5. Verdampferbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (2) wenigstens einen ausgestellten Bereich (4) aufweist, der vom Rand aus in den Zwischenraum (31) hineinragt.
6. Verdampferbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittelrohr (9) die Lamellen (16) kreuzend angeordnet ist.
7. Verdampferbaugruppe nach Anspruch 6, soweit auf Anspruch 5 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgestellte Bereich (4) zwischen zwei nebeneinander herlaufende Rohrabschnitte (12) des Kältemittelrohrs (9) eingreift.
8. Verdampferbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgestellte Bereich (4) die nebeneinander herlaufenden Rohrabschnitte (12) berührt.
9. Verdampferbaugruppe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei nebeneinander herlaufenden Rohrabschnitte (12) in einer gleichen zum Rand des Zwischenraums (31) benachbarten Ebene (11) liegen und miteinander über einen dritten Rohrabschnitt (14) in Reihe verbunden sind, der weiter als die Ebene (11) vom Rand des Zwischenraums (31) entfernt ist.
10. Verdampferbaugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spitze (21) des ausgestellten Bereichs (4) den dritten Rohrabschnitt (14) berührt.

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