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EP3701204B1 - Kältegerät mit vertikal luftdurchströmtem verdampfer - Google Patents

Kältegerät mit vertikal luftdurchströmtem verdampfer Download PDF

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Publication number
EP3701204B1
EP3701204B1 EP18786304.8A EP18786304A EP3701204B1 EP 3701204 B1 EP3701204 B1 EP 3701204B1 EP 18786304 A EP18786304 A EP 18786304A EP 3701204 B1 EP3701204 B1 EP 3701204B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
evaporator
refrigeration appliance
appliance according
partition wall
inlet volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP18786304.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3701204A1 (de
Inventor
Markus Arbogast
Michaela Malisi
Felix WIEDENMANN
Frank Cifrodelli
Thomas Bischofberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP3701204A1 publication Critical patent/EP3701204A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3701204B1 publication Critical patent/EP3701204B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/04—Preventing the formation of frost or condensate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2317/00—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2317/06—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation
    • F25D2317/063—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation with air guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2317/00—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2317/06—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation
    • F25D2317/065—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation characterised by the air return

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration appliance, in particular a domestic refrigeration appliance, with a housing in which a number of storage chambers, in particular storage chambers for different operating temperatures, such as a freezer compartment and a normal refrigeration compartment, are accommodated.
  • Such domestic refrigeration appliances are often designed as full no-frost appliances.
  • the individual storage chambers are cooled by a common finned evaporator, which is housed in an evaporator chamber that is usually separated from the coldest storage chamber.
  • a common finned evaporator which is housed in an evaporator chamber that is usually separated from the coldest storage chamber.
  • the moisture carried by the air condenses on the fins of the evaporator and forms a layer of frost on them, which on the one hand impedes the heat exchange between the fins and the circulating air, and on the other hand the passages between narrows the fins of the evaporator, making air circulation more difficult.
  • the layer of frost must therefore be thawed regularly.
  • An uneven distribution of the frost in the evaporator means that areas of the evaporator with thin frost become free of ice faster than areas with thick frost and heat up to a temperature well above freezing point in the time it takes for the thick frosted areas to defrost. This leads to high energy consumption, on the one hand because of the long duration of the defrosting process and on the other hand because the unnecessarily heated parts of the evaporator have to be cooled down again before the evaporator can cool the storage chambers again.
  • JP S64 5076 U and EP 2 146 164 A2 disclose further refrigeration devices known from the prior art.
  • One object of the invention is therefore to further develop a refrigeration device in the NoFrost design with a vertical flow evaporator in such a way that the time interval between two defrosting processes can be made longer and rapid, energy-efficient defrosting is possible.
  • a refrigeration device is provided with an evaporator arranged in an evaporator chamber, through which air flows from bottom to top, and at least one first and one second storage chamber cooled by air exchange with the evaporator chamber, with an elongated inlet volume being kept free in the evaporator chamber below a lower inflow side of the evaporator and exhaust air lines the two storage chambers open into the inlet volume on different sides of a plane extending in the longitudinal direction through the inlet volume, a partition wall running in the plane protrudes from the lower inflow side into the inlet volume.
  • the dividing wall forces the air flowing in via the exhaust air ducts to spread over the entire length of the inflow side and thus also a largely uniform distribution of the frost separated from this air in the evaporator in the longitudinal direction of the inlet volume. Rapid freezing of an area of the evaporator that is heavily exposed to the inflow of air is thus avoided, and a large amount of frost can collect in the evaporator before its flow resistance makes defrosting necessary.
  • the even distribution of the frost also has the consequence that if, towards the end of a defrosting process, the evaporator has icy and ice-free areas, the heat absorbed by an ice-free area only has to flow over a short distance in the evaporator before it reaches an area that is still icy. In this way, useless heating of the ice-free areas is kept to a minimum, and the defrosting process can be completed in a short time and without unnecessary energy consumption.
  • Fins of the evaporator are preferably oriented transversely to the partition so that a space between two fins can receive air from both exhaust air ducts.
  • a large volume is available inside the evaporator to collect frost in it, and the time interval between two defrosting processes can be chosen to be large.
  • the air flowing through a space between two fins can avoid the frost that has condensed out in the space for a long time without having to leave the space, so that a low flow resistance of the evaporator is maintained for a long time even with progressive frost formation.
  • a lower edge of the partition should run within the intake volume, spaced from the bottom of the intake volume, so as not to completely seal off the two parts of the intake volume from one another and, if the lower upstream side on one side of the partition wall is largely clogged with frost, the air flowing in on that side will have a evasion to allow the possibly not yet clogged rest of the lower inflow side on the other side of the partition.
  • the partition In order to simplify the installation of the partition, it can be anchored to the evaporator in order to be inserted together with this as a single assembly in the refrigerator.
  • Individual fins of the evaporator can protrude below the inflow side. These fins can serve as a holder for a defrost heater.
  • the partition wall can also extend between them.
  • the evaporator chamber and the first storage chamber can be located at substantially the same level and separated from each other by a vertical partition.
  • the exhaust air line of the first storage chamber can open into the inlet volume via a horizontally elongated gap.
  • This gap should extend over at least 90% of the width of the evaporator; in particular, it can extend over the entire width of an inner container, in in which the evaporator chamber and the first storage chamber are housed together and separated from one another by the vertical partition.
  • the gap should run above a lower edge of the partition wall so that air flowing in via the gap can only reach a side of the partition wall facing away from the gap after being deflected at the partition wall and therefore predominantly via a part of the lower wall extending between the partition wall and the vertical intermediate wall Inflow side enters the evaporator.
  • the evaporator can also have a lateral inflow surface, and the exhaust air line of the second storage chamber can open into the inlet volume via an air space adjoining the lateral inflow surface.
  • the inlet volume can accommodate a defrost heater.
  • the defrost heater In order to act on the evaporator over the entire inflow side, the defrost heater should extend on both sides of the partition.
  • condensation water collection channel In order to drain condensation water, a condensation water collection channel should run under the lower inflow side.
  • a fan can be provided to drive air exchange with both storage chambers simultaneously.
  • the length and passage cross-sections of lines that connect the evaporator chamber to the first and second storage chamber can be designed according to the average cooling requirement of the two storage chambers so that when one of the two storage chambers is sufficiently supplied with cold air from the evaporator chamber, the other is oversupplied. A flap in the supply or exhaust air line of the other storage chamber is then sufficient to be able to supply both storage chambers as required.
  • the air exchange with the first Storage chamber to be stronger than with the second.
  • FIG. 1 1 shows a NoFrost combination refrigeration appliance in a schematic section in the depth direction.
  • a body 1 of the refrigerating appliance two cavities are delimited by inner containers 2 deep-drawn in one piece from plastic in a manner customary in the art.
  • One of the cavities is a storage chamber, here a normal refrigeration compartment 3 .
  • the other cavity is divided by a vertical partition 4 into a second storage chamber, here a freezer compartment 5 , and an evaporator chamber 6 .
  • the evaporator chamber 6 contains a finned evaporator 7 with fins arranged parallel to the section plane. Below the finned evaporator 7, an inlet volume 8 of the evaporator chamber 6 extends over the entire width of the lower inner container 2. A lower edge 9 of the partition 4 and the top of a step 10 of the inner container 2 delimit an entry gap 11 of the evaporator chamber 6. The step 10 and one of the The wall 12 following the contour of the stage 10 at a constant distance delimit an exhaust air line 13 of the freezer compartment 5, via which the air in the freezer compartment 5 is sucked off near the floor and fed to the evaporator chamber 6. The entrance slit 11 extends, like the inlet volume, over the entire width of the lower inner container 2 in order to distribute the exhaust air from the freezer compartment to the evaporator 7 evenly over its width.
  • Adjacent to the inlet volume 8 below the evaporator 7 is an air space 14 which is delimited by a bulge in the lower inner container 2 which engages in the insulating material layer 15 of the body 1 .
  • the air space 14 extends along a broad side of the evaporator 7 facing away from the freezer compartment 5 over a part, preferably not more than half, of its height.
  • A running outside the cutting plane, e.g. in a side wall of the body 1 and therefore in 1
  • the exhaust air line 15 of the normal refrigeration compartment 5 opens into the air space 14 via an opening cut into the bulge of the lower inner container 2.
  • the gaps between the fins of the evaporator 7 are along a lower inflow side 17 to the inlet volume 8 and via a lateral inflow surface 18 open to airspace 14.
  • the vertical intermediate wall 4 contains a distribution chamber 19 which communicates with a free space 21 of the evaporator chamber 6 above the evaporator 7 via an opening at which a fan 20 is arranged.
  • An outlet 22 of the distribution chamber opens into the freezer compartment 5 close to the ceiling.
  • Another outlet is formed by a line 23 extending in a wall of the body 1 to the normal cooling compartment 3 .
  • a flap 24 controlled by a thermostat can be provided in this line 23, which flap allows the cold air supply to the normal cooling compartment 3 to be prevented if cooling is only required in the freezer compartment 5. If there is a cooling requirement in the normal cooling compartment 5 and the flap 24 is therefore open, the cold air circulated by the fan 20 is distributed to both storage chambers 3, 5.
  • the exhaust air line 15 can open into the air space 14 opposite the inflow surface 18 of the evaporator 7 or on a narrow side thereof; In both cases, the exhaust air from the normal refrigeration compartment tends to enter the evaporator 7 in the immediate vicinity of where it opens out, where it separates the moisture that is carried along. If this happens along the entire exposed edge of an intermediate space between the slats, along the inflow surface 18 and the lower inflow side 17, the exhaust air from the standard refrigeration compartment must be contained in the evaporator chamber 6 Cover detours so that the distribution of the circulated air in normal cooling compartment 3 and freezer compartment 5 shifts to the disadvantage of normal cooling compartment 3.
  • the flow resistance of the evaporator 7 also increases, so that either the air throughput decreases overall or a higher output of the fan 20 is required in order to keep the air throughput constant. In both cases, however, the cooling capacity of the evaporator 7 decreases. In order to maintain good energy efficiency of the refrigeration device, the evaporator 7 must therefore be defrosted.
  • a partition wall 25 is mounted in the inlet volume 8 .
  • An enlarged view of the evaporator chamber 6 with the partition wall 25 is shown in FIG 2 shown.
  • the section through the evaporator 7 shows one of its fins 26 in a plan view. Its lower edge and that of a large number of other lamellae of the same shape define the lower inflow side 17 .
  • One of these slats 27 is in 2 to see.
  • a slot 28 is cut out, into which a defrosting heater 29 bent in the shape of a hairpin is inserted.
  • the partition wall 25 extends between the two legs of the defrost heater 29.
  • the upper side of the step 10 forms a channel 30 directly below the evaporator and rises from the channel 30 to the freezer compartment 5 , so that the entry gap 11 runs significantly higher than the bottom of the channel 30 .
  • a lower edge 31 of the partition wall 25 is lower than the entry gap 11, so that the exhaust air from the freezer compartment 5, which is guided horizontally in the exhaust air line 13 before reaching the entry gap 11, strikes the partition wall 25 and is deflected at it. Due to the suction emanating from the fan 20 , the exhaust air flows upwards essentially in front of the partition wall 25 and passes through the lower inflow side 17 in its front part facing the entry gap 11 .
  • the partition wall 25 prevents the relatively moist exhaust air from the normal cooling compartment 3 from penetrating from the air space 14 into the front part of the inflow side 17 and thus delays the formation of frost there. Instead, it forces the exhaust air from the standard refrigeration compartment 3 to deviate sideways and to be distributed over the width of the evaporator 7 in the rear part of the inflow side 17, thus also reaching the spaces between the fins. which are not adjacent to the airspace 14. Since frost consequently also forms in these gaps, the capacity of the evaporator 7 for frost is better utilized and the time before defrosting becomes necessary is extended.
  • the partition wall 25 By deflecting the exhaust air from the normal refrigeration compartment 3 in the width direction of the evaporator 7, the partition wall 25 also brings about an improved match between the frost distribution and the power distribution of the defrost heater 29, which extends over the entire width of the evaporator 7. Temperature gradients that occur within the evaporator 7 during defrosting Resulting from the fact that some parts of the evaporator 7 become ice-free earlier than others and can therefore heat up to temperatures above 0°C, therefore remain low, which improves the energy efficiency of the defrosting process.
  • Water released during defrosting drips from the inflow side 17 into the channel 30 and escapes in a manner known per se via a drain (not shown) at the lowest point of the channel 30 to the outside.
  • the partition wall 25 Due to its placement between the legs of the defrost heater 29, the partition wall 25 is to a large extent exposed to thermal radiation emanating from there and, in particular, catches part of the radiation that would have hit the inner container 2 or the intermediate wall 4 and heated them without the partition wall 25 to promote the defrosting process. If the partition wall 25 absorbs this radiation and heats up in the process, it can either transfer the heat to the air in the inlet volume 8 and in this way intensify the heat supply to the upstream side 17, or it can transfer the heat directly into the air through physical contact with the fins 26 Introduce evaporator 7.
  • the partition 25a is a simple planar blank of sheet material, such as spring steel, aluminum sheet, or the like.
  • Projections 33 are formed on two narrow sides 32 of the partition 25a, which are provided in order to engage in the slots 28 of the fins 27 between the legs of the defrost heater 29 and thus to anchor the partition 25a under the evaporator 7. In order to be able to insert the projections 33 into the slots 28, it is sufficient to bend the partition wall 25a slightly.
  • the slots 28, as shown in an example on the narrow side 32 on the right, can be provided with notches 34 on the top and bottom, in which the top and bottom edges of the projections 33 can latch.
  • the partition wall 25b is also a blank from flat material. Several pairs of spring arms 35 are deflected out of the plane of the blank, which in 3 diverge upwards in the installation orientation shown and at the ends of which arcs 36 are formed which engage in each case on the legs of the defrost heater. Introductory bevels 37 above the bends 36 facilitate the insertion of the partition wall 25b between the legs of the defrost heater 29 and the latching on the legs.
  • notches 39 are distributed in an upper edge 38 of the partition wall 25c so that each of them receives the lower edge of a fin 26.
  • the straight top edges 38 of partitions 25a or 25b could engage notches on the bottom edges of slats 26, respectively; such notches could also contribute to locking the partition 25a or 25b in the upright position on the evaporator 7.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem Gehäuse, in dem mehrere Lagerkammern, insbesondere Lagerkammern für unterschiedliche Betriebstemperaturen wie etwa ein Gefrierfach und ein Normalkühlfach, untergebracht sind.
  • Derartige Haushaltskältegeräte sind häufig als Full-NoFrost-Geräte ausgeführt. Bei Geräten dieses Typs sind die einzelnen Lagerkammern durch einen gemeinsamen Lamellenverdampfer gekühlt, der in einer meist von der kältesten Lagerkammer abgeteilten Verdampferkammer untergebracht ist. Wenn in den Lagerkammern erwärmte Luft durch den Lamellenverdampfer zirkuliert, schlägt sich die von der Luft mitgeführte Feuchtigkeit an den Lamellen des Verdampfers nieder und bildet darauf eine Reifschicht, die zum einen den Wärmeaustausch zwischen den Lamellen und der zirkulierenden Luft behindert und zum anderen die Durchgänge zwischen den Lamellen des Verdampfers verengt und dadurch auch die Luftzirkulation erschwert. Die Reifschicht muss deshalb regelmäßig abgetaut werden. Eine ungleichmäßige Verteilung des Reifs im Verdampfer führt dazu, dass dünn bereifte Bereiche des Verdampfers schneller eisfrei werden als dick bereifte und sich in der Zeit, die die dick bereiften Bereiche zum Abtauen brauchen, auf eine Temperatur deutlich oberhalb des Gefrierpunkts erwärmen. Dies führt zu hohem Energieverbrauch, einerseits wegen der langen Dauer des Abtauvorgangs und andererseits weil die unnötig aufgeheizten Teile des Verdampfers wieder heruntergekühlt werden müssen, bevor der Verdampfer wieder die Lagerkammern kühlen kann. Dies wirkt sich insbesondere bei Kombinationskältegeräten störend aus, da hier der Verdampfer kalt genug sein muss, um auch die kälteste Lagerkammer kühlen zu können, und dementsprechend zwischen einer wärmeren Lagerkammer und dem Verdampfer eine große Temperaturdifferenz besteht, die zu starker Reifbildung am Verdampfer und dementsprechend häufigem Abtaubedarf führt.
  • In DE 10 2014 218 411 A1 wurde ein Kältegerät mit einem in einer Verdampferkammer angeordneten Verdampfer und wenigstens zwei durch Luftaustausch mit der Verdampferkammer gekühlten Lagerkammern vorgeschlagen, bei dem in einem vor einer Anströmseite des Verdampfers freigehaltenen Einlassvolumen der Verdampferkammer eine Führungsrippe sich von einer der Anströmseite gegenüberliegenden Wand aus auf die Anströmseite zu erstreckt und Abluftleitungen der zwei Lagerkammern auf verschiedenen Seiten der Führungsrippe in das Einlassvolumen einmünden. Ein solcher Aufbau ist jedoch nur für einen im Wesentlichen horizontal durchströmten Verdampfer geeignet. Bei einem vertikal durchströmten Verdampfer kann das Tauwasser nicht richtig abgeführt werden, wenn sich es beim Abtropfen vom Verdampfer auf verschiedene Seiten der Führungsrippe verteilt.
  • JP S64 5076 U und EP 2 146 164 A2 offenbaren weitere aus dem Stand der Technik bekannte Kältegeräte.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Kältegerät in NoFrost-Bauart mit vertikal durchströmtem Verdampfer so weiterzubilden, dass der Zeitabstand zwischen zwei Abtauvorgängen lang gemacht werden kann und ein schnelles, energieeffizientes Abtauen möglich ist.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Kältegerät bereitgestellt mit einem in einer Verdampferkammer angeordneten, von unten nach oben durchströmten Verdampfer und wenigstens einer ersten und einer zweiten durch Luftaustausch mit der Verdampferkammer gekühlten Lagerkammer, wobei in der Verdampferkammer unter einer unteren Anströmseite des Verdampfers ein langgestrecktes Einlassvolumen freigehalten ist und Abluftleitungen der zwei Lagerkammern auf verschiedenen Seiten sich einer in Längsrichtung durch das Einlassvolumen erstreckenden Ebene in das Einlassvolumen einmünden, eine in der Ebene verlaufende Trennwand von der unteren Anströmseite in das Einlassvolumen vorspringt. Die Trennwand erzwingt eine Ausbreitung der über die Abluftleitungen zuströmenden Luft über die gesamte Länge der Anströmseite und dadurch auch eine in Längsrichtung des Einlassvolumens weitgehend gleichmäßige Verteilung des von dieser Luft im Verdampfer abgeschiedenen Reifs. Ein schnelles Zufrieren eines dem Zufluss der Luft stark ausgesetzten Bereichs des Verdampfers wird so vermieden, und es kann sich eine große Menge Reif im Verdampfer sammeln, bevor dessen Strömungswiderstand ein Abtauen erforderlich macht. Die gleichmäßige Verteilung des Reifs hat ferner zur Folge, dass wenn gegen Ende eines Abtauvorgangs der Verdampfer vereiste und eisfreie Bereiche aufweist, die von einem eisfreien Bereich aufgenommene Wärme im Verdampfer nur über einen kurzen Abstand fließen muss, bis sie einen noch vereisten Bereich erreicht. So wird eine nutzlose Erwärmung der eisfreien Bereiche gering gehalten, und der Abtauvorgang kann in kurzer Zeit und ohne unnötigen Energieverbrauch abgeschlossen werden.
  • Lamellen des Verdampfers sind vorzugsweise quer zu der Trennwand orientiert, so dass ein Zwischenraum zwischen zwei Lamellen Luft von beiden Abluftleitungen empfangen kann. So steht zum einen im Innern des Verdampfers ein großes Volumen zur Verfügung, um darin Reif zu sammeln, und der Zeitabstand zwischen zwei Abtauvorgängen kann groß gewählt werden. Zum andern kann die in einem Zwischenraum zwischen zwei Lamellen hindurchströmende Luft lange Zeit dem in dem Zwischenraum auskondensierten Reif ausweichen, ohne dafür den Zwischenraum verlassen zu müssen, so dass ein niedriger Strömungswiderstand des Verdampfers auch bei fortschreitender Reifbildung lange Zeit erhalten bleibt.
  • Eine Unterkante der Trennwand sollte vom Boden des Einlassvolumens beabstandet innerhalb des Einlassvolumens verlaufen, um die zwei Teile des Einlassvolumens nicht vollständig voneinander abzuriegeln und, wenn die untere Anströmseite auf einer Seite der Trennwand weitgehend mit Reif verstopft ist, der an dieser Seite zuströmenden Luft ein Ausweichen zu dem dann eventuell noch nicht verstopften Rest der unteren Anströmseite an der anderen Seite der Trennwand zu ermöglichen.
  • Um den Einbau der Trennwand zu vereinfachen, kann diese am Verdampfer verankert sein, um zusammen mit diesem als eine einzige Baugruppe in das Kältegerät eingefügt zu werden.
  • Einzelne Lamellen des Verdampfers können unter die Anströmseite nach unten vorspringen. Diese Lamellen können als Halterung für eine Abtauheizung dienen. Zwischen ihnen kann sich außerdem die Trennwand erstrecken.
  • Die Verdampferkammer und die erste Lagerkammer können auf im Wesentlichen gleicher Höhe angeordnet und voneinander durch eine vertikale Zwischenwand getrennt sein. Um die Abluft der ersten Lagerkammer über die Breite des Verdampfers zu verteilen, kann die Abluftleitung der ersten Lagerkammer über einen horizontal langgestreckten Spalt in das Einlassvolumen einmünden.
  • Dieser Spalt sollte sich über wenigstens 90% der Breite des Verdampfers erstrecken; insbesondere kann er sich über die gesamte Breite eines Innenbehälters erstrecken, in dem die Verdampferkammer und die erste Lagerkammer gemeinsam untergebracht und durch die vertikale Zwischenwand voneinander abgegrenzt sind.
  • Der Spalt sollte oberhalb einer Unterkante der Trennwand verlaufen, damit über den Spalt zuströmende Luft eine vom Spalt abgewandte Seite der Trennwand nur nach Umlenkung an der Trennwand erreichen kann und daher zum überwiegenden Teil über einen sich zwischen der Trennwand und der vertikalen Zwischenwand erstreckenden Teil der unteren Anströmseite in den Verdampfer eintritt.
  • Um ein schnelles Zufrieren der unteren Anströmfläche zu vermeiden, kann der Verdampfer ferner eine seitliche Anströmfläche aufweisen, und die Abluftleitung der zweiten Lagerkammer kann in das Einlassvolumen über einen an die seitliche Anströmfläche angrenzenden Luftraum einmünden.
  • Das Einlassvolumen kann Platz für eine Abtauheizung bieten.
  • Um über die gesamte Anströmseite auf den Verdampfer zu wirken, sollte die Abtauheizung sich beiderseits der Trennwand erstrecken.
  • Um Tauwasser abzuleiten, sollte eine Tauwasserauffangrinne unter der unteren Anströmseite verlaufen.
  • Ein Ventilator kann vorgesehen sein, um einen Luftaustausch mit beiden Lagerkammern gleichzeitig anzutreiben. Länge und Durchlassquerschnitte von Leitungen, die die Verdampferkammer mit der ersten und der zweiten Lagerkammer verbinden, können entsprechend dem mittleren Kältebedarf der beiden Lagerkammern so ausgelegt sein, dass wenn eine der beiden Lagerkammern ausreichend mit Kaltluft aus der Verdampferkammer versorgt wird, die andere überversorgt ist. Dann genügt eine Klappe in der Zu- oder Abluftleitung der anderen Lagerkammer, um beide Lagerkammern bedarfsgerecht versorgen zu können.
  • Da die erste Lagerkammer im Allgemeinen eine niedrigere Betriebstemperatur als die zweite Lagerkammer hat, und dementsprechend einen größeren Anteil an der Kühlleistung des Verdampfers beansprucht, sollte der Luftaustausch mit der ersten Lagerkammer stärker sein als mit der zweiten. Dies erlaubt es, den Querschnitt der Leitungen zwischen Verdampferkammer und zweiter Lagerkammer enger zu wählen als den der Leitungen zwischen Verdampferkammer und erster Lagerkammer, so dass - insbesondere wenn die zweite Lagerkammer weiter von der Verdampferkammer entfernt ist als die erste - das Volumen, das die Leitungen im Korpus des Kältegeräts belegen, klein gehalten werden kann.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Schnitt in Tiefenrichtung durch ein erfindungsgemäßes Haushaltskältegerät;
    Fig. 2
    ein vergrößertes Detail aus Fig. 1; und
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht des Verdampfers des Kältegeräts aus Fig. 1 und verschiedener Ausgestaltungen einer Trennwand.
  • Fig. 1 zeigt zeigt ein NoFrost-Kombinationskältegerät in einem schematischen Schnitt in Tiefenrichtung. In einem Korpus 1 des Kältegeräts sind zwei Hohlräume durch in fachüblicher Weise aus Kunststoff einteilig tiefgezogene Innenbehälter 2 begrenzt. Einer der Hohlräume ist eine Lagerkammer, hier ein Normalkühlfach 3. Der andere Hohlraum ist durch eine vertikale Zwischenwand 4 in eine zweite Lagerkammer, hier ein Gefrierfach 5, und eine Verdampferkammer 6 unterteilt.
  • Die Verdampferkammer 6 enthält einen Lamellenverdampfer 7 mit parallel zur Schnittebene angeordneten Lamellen. Unterhalb des Lamellenverdampfers 7 erstreckt sich ein Einlassvolumen 8 der Verdampferkammer 6 über die gesamte Breite des unteren Innenbehälters 2. Eine Unterkante 9 der Zwischenwand 4 und die Oberseite einer Stufe 10 des Innenbehälters 2 begrenzen einen Eintrittsspalt 11 der Verdampferkammer 6. Die Stufe 10 und eine der Kontur der Stufe 10 in gleichbleibendem Abstand folgende Wand 12 begrenzen eine Abluftleitung 13 des Gefrierfachs 5, über die Luft im Gefrierfach 5 in Bodennähe abgesaugt und der Verdampferkammer 6 zugeführt wird. Der Eintrittsspalt 11 erstreckt sich wie das Einlassvolumen über die gesamte Breite des unteren Innenbehälters 2, um die Abluft des Gefrierfachs dem Verdampfer 7 gleichmäßig über dessen Breite verteilt zuzuführen.
  • An das Einlassvolumen 8 unterhalb des Verdampfers 7 grenzt ein Luftraum 14 an, der durch eine in die Isolationsmaterialschicht 15 des Korpus 1 eingreifende Ausbuchtung des unteren Innenbehälters 2 begrenzt ist. Der Luftraum 14 erstreckt sich entlang einer vom Gefrierfach 5 abgewandten Breitseite des Verdampfers 7 über einen Teil, vorzugsweise nicht mehr als die Hälfte, von dessen Höhe. Eine (außerhalb der Schnittebene, z.B. in einer Seitenwand des Korpus 1 verlaufende und deshalb in Fig. 1 gestrichelt angedeutete) Abluftleitung 15 des Normalkühlfachs 5 mündet über eine in die Ausbuchtung des unteren Innenbehälter 2 geschnittene Öffnung in den Luftraum 14. Die Zwischenräume zwischen den Lamellen des Verdampfers 7 sind sowohl entlang einer unteren Anströmseite 17 zum Einlassvolumen 8 als auch über eine seitliche Anströmfläche 18 zum Luftraum 14 hin offen.
  • Die vertikale Zwischenwand 4 enthält eine Verteilerkammer 19, die über eine Öffnung, an der ein Ventilator 20 angeordnet ist, mit einem Freiraum 21 der Verdampferkammer 6 oberhalb des Verdampfers 7 kommuniziert. Ein Auslass 22 der Verteilerkammer mündet deckennah in das Gefrierfach 5. Ein anderer Auslass ist durch eine sich in einer Wand des Korpus 1 zum Normalkühlfach 3 erstreckende Leitung 23 gebildet. In dieser Leitung 23 kann eine durch einen Thermostaten angesteuerte Klappe 24 vorgesehen sein, die es erlaubt, die Kaltluftzufuhr zum Normalkühlfach 3 zu unterbinden, wenn nur im Gefrierfach 5 Kühlbedarf besteht. Falls im Normalkühlfach 5 Kühlbedarf besteht und die Klappe 24 deshalb offen ist, verteilt sich die vom Ventilator 20 umgewälzte Kaltluft auf beide Lagerkammern 3, 5.
  • Die Abluftleitung 15 kann wie in der Fig. angedeutet der Anströmfläche 18 des Verdampfers 7 gegenüber oder an einer Schmalseite des Luftraums 14 in diesen einmünden; in beiden Fällen neigt die Abluft des Normalkühlfachs dazu, in unmittelbarer Nähe zur Einmündung in den Verdampfer 7 einzutreten und dort die mitgeführte Feuchtigkeit abzuscheiden. Geschieht dies entlang der gesamten freiliegenden Kante eines Lamellenzwischenraums, entlang der Anströmfläche 18 und der unteren Anströmseite 17, so muss die Abluft des Normalkühlfachs in der Verdampferkammer 6 Umwege zurücklegen, so dass sich die Aufteilung der umgewälzten Luft auf Normalkühlfach 3 und Gefrierfach 5 zuungunsten des Normalkühlfachs 3 verschiebt. Auch der Strömungswiderstand des Verdampfers 7 nimmt zu, so dass entweder der Luftdurchsatz insgesamt abnimmt oder eine höhere Leistung des Ventilators 20 erforderlich wird, um den Luftdurchsatz konstant zu halten. In beiden Fällen nimmt jedoch die Kühlleistung des Verdampfers 7 ab. Um eine gute Energieeffizienz des Kältegeräts aufrecht zu erhalten, muss der Verdampfer 7 daher abgetaut werden.
  • Um einen die Zeit bis zum Notwendigwerden eines Abtauens zu verlängern, ist in dem Einlassvolumen 8 eine Trennwand 25 montiert. Eine vergrößerte Ansicht der Verdampferkammer 6 mit der Trennwand 25 ist in Fig. 2 gezeigt. Der Schnitt durch dem Verdampfer 7 zeigt eine von dessen Lamellen 26 in Draufsicht. Ihre Unterkante sowie die einer Vielzahl anderer, formgleicher Lamellen definiert die untere Anströmseite 17. An den Stirnseiten des Verdampfers 7 gibt es zwei Lamellen 27, die über diese untere Anströmseite 17 hinaus in das Einlassvolumen 8 hinein vorspringen. Eine dieser Lamellen 27 ist in Fig. 2 zu sehen. In ihrem unter die Anströmseite 17 vorspringenden Teil ist ein Schlitz 28 ausgespart, in den eine haarnadelförmig gebogene Abtauheizung 29 eingeschoben ist. Zwischen den zwei Schenkeln der Abtauheizung 29 erstreckt sich die Trennwand 25.
  • Die Oberseite der Stufe 10 bildet unmittelbar unter dem Verdampfer eine Rinne 30 und steigt von der Rinne 30 zum Gefrierfach 5 hin an, so dass der Eintrittsspalt 11 deutlich höher als der Boden der Rinne 30 verläuft. Eine Unterkante 31 der Trennwand 25 liegt tiefer als der Eintrittsspalt 11, so dass die in der Abluftleitung 13 vor Erreichen des Eintrittsspalts 11 horizontal geführte Abluft des Gefrierfachs 5 gegen die Trennwand 25 prallt und an dieser umgelenkt wird. Bedingt durch den vom Ventilator 20 ausgehenden Sog fließt die Abluft im Wesentlichen vor der Trennwand 25 nach oben und passiert die untere Anströmseite 17 in deren dem Eintrittsspalt 11 zugewandtem vorderem Teil.
  • Gleichzeitig verhindert die Trennwand 25 ein Vordringen der relativ feuchten Abluft des Normalkühlfachs 3 vom Luftraum 14 aus bis in den vorderen Teil der Anströmseite 17 und verzögert so dort die Reifbildung. Stattdessen zwingt sie die Abluft des Normalkühlfachs 3 dazu, seitwärts auszuweichen und sich im hinteren Teil der Anströmseite 17 über die Breite des Verdampfers 7 zu verteilen und so auch Lamellenzwischenräume zu erreichen, die nicht an den Luftraum 14 angrenzen. Indem sich folglich auch in diesen Zwischenräumen Reif bildet, wird das Fassungsvermögen des Verdampfers 7 für Reif besser ausgenutzt, und die Zeit bis zum Notwendigwerden eines Abtauens verlängert.
  • Indem die Trennwand 25 die Abluft des Normalkühlfachs 3 in Breitenrichtung des Verdampfers 7 ablenkt, bewirkt sie außerdem eine verbesserte Übereinstimmung der Reifverteilung mit der Leistungsverteilung der sich über die gesamte Breite des Verdampfers 7 erstreckenden Abtauheizung 29. Temperaturgradienten, die sich innerhalb des Verdampfers 7 beim Abtauen dadurch ergeben, dass manche Teile des Verdampfers 7 früher eisfrei werden als andere und sich deshalb auf Temperaturen über 0°C erwärmen können, bleiben daher gering, was die Energieeffizienz des Abtauvorgangs verbessert.
  • Beim Abtauen freigesetztes Wasser tropft von der Anströmseite 17 in die Rinne 30 und gelangt in an sich bekannter Weise über einen (nicht gezeigten) Abfluss am tiefsten Punkt der Rinne 30 ins Freie.
  • Die Trennwand 25 ist aufgrund ihrer Platzierung zwischen den Schenkeln der Abtauheizung 29 in hohem Maße von dort ausgehender Wärmestrahlung ausgesetzt und fängt insbesondere einen Teil der Strahlung auf, die bei Fehlen der Trennwand 25 den Innenbehälter 2 oder die Zwischenwand 4 getroffen und diese erwärmt hätte, ohne den Abtauprozess zu fördern. Wenn die Trennwand 25 diese Strahlung absorbiert und sich dabei erwärmt, kann sie die Wärme entweder an die Luft des Einlassvolumens 8 abgeben und auf diese Weise die Wärmezufuhr zur Anströmseite 17 intensivieren, oder sie kann die Wärme durch physischen Kontakt mit den Lamellen 26 direkt in den Verdampfer 7 einleiten.
  • Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Verdampfers 7 und mehrere Ausgestaltungen einer dazu passenden Trennwand, hier mit 25a, 25b bzw. 25c bezeichnet. Die Trennwand 25a ist ein einfacher planarer Zuschnitt aus Flachmaterial, z.B. einem Federstahl, einem Aluminiumblech oder dergleichen. An zwei Schmalseiten 32 der Trennwand 25a sind Vorsprünge 33 gebildet, die vorgesehen sind, um zwischen den Schenkeln der Abtauheizung 29 in die Schlitze 28 der Lamellen 27 einzugreifen und so die Trennwand 25a unter dem Verdampfer 7 zu verankern. Um die Vorsprünge 33 in die Schlitze 28 einführen zu können, genügt es, die Trennwand 25a geringfügig zu biegen.
  • Um anschließend eine vertikale Orientierung der Trennwand 25 sicherzustellen, können die Schlitze 28, wie an der rechten Schmalseite 32 exemplarisch dargestellt, an Ober- und Unterseite mit Kerben 34 versehen sein, in denen Ober- und Unterkanten der Vorsprünge 33 verrasten können.
  • Die Trennwand 25b ist ebenfalls ein Zuschnitt aus Flachmaterial. Aus der Ebene des Zuschnitts sind mehrere Paare von Federarmen 35 ausgelenkt, die in der in Fig. 3 gezeigten Einbauorientierung nach oben divergieren und an deren Enden jeweils an den Schenkeln der Abtauheizung angreifende Bögen 36 geformt sind. Einführschrägen 37 oberhalb der Bögen 36 erleichtern das Einschieben der Trennwand 25b zwischen die Schenkel der Abtauheizung 29 und das Verrasten an den Schenkeln.
  • Um einen wärmeübertragenden Kontakt mit den Unterkanten der Lamellen 26 zu intensivieren, sind in einer Oberkante 38 der Trennwand 25c Kerben 39 so verteilt, dass jede von ihnen die Unterkante einer Lamelle 26 aufnimmt. Umgekehrt könnten die geraden Oberkanten 38 der Trennwände 25a oder 25b jeweils in Kerben an den Unterkanten der Lamellen 26 eingreifen; solche Kerben könnten überdies zu einer Verrastung der Trennwand 25a oder 25b in aufrechter Stellung am Verdampfer 7 beitragen.
    • BEZUGSZEICHEN
    • 1
    Korpus
    2
    Innenbehälter
    3
    Normalkühlfach
    4
    Zwischenwand
    5
    Gefrierfach
    6
    Verdampferkammer
    7
    (Lamellen-)Verdampfer
    8
    Einlassvolumen
    9
    Unterkante
    10
    Stufe
    11
    Eintrittsspalt
    12
    Wand
    13
    Abluftleitung
    14
    Luftraum
    15
    Isolationsmaterialschicht
    16
    Abluftleitung
    17
    Anströmseite
    18
    Anströmfläche
    19
    Verteilerkammer
    20
    Ventilator
    21
    Freiraum
    22
    Auslass
    23
    Leitung
    24
    Klappe
    25
    Trennwand
    26
    Lamelle
    27
    Lamelle
    28
    Schlitz
    29
    Abtauheizung
    30
    Rinne
    31
    Unterkante
    32
    Schmalseite
    33
    Vorsprung
    34
    Kerbe
    35
    Federarm
    36
    Bogen
    37
    Einführschräge
    38
    Oberkante
    39
    Kerbe

Claims (14)

  1. Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem in einer Verdampferkammer (6) angeordneten, von unten nach oben durchströmten Verdampfer (7), wenigstens einer ersten und einer zweiten durch Luftaustausch mit der Verdampferkammer (6) gekühlten Lagerkammer (3, 5), wobei in der Verdampferkammer (6) unter einer unteren Anströmseite (17) des Verdampfers (7) ein langgestrecktes Einlassvolumen (8) freigehalten ist und Abluftleitungen (13, 16) der zwei Lagerkammern (3, 5) auf verschiedenen Seiten einer sich in Längsrichtung durch das Einlassvolumen (8) erstreckenden Ebene in das Einlassvolumen (8) einmünden, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Ebene verlaufende Trennwand (25) von der unteren Anströmseite (17) in das Einlassvolumen (8) vorspringt, so dass die Trennwand eine Ausbreitung der über die Abluftleitungen zuströmenden Luft über die gesamte Länge der Anströmseite erzwingt.
  2. Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Lamellen (26, 27) des Verdampfers (7) quer zu der Trennwand (25) orientiert sind.
  3. Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterkante (31) der Trennwand (25) vom Boden des Einlassvolumens (8) beabstandet verläuft.
  4. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (25) am Verdampfer (7) verankert ist.
  5. Kältegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (25) sich zwischen unter die Anströmseite (17) vorspringenden Lamellen (27) des Verdampfers (7) erstreckt.
  6. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampferkammer (6) und die erste Lagerkammer (5) durch eine vertikale Zwischenwand (4) getrennt sind und die Abluftleitung (13) der ersten Lagerkammer (5) über einen horizontal langgestreckten Spalt (11) in das Einlassvolumen (8) einmündet.
  7. Kältegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (11) sich über wenigstens 90% der Breite des Verdampfers (7) erstreckt.
  8. Kältegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (11) oberhalb einer Unterkante (31) der Trennwand (25) verläuft.
  9. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (7) eine seitliche Anströmfläche (18) aufweist und die Abluftleitung (16) der zweiten Lagerkammer (3) in das Einlassvolumen (8) über einen an die seitliche Anströmfläche (18) angrenzenden Luftraum (14) einmündet.
  10. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einlassvolumen (8) eine Abtauheizung (29) untergebracht ist.
  11. Kältegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtauheizung (29) sich beiderseits der Trennwand (25) erstreckt.
  12. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tauwasserauffangrinne (30) unter der unteren Anströmseite (17) verläuft.
  13. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator (20) angeordnet ist, um einen Luftaustausch mit beiden Lagerkammern (3, 5) gleichzeitig anzutreiben.
  14. Kältegerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftaustausch mit der ersten Lagerkammer (5) stärker ist als mit der zweiten Lagerkammer (3).
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