DE1806839A1 - Cooler - Google Patents
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Description
Kühlmöbel Zusatzpatentanmeldung (Zusatzpatent ) zu Hauptpatentanmeldung P 17 51 070.2 (Hauptpatent ) Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 17 51 070.2) betrifft unter anderem ein Kühlmöbel, vorzugsweise @aushaltskühlschrank, mit mindestens einem Kühlfach, in welchem ein Plattenverdampfer einer Kältemaschine, vorzugsweise einer Kompressor-Kältemaschine, angeordnet ist, wobei der Plattenverdampfer mindestens eine Rohrschlange für das Kältemittel aufweist, die an einem plattenförmigen, dünnen Träger geringer Wärmekapazität angeordnet ist. Cooling units additional patent application (additional patent) to main patent application P 17 51 070.2 (main patent) The main patent (patent application P 17 51 070.2) relates, among other things, to a refrigerated cabinet, preferably a household refrigerator, with at least one cooling compartment in which a plate evaporator of a refrigeration machine, preferably a compressor refrigerating machine, is arranged, wherein the plate evaporator has at least one coil for the refrigerant, which is attached to a plate-shaped, thin carrier of low heat capacity is arranged.
Ein derartiger Plattenverdampfer kann, wenn er in einem Normalkühlisch angeordnet ist, infolge seiner geringen Wärmekapazität während jeder Abschaltphase der Kältemaschine ausreichend rasch selbsttätig allein durch die natürlich Erwärmung durch die ihn im Normalkühlfach umgebende Luft abtauen, ohne daß es hierfür einer künstlichen Erwärmung bedarf. Die vorliegende Erfindung bezweckt in der Hauptsache, einem solchen Plattenverdampfer eine besonders günstige, einfache, betriebssichere und in der Herstellung billige Ausbildung zu geben; der auch sonstige Vorteile hat, und allgemein auch in Kühlfächern aller Art (nicht nur in Normalkühlfächern) mit Vorteil verwendet werden kann. Such a plate evaporator can, if it is in a normal refrigerator is arranged, due to its low heat capacity during each shutdown phase of the refrigeration machine sufficiently quickly by itself solely through the natural heating defrost it with the air surrounding it in the normal refrigerator compartment without any artificial heating is required. The main aim of the present invention is such a plate evaporator a particularly cheap, simple, reliable and to give cheap training in manufacturing; which also has other advantages, and generally also in refrigerated compartments of all kinds (not only in normal refrigerated compartments) Advantage can be used.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kühlmöbel der eingangs genannten Art nach Hauptpatent (Patentanmeldung P 17 51 070.2) erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Träger die Wärmeaustauscherplatte des Plattenverdampfers bildet, wobei die Vorder- und Rückseite des Trägers freie Oberflächen sind und die Rohrschlange in das Innere des Trägers eingebettet, vorzugsweise formschlüssig eingebettet ist. To solve this problem, the aforementioned is in a refrigerated cabinet Type according to the main patent (patent application P 17 51 070.2) provided according to the invention, that the carrier forms the heat exchanger plate of the plate evaporator, the Front and back of the beam are free surfaces and the coil is in the interior of the carrier is embedded, preferably embedded in a form-fitting manner.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß der plattenförmige Träger nicht nur eine gering Wärmekapazität, sondern auch eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Er kann zu diesem Zweck mit besonderem Vorteil aus Kunststoff bestehen. It is preferably provided that the plate-shaped carrier not only has a low heat capacity, but also a low thermal conductivity. For this purpose it can be made of plastic with particular advantage.
Als Kunststoff ist bevorzugt ein thermoplastischer Kunststoff, vorzugsweise Polystyrol, Polyvinylchlorid oder ein ähnlicher Kunststoff vorgesehen.A thermoplastic material is preferred as the plastic, preferably Polystyrene, polyvinyl chloride or a similar plastic is provided.
Die Rohrschlange besteht zweckmäßig aus einem metallischen oder nichtmetallischen Rohr, vorzugsweise einem Aluminiumrohr, werkupfertem @@@senrohr oder Kunststoffrohr, dessen Wandstärke möglichst gering sein soll, um die Wärmekapazität so klein wie möglich zu halten. Im Hinblick au£ die geringe Wärmeleitfähigkeit von Kunststoff ist es bei dem neuartigen Verdampfer im allgemeinen zweckmäßig, den Abstand zwischen benachbarten Verdampferrohren verhältnismäßig gering zu wählen, dera't, daß sich während der Kühlungsphasen auf der Vorderseite und Rückseite des plattenförmigen Trägers jeweils eine weitgehend gleichmäßige Temperatur einstellt. Auch können zu diesem Zweck in den Träger mit Vorteil dünne Metallstreifen oder sonatige, die Wärmeleitung in dem Träger verbessernde Einlagen eingebettet sein, die die Wärmekapazität nicht störend vergrössern. The coil suitably consists of a metallic or non-metallic one Pipe, preferably an aluminum pipe, werkupfertem @@@ senrohr or plastic pipe, whose wall thickness should be as small as possible to the heat capacity as small as possible to keep. With regard to the low thermal conductivity of plastic it is generally useful in the novel evaporator to adjust the distance between to choose adjacent evaporator tubes relatively low, dera't that during the cooling phases on the front and back of the plate-shaped Each carrier sets a largely uniform temperature. Also can to for this purpose in the carrier with advantage thin metal strips or sonatige, the heat conduction be embedded in the carrier improving inserts that do not increase the heat capacity annoyingly enlarge.
Bei Anordnung des Plattenverdampfers in einem Normalkhhlfach und natürlicher periodischer Abtauung wird nach 3eendigung Jeder Kühlungsphase, d. h. nach Jedesmaligem Abschalten der Kältemaschine, die Rohrschlange rasch von flüssigem Kältemittel entleert, worauf sich der Plattenverdampfer infolge seiner geringen Wärmekapazität durch die Einwirkung der ihn umgebenden Umgebungsluft des Normalkühlfaches rasch erwärmt, wobei der auf ihm während der vorangehenden Kühlungsphase niedergeschlagene Reif rasch abtaut. Es gelingt auf diese Weise, den Plattenverdampfer während Jeder Abschaltphase der Kältemaschine ohne kUnstliche Beheizung allein durch natürliche Erwärmung ausreichend rasch abzutauen und so ein besonderes einfaches Kühlmöbel mit selbsttätiger periodischer Abtauung des im Normalkühlfach angeordneten Plattenverdampfers zu schaffen. When arranging the plate evaporator in a normal cooling compartment and natural periodic defrosting is activated after the end of each cooling phase, i. H. after each time the refrigeration machine is switched off, the pipe coil quickly from liquid Refrigerant emptied, whereupon the plate evaporator due to its low Heat capacity through the Effect of the surrounding air of the normal refrigerator compartment is quickly heated, with the one on it during the previous In the cooling phase, frost is quickly thawed. In this way, the Plate evaporator during every shutdown phase of the refrigeration machine without artificial Heating by natural warming alone can be defrosted quickly enough and so on Particularly simple refrigeration unit with automatic periodic defrosting in the normal refrigeration compartment arranged plate evaporator to create.
Der neuartige Plattenverdampfer hat unter anderem auch den Vorteils daß die :i.n ihm verlegte Rohrschlange oder Rohrsohlangen aus demselben Material, beispielsweise Kupfer, wie die an den Verdampfer anschließenden Verbindungslei tungen bestehen können, so daß der Einbau des Plattenverdämpfers in das System der Kältemaschine besonders einfach vorgenommen werden kann. The novel plate evaporator also has the advantage, among other things that the coiled pipe or pipe soles laid in it are made of the same material, for example copper, such as the connection lines connected to the evaporator can exist, so that the installation of the plate evaporator in the system of the refrigeration machine can be made particularly easy.
Der neuartige Verdampfer eignet sich für Kühlfächer und Kältemaschinen aller Art. Mit besonderem Vorteil kann er in Kühlmöbeln verwendet werden, deren Kältemaschine zwei in Reihe geschaltete Verdampfer aufweist, die einem Tiefkühl- und Normalkühlfach zugeordnet sind, wobei gegebenenfalls beide Verdampfer erfindungsgemäß ausgebildet sein können. Auch kann der neuartige Verdampfer z. B. zur gleichzeitigen Kühlung eines Normalkühlfaches und eines innerhalb dieses Faches oder an dieses angrenzend angeordneten weiteren Kühlfaches, in dem Temperaturen unter 0° a erzeugt werden, vorgesehen sein. The new type of evaporator is suitable for cooling compartments and refrigeration machines of all kinds. It can be used with particular advantage in refrigerated cabinets, whose Refrigeration machine has two evaporators connected in series, which a deep-freeze and normal cooling compartment are assigned, where appropriate, both evaporators according to the invention can be formed. The novel evaporator can also be used, for. B. for simultaneous Cooling of a normal cooling compartment and one within or on this compartment adjoining another cooling compartment in which temperatures below 0 ° a are generated will be provided.
Der plattenförmige Träger kann ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein. Im allgemeinen ist es besonders vorteilhaft, ihn entweder zweischichtig oder einstückig auszubilden. Bei einstückiger Ausbildung wird er zweckmäßig durch Gießen oder Spritzen hergestellt, wobei die Rohrschlange in die betreffende Porm vor dem Einbringen des Trägermaterials eingelegt wird. Bei zweischichtiger Ausbildung können im Vakuumverfahren zwei Platten des Trägermaterials unter Zwischenlage der Rohrsohlange und eventueller metallischer Einlagen u dem Verdampfer verschweißt oder verklebt werden. The plate-shaped carrier can have one or more layers be. In general, it is particularly advantageous him either to be formed in two layers or in one piece. In the case of one-piece training, it is useful manufactured by casting or spraying, with the coil in the concerned Porm is inserted before the carrier material is introduced. With two-shift The vacuum process can be used to train two plates of the carrier material with an intermediate layer the pipe sole and any metallic inserts are welded to the evaporator or glued.
Der neuartige Verdampfer kann eben sein ober irgendeine andere, dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßte Ge-Btalt aufweisen, beispielsweise U-förmig ausgebildet sein0 Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung, den Unteransprüchen und der Zeichnung beschrieben bzw. dargestellt, wobei es ßich versteht, daß die rtindung in zahlreichen weiteren Ausführungsformen terwirklioht werden kann. The new type of vaporizer can be any other, the Ge-Btalt adapted to the respective application, for example U-shaped be designed0 Further features of the invention are in the following description, the dependent claims and the drawing described or shown, it ßich understands that the invention operates in numerous other embodiments can be.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine ausschnittsweise, geschnittene Seitenansicht eines Normalkühlfaches eines nicht in allen Einzelheiten dargestellten Haushaltskühlschrankes mit einem neuartigen Plattenverdampfer, Fig. 2 eine Rückansicht des Plattenverdampfers nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch den Plattenverdampfer naoh Pig. 2 gemäß Sohnittlinie III-III in vergrößerter Darstellung, Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer. Variante der Fig. 3, Fig. 5 eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles eines neuartigen Verdampfers, Fig. 6 einen vergrößerten Teilschnitt durch Fig. 5 gemäß Schnittlinie V-V. In the drawing: FIG. 1 shows a section, in section Side view of a normal refrigerator compartment of a not shown in detail Household refrigerator with a novel plate evaporator, Fig. 2 is a rear view of the plate evaporator according to FIG. 1, FIG. 3 shows a section through the plate evaporator naoh pig. 2 according to son line III-III in enlarged view, 4 shows a section from a. Variant of Fig. 3, Fig. 5 is a front view of a further embodiment of a novel evaporator, FIG. 6 a enlarged partial section through FIG. 5 according to section line V-V.
Das in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte Normalkühifach 1 dient der Aufbewahrung von Lebensmitteln, Getränken oder dergleichen. Unter einem Normaiktililfach ist hierbei im Sinne der Erfindung ein Kühlfach verstanden, in welchem in an sioh bekannter Weise mittels einer geeigneten Temperaturregeleinrichtung Temperaturen aufrechterhalten werden, die oberhalb des Gefrierpunktes von Wasser liegen. The normal refrigerator compartment 1 shown in detail in FIG. 1 is used the storage of food, beverages or the like. Under a Normaiktililfach is understood here in the sense of the invention, a cooling compartment in which in an sioh known way by means of a suitable temperature control device temperatures that are above the freezing point of water.
Das Normalkühlfach weist in an sich bekannter Weise einen inneren Kunststoffbehälter 11 auf, der mittels einer Schaumstoffisolierung 12 wärmeisoliert ist. Im Inneren des Normalkthlfaches 10 ist in geringem Abstand von seiner Rückwand 13 ein neuartiger Plattenverdampfer 14 angeordnet, der verhältniswäßig großflächig auagebildet ist und sich im wesentlichen über die gesamte Breite und über einen erheblochen Tell der Höhe der Rückwand 13 erstreckt, wobei Jedooh sein oberer und unterer Rand 15 bzw. 16 in solchen Abständen von der gegenüberliegenden Decke bzw. dem Boden des Kühlfaches angeordnet sind, daß sich auch in dem Zwischenraum 19 zwischen dem Verdampfer 14 und der Rückwand 13 eine wirksame Luftkonvektion ausbilden kann, so daß die Vorderseite 17 und die Rückseite 18 des Verdampfers 14 als Wärmeaustauschflächen wirksam sind.The normal refrigerator compartment has an inner one in a manner known per se Plastic container 11, which is thermally insulated by means of foam insulation 12 is. Inside the normal compartment 10 is at a small distance from its rear wall 13 a new type of plate evaporator 14 is arranged, the relatively large area is formed and is essentially over the entire width and over a substantial perforated part of the height of the rear wall 13 extends, Jedooh being upper and lower edge 15 or 16 at such distances from the opposite ceiling or the bottom of the cooling compartment are arranged that is also in the space 19 between the evaporator 14 and the rear wall 13 can form an effective air convection, so the front 17 and the rear 18 of the evaporator 14 are effective as heat exchange surfaces.
Der Plattenverdampfer 14 besteht in diesem bevorsugten Ausführungsbeispiel aus einem einstückigen, plattenförmigen Träger 20 aus Kunststoff und einer in den Träger 20 formschlüssig eingebetteten Rohrschlange 21. Die dem Kühlgut zugekehrte Vorderseite 17 dieses Trägers 20 ist eben, während die der Rückwand 13 zugewendete Rückseite 18 Erhöhungen 22 aufweist, die dem Verlauf der in dem Träger 20 eingebetteten Rohrschlange 21 entsprechen. Diese Rohrsohlange 21 bildet zwischen den Punkten 24 und 25 einen Verdampferkanal. Dae vertikale Rohrstück 26 bildet den Anfang eines Saugrohres. Der Singang 24 der Rohrsohlange 21 ist in nicht näher dargestellter Weise über eine Verbindungsleitung in Reihe mit einem Verdampfer eines nicht dargestellten Tiefkühlfaches verbunden. The plate evaporator 14 consists in this precautionary embodiment from a one-piece, plate-shaped carrier 20 made of plastic and one in the Support 20 positively embedded pipe coil 21. The one facing the goods to be cooled The front side 17 of this carrier 20 is flat, while the one facing the rear wall 13 Rear side 18 has elevations 22, which correspond to the course of the embedded in the carrier 20 Coil 21 correspond. This pipe sole length 21 forms between the points 24 and 25 an evaporator duct. The vertical pipe section 26 forms the beginning of one Suction pipe. The Singang 24 of the pipe sole length 21 is not shown in detail Way via a connecting line in series with an evaporator of a not shown Freezer connected.
Wie besonders deutlich aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist das durchgehende Rohr der Rohrsohlaxe 21 vollständig in Kontakt mit diesem und formschlüssig in das Material des Trägers 20/eingebettet, so daß ein guter Wärmeübergang zwischen dem Rohr und dem Träger vorliegt und das Rohr auoh gegen Korrosion vollständig geschützt ist. As can be seen particularly clearly from FIG. 3, this is continuous Tube of the Rohrsohlaxe 21 completely in contact with this and positively in the Material of the carrier 20 / embedded, so that a good heat transfer between the Tube and the carrier is present and the tube is also completely protected against corrosion is.
Der Träger 20 umfaßt hierbei den Umfang des Rohres der Rohrschlange 21 vollständig, so daß sich während der Kühlungsphasen zwischen dem auf relativ niedrige Temperaturen abgekühlten Rohr und den freien Oberflächen 17, 18 des Trägers infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit des Trägermaterials ein verhältnismäßig großes Temperaturgefälle einstellt, was für das rasche und selbsttätige Abtauen günstig ist. The carrier 20 here comprises the circumference of the pipe of the pipe coil 21 completely, so that during the cooling phases between the on relative low temperatures cooled tube and the free surfaces 17, 18 of the carrier due to the low thermal conductivity of the carrier material a relatively large temperature gradient sets what for the quick and automatic Defrosting is beneficial.
Die Wärmekapazität dieses Plattenverdampfers 14 ist sehr gering. Zu diesem Zweck Set die Dicke des Trägers 20 verhältnismäßig gering, und zwar in den Bereichen außßrhalb der durch die Rohrschlange bedingten Erhöhungen zweckmäßig ungefähr 0,8 - 2 mm und damit kleiner als der Außendurchmesser des Rohres der Rohrschlange 21. In den der Rohrschlange gegenüberliegenden Bereichen des Trägers 20 ist die Gesamtdicke des hier vorhandenen Trägermaterials zur Vergleichmäßigung der Oberflächentemperatur des Verdampfers 14 mit Vorteil grbßor als in den angrenzenden Bereichen. Die Dicke der zu beiden Seiten des Robres der Rohrschlange 21 befindlichen Trägermaterialschichten 32, 33 ist zweckmäßig ungefähr gleich groß, so daß sich in beiden Teilschichten während der Kühlungsphasen jeweils ein ungefähr gleich großes Temwraturgefälle einstellt und die Oberflächentemperaturen auf der Vorderseite und Rllokseite ungefähr gleich groß sind. In manchen Fällen ist es Jedoch auch günstig, wenn durch geeignete Ausbildung dieser Schichtdicken unterschiedlich große Temperaturen auf der Vorderseite und Rückseite des Plattenverdampfers während der Kühlungsphasen erreicht werden. The heat capacity of this plate evaporator 14 is very low. For this purpose, the thickness of the carrier 20 set relatively small, namely in the areas outside of the elevations caused by the pipe coil are expedient about 0.8 - 2 mm and thus smaller than the outer diameter of the pipe of the pipe coil 21. In the areas of the carrier 20 opposite the coil, the Total thickness of the carrier material available here to even out the surface temperature of the evaporator 14 is advantageously larger than in the adjacent areas. The fat of the carrier material layers located on both sides of the tube coil 21 32, 33 is expediently approximately the same size, so that in both sub-layers an approximately equal temperature gradient is set during each cooling phase and the surface temperatures on the front and rear side are approximately the same are great. In some cases, however, it is also beneficial if through suitable training these layer thicknesses have different temperatures on the front and Rear side of the plate evaporator can be reached during the cooling phases.
Auch sonstige Gestaltungen des Trägers können zu diesen Zwecken vorgesehen sein. Dies ist in Fig. 4 an einem Beispiel dargestellt, wo sich die Schichtdicke desTrägers 20' zwischen zwei benachbarten Rohrstücken 30 und 31 der Rohrschlange bis zur Mitte zwischen diesen Rohrstücken stetig verkleinert und hier einen Kleinstwert hat. Other designs of the carrier can also be provided for these purposes be. This is shown in Fig. 4 using an example where the layer thickness of the carrier 20 'between two adjacent pipe sections 30 and 31 of the pipe coil steadily reduced to the middle between these pipe pieces and a minimum value here Has.
Der in Fig. 5 und 6 dargestellte Verdampfer 40 weist zwei an ihren Berührungsflächen miteinander verschweißte oder verklebte, den Träger 41 bildende Kunststoffschichten 42, 43 auf, zwischen die formschlüssig eine Kunststoffrohrschlange 44 und drei streifenförmige, dünne Aluminiumfolien 45 eingebettet sind. Die Aluminiumfolien verbessern die Wärmeleitfähigkeit des Verdampfers und begünstigen so die Einstellung einer gleichmäßigen Oberflächentemperatur, ohne die Wärmekapazität des Verdampfers nennenswert zu vergrößern. The evaporator 40 shown in Figs. 5 and 6 has two on their Contact surfaces welded or glued to one another, forming the carrier 41 Plastic layers 42, 43, between which a plastic pipe coil in a form-fitting manner 44 and three strip-shaped, thin aluminum foils 45 are embedded. The aluminum foils improve the thermal conductivity of the evaporator and thus facilitate the setting a uniform surface temperature without the heat capacity of the evaporator to enlarge significantly.
Bei Anordnung des neuartigen Verdampfers in einem Normalkühlfach und selbsttätiger Abtauung des Verdampfers wird die Kältemaschine zweckmäßig mittels des Temperaturfühlers eines Thermostaten ein- und ausgeschla@et, wobei der Temperaturfühler eine Oberflächentemperatur des Verdampfers fühlt. When the new type of evaporator is arranged in a normal refrigerator compartment and automatic defrosting of the evaporator, the refrigeration machine is expediently by means of of the temperature sensor of a thermostat switched on and off, whereby the temperature sensor feels a surface temperature of the evaporator.
Die Wirkungsweise eines solchen Kühlmöbels ist wie folgt: Der nicht dargestellte, auf die Oberflächentemperatur des Trägers 20 ansprechende Thermostat schaltet die ebenfalls nicht näher dargestellte Kältemaschine in Abhängigkeit einer Oberflächentemperatur des Verdampfers ein und aus. Die Ausschalttemperatur ist @orhältnismäßig niedrig, beispielsweise -15° C. Die Einschalttemperatur liegt oberhalb 0° C, beispielsweise bei +3° C. Diese Einschalttemperatur kann erst dann erreicht werden, wenn der Plattenverdampfer vollständig von während der vorangeh@nden Kühlungsphase niedergeschlagenem Reif abgetaut ist. Damit @ierbei die Abschaltphasen der Kältemaschine nicht zu lang werden (was zu hohe Kühlschranktemperaturen zur Folge hätte), ist es erforderlich, daß dieses natürliche Abtauen des Plattenverdampfers relativ rasch erfolgt. Insbesondere zu diesem Zweck ist der neuartige Plattenverdampfer wie beschrieben ausgebildet. Zusätzlich hat er noch weitere Vorteile, wie einfache Bauart, billige Herstellung, Unempfindlichkeit gegen Korrosion und dergleichen. The mode of operation of such a refrigerated cabinet is as follows: The not shown, to the surface temperature of the support 20 responsive thermostat switches the refrigerating machine, which is also not shown in more detail, as a function of a Surface temperature of the evaporator on and off. The switch-off temperature is proportional low, for example -15 ° C. The switch-on temperature is above 0 ° C, for example at + 3 ° C. This switch-on temperature can only be reached when the plate evaporator completely from frost that fell during the previous cooling phase has defrosted. So that the shutdown phases of the refrigeration machine do not become too long (which would result in too high refrigerator temperatures), it is necessary that this natural defrosting of the Plate evaporator relatively quickly he follows. For this purpose in particular, the novel plate evaporator is as described educated. In addition, it has other advantages, such as simple construction, cheap Manufacturing, insensitivity to corrosion and the like.
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Also Published As
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