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DE102018218019A1 - Verdunstungsanordnung für ein Kältegerät - Google Patents

Verdunstungsanordnung für ein Kältegerät Download PDF

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DE102018218019A1
DE102018218019A1 DE102018218019.9A DE102018218019A DE102018218019A1 DE 102018218019 A1 DE102018218019 A1 DE 102018218019A1 DE 102018218019 A DE102018218019 A DE 102018218019A DE 102018218019 A1 DE102018218019 A1 DE 102018218019A1
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tray
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Andreas Molnar
Sascha Steininger
Luca Holzhauser
Ayfer Flora Teixeira
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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Abstract

Eine Verdunstungsanordnung für ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, umfasst eine Verdunstungsschale (2) und ein in der Verdunstungsschale (2) verlaufendes Heizrohr (9). Das Heizrohr (9) ist ein mit einer Korrosionsschutzbeschichtung (15, 16, 17) versehenes Stahlrohr (14).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdunstungsanordnung, die in einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltskältegerät, zur Beseitigung von an einem oder mehreren Verdampfern anfallendem Kondenswasser dient.
  • Eine solche Verdunstungsanordnung umfasst herkömmlicherweise eine Verdunstungsschale, die das Kondenswasser auffängt und in engem thermischem Kontakt zu einer Wärmequelle angeordnet ist, um das Kondenswasser in der Verdunstungsschale so stark aufzuheizen, dass es mindestens so schnell verdampft, wie Kondenswasser von dem oder den Verdampfern nachfließt.
  • Eine Wärmequelle, die zum Beheizen des Kondenswassers in Frage kommt, ist ein in die Verdunstungsschale eintauchendes Heizrohr. Das Heizrohr ist herkömmlicherweise aus Kupfer gefertigt, da Kupfer gut Wärme leitet und auch in feuchtem Zustand ausreichend korrosionsbeständig ist.
  • Kupfer ist aber auch sehr weich, so dass eine ausreichende mechanische Stabilität nur mit einer höheren Wandstärke als bei den meisten anderen Metallen erreichbar ist. Die hohe benötigte Wandstärke relativiert den Vorteil der hohen Wärmeleitfähigkeit und führt gleichzeitig zu hohen Kosten.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Verdunstungsanordnung zu schaffen, die bei geringen Fertigungskosten eine hohe Verdunstungsrate erreicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Verdunstungsanordnung für ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einer Verdunstungsschale und einem in der Verdunstungsschale verlaufenden Heizrohr das Heizrohr ein mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehenes Stahlrohr ist.
  • Die Beschichtung garantiert eine ausreichende Beständigkeit des Stahlrohrs auch bei lang andauerndem Kontakt mit dem Kondenswasser.
  • Die Korrosionsschutzbeschichtung kann eine innere Metallschicht und eine äußere Kunststoffschicht umfassen, so dass die innere Metallschicht auch dann noch Schutz bietet, wenn die relativ weiche Kunststoffschicht beschädigt worden ist.
  • Als Metallbeschichtung kommen insbesondere Metalle in Betracht, die in der Reihenfolge der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als der Stahl des Stahlrohrs sind; wie insbesondere Zink, Nickel oder Aluminium in reiner oder legierter Form.
  • Insbesondere metallische Überzüge, die überwiegend Zink oder Aluminium enthalten, wie ein im wesentlichen reiner Zinküberzug, ein Zink-Aluminium-Überzug, ein Aluminium-Zink-Überzug, ein Zink-Magnesium-Überzug oder ein Aluminium-Silizium-Überzug können durch Tauchen des Stahlrohrs, insbesondere eines vor dem Tauchen in eine vorgesehene Form gebogenen Stahlrohrs, in eine Schmelze aufgebracht werden.
  • Eine Aufbringung auf galvanischem Wege kommt ebenfalls in Betracht, insbesondere für eine Zink-Beschichtung, eine Zink-Nickel-Beschichtung, eine Nickel-Beschichtung oder eine Kupfer- Nickel-Beschichtung.
  • Die Kunststoffschicht der Korrosionsschutzbeschichtung enthält vorzugsweise einen thermoplastischen Kunststoff, insbesondere ein PA, PVC, PVDF, PTFE, ECTFE, PPS oder Polyolefin.
  • Die Kunststoffschicht kann durch (Co-)Extrusion, durch ein Wirbelsinterverfahren oder ein Spritzverfahren erzeugt werden, wobei eine gleichmäßige Verteilung der aufgebrachten Kunststoffpartikel durch entgegengesetzte elektrostatische Aufladung des Stahlrohrs und der Kunststoffpartikel gefördert werden kann.
  • Um die Haftung der Kunststoffbeschichtung zu verbessern, kann eine Primerschicht/Grundierung als Haftvermittler zwischen dem Stahlrohr oder dessen Metallbeschichtung einerseits und der Kunststoffbeschichtung andererseits vorgesehen sein.
  • Um die Fertigung der Verdunstungsanordnung zu vereinfachen und insbesondere die Notwendigkeit einer Dichtung an einem Durchgang des Heizrohrs durch eine Wand der Verdunstungsschale zu vermeiden, weist das Heizrohr vorzugsweise wenigstens zwei sich über die Oberkante einer Außenwand der Verdunstungsschale hinweg erstreckende Bögen auf.
  • Um das Heizrohr an der Verdunstungsschale zu verankern, insbesondere wenn dessen Bögen sich über den Rand der Verdunstungsschale hinweg erstrecken, ohne diesen zu berühren, können an einem Boden der Verdunstungsschale mehrere Klauen geformt sein, in die das Heizrohr eingerastet ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
    • 1 einen Ausschnitt aus dem Maschinenraum eines erfindungsgemäßen Kältegeräts;
    • 2 eine Verdunstungsanordnung des Kältegeräts aus 1 in perspektivischer Ansicht; und
    • 3 einen Querschnitt durch ein Heizrohr der Verdunstungsanordnung.
  • 1 zeigt einen Ausschnitt des Maschinenraums 18 eines Haushaltskältegeräts, gesehen von dessen offener Rückseite her. Der Maschinenraum 18 befindet sich im hier betrachteten Beispiel an der Rückseite eines Korpus 19, in dem oberhalb des Maschinenraums ein oder mehrere von der Vorderseite her zugängliche Lagerfächer untergebracht sind.
  • Der Maschinenraum 18 enthält einen Verdichter 1, der in bekannter Weise mit einem (nicht gezeigten) Verflüssiger, eventuell einer Rahmenheizung, wenigstens einer Drosselstelle und wenigstens einem oberhalb des Maschinenraums angeordneten Verdampfer zu einem Kältemittelkreislauf verbunden ist, um wenigstens ein Lagerfach des Kältegeräts zu kühlen. Der Verdichter 1 umfasst eine Verdichterkapsel 20, eine Pumpe und einen die Pumpe antreibenden Motor, die in der Verdichterkapsel 20 verborgen sind, sowie aus der Verdichterkapsel 20 herausgeführte Saug- und Druckanschlüsse 2, 3. Die in der 1 unverbunden dargestellten Saug- und Druckanschlüsse 2, 3 sind beim fertig montierten Kältegerät jeweils mit einem Kältemittelrohr verbunden, über das Kältemitteldampf vom Verdampfer angesaugt bzw. verdichtetes Kältemittel dem Verflüssiger des Kältegeräts zugeführt wird.
  • Auf der Kapsel des Verdichters 1 ist eine Verdunstungsschale 4 montiert, um eine Verdunstungsanordnung bilden. Die Verdunstungsschale 4 ist angeordnet, um von dem Verdampfer über einen Durchgang des Gehäuses ablaufendes Kondenswasser aufzufangen. Im hier betrachteten Fall ist sie auf der Kapsel des Verdichters 1 eng anliegend montiert, um Abwärme des Verdichters 1 aufzufangen; denkbar ist aber auch eine Anbringung unmittelbar am Boden des Maschinenraums, unterhalb des Verdichters 1.
  • Wie in 2 zu erkennen, ist am Boden der Verdunstungsschale eine zur Gestalt der Verdichters 1 komplementäre, an einem Oberteil der Kapsel 20 eng anliegende Kuppel 5 geformt. Um die Kuppel 5 herum erstreckt sich ein Graben 6. An den Graben 6 schließen nach außen Bereiche 7 an, in denen der Boden in etwa eben ist und höher liegt als am Grund des Grabens 6. Rings um den Boden erstreckt sich eine steile, hier in etwa vertikale Außenwand 8.
  • Eine Kältemittelleitung verbindet den Verdichter 1 mit dem Verflüssiger sowie, wenn vorhanden, mit der Rahmenheizung und führt im Betrieb verdichtetes, warmes Kältemittel. Diese Kältemittelleitung umfasst einen Abschnitt, der in die Verdunstungsschale 2 eintaucht und als ein Wärme an das Wasser der Verdunstungsschale 2 abgebendes Heizrohr 9 wirkt. Das Heizrohr 9 kann je nach Wärmebedarf der Verdunstungsschale 2 zwischen einem Auslass des Verdichters 1 und dem Verflüssiger oder zwischen dem Verflüssiger und der Drosselstelle angeordnet sein; falls vorhanden, kann ferner die Rahmenheizung je nach der Heizleistung, die erforderlich ist, um eine Betauung eines vorderen Rahmens des Gehäuses zu vermeiden, im Kältemittelkreislauf vor oder hinter dem Verflüssiger sowie vor oder hinter dem Heizrohr 9 angeordnet sein.
  • Ein Hauptteil des Heizrohrs 9 verläuft im Innern der Verdunstungsschale 2 in einer horizontalen Ebene. In der hier gezeigten Ausgestaltung umfasst dieser Hauptteil mehrere geradlinige Rohrabschnitte 10, die sich jeweils in Längsrichtung der Verdunstungsschale 2 erstrecken und untereinander durch 180°-Bögen 11 verbunden sind. Am Boden der Verdunstungsschale 2, insbesondere in dem ebenen Bereich 7 und in Scheitelnähe der Kuppel 5, sind Halteklauen 12 angeordnet, in deren nach oben offene Kerben von schlüssellochähnlichem Querschnitt das Heizrohr 9, insbesondere seine geradlinigen Rohrabschnitte 10 eingerastet sind. Die Enden des Heizrohrs 9 sind durch zwei aufrechte Bögen 13 gebildet, die sich über die Außenwand 8 der Verdunstungsschale 2 hinweg erstrecken.
  • 3 zeigt einen Querschnitt durch das Heizrohr 9. Eine innerste Schicht des Heizrohrs ist durch ein dünnwandiges Stahlrohr 14 gebildet. Das Stahlrohr 14 kann einfach- oder doppelwandig sein. Als eine erste Korrosionsschutzschicht ist auf dem Stahlrohr 14 eine metallische Beschichtung 15, insbesondere ein im wesentlichen reiner Zinküberzug, ein Zink-Aluminium-Überzug, ein Aluminium-Zink-Überzug, ein Zink-Magnesium-Überzug oder ein Aluminium-Silizium-Überzug gebildet. Ein solcher Überzug kann in an sich bekannter Weise erzeugt werden, indem das Stahlrohr 14 durch eine Schmelze des Überzugs gezogen wird. Eine Erzeugung auf galvanischem Wege ist ebenfalls möglich, kommt aber in erster Linie für Überzüge mit einem signifikanten Anteil an Nickel in Betracht, da diese sich aufgrund ihres hohen Schmelzpunkts weniger zum Tauchen eignen.
  • Auf die metallische Beschichtung 15 ist hier eine Primerschicht 16 aufgebracht, z.B. ebenfalls durch Tauchen oder durch Aufsprühen. Die Primerschicht 16 kann vorgesehen sein, um wenn nötig die Haftung zwischen der metallischen Beschichtung 15 und einer Kunststoffbeschichtung 17 zu verbessern.
  • Die Kunststoffbeschichtung 17 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff wie etwa Polyamid (PA), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE), Ethylen-chlorotrifluoroethylen (ECTFE), Polyphenylensulfid (PPS) und deren Copolymere oder Polyolefin (LDPE, LLDPE, HDPE, PP) und Gemischen davon.
  • Die Kunststoffbeschichtung 17 kann durch Extrudieren geformt werden, insbesondere indem das mit der Beschichtung 15 versehene Stahlrohr 14 durch eine Extrudierdüse geführt und dabei beschichtet wird; in Betracht kommen ferner Wirbelsinterverfahren, bei denen das auf Erweichungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs erwärmte Rohr durch ein Fließbett aus Kunststoffpulver geführt wird, oder Pulverbeschichtungsverfahren, bei denen elektrostatisch aufgeladene Kunststoffpulverpartikel durch Anlegen einer entgegengesetzten Ladung an das Rohr von diesem angezogen und an dessen Oberfläche zu einer lückenlosen Schicht verschmolzen werden. Das erwärmte Rohr dient lediglich um das Pulver anhaften zulassen. Danach erfolgt ein Einback- oder Einbrennschritt. Dieser ist notwendig um die Vernetzung des Kunststoffes in Gang zu setzten (ca. 120-220 °C).
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verdichter
    2
    Sauganschluss
    3
    Druckanschluss
    4
    Verdunstungsschale
    5
    Kuppel
    6
    Graben
    7
    ebener Bereich
    8
    Außenwand
    9
    Heizrohr
    10
    Rohrabschnitt
    11
    Bogen
    12
    Halteklaue
    13
    Bogen
    14
    Stahlrohr
    15
    metallische Beschichtung
    16
    Primerschicht
    17
    Kunststoffbeschichtung
    18
    Maschinenraum
    19
    Korpus
    20
    Verdichterkapsel

Claims (8)

  1. Verdunstungsanordnung für ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einer Verdunstungsschale (2) und einem in der Verdunstungsschale (2) verlaufenden Heizrohr (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (9) ein mit einer Korrosionsschutzbeschichtung (15, 16, 17) versehenes Stahlrohr (14) ist.
  2. Verdunstungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsschutzbeschichtung (15, 16, 17) eine innere Metallschicht (15) und eine äußere Kunststoffschicht (17) umfasst.
  3. Verdunstungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallschicht (15) der Korrosionsschutzbeschichtung (15, 16, 17) überwiegend aus einem oder mehreren unter Zink, Nickel und Aluminium ausgewählten Metallen besteht.
  4. Verdunstungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (15) durch Tauchen in eine Schmelze oder galvanisch erzeugt ist.
  5. Verdunstungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kunststoffschicht (17) der Korrosionsschutzbeschichtung (15, 16, 17) einen thermoplastischen Kunststoff, insbesondere ein PA, PVC, PVDF, PTFE, ECTFE, PPS oder Polyolefin enthält.
  6. Verdunstungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Kunststoffbeschichtung (17) eine Primerschicht (16) vorgesehen ist.
  7. Verdunstungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (9) wenigstens zwei sich über eine Außenwand (8) der Verdunstungsschale (2) hinweg erstreckende Bögen (13) aufweist.
  8. Verdunstungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Boden der Verdunstungsschale (2) mehrere Halteklauen (12) geformt sind, in die das Heizrohr (9) eingerastet ist.
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