Absorptionskälteapparat. Die Erfindung betrifft einen Absorptions- kälteapparat, der mit druckausgleichendem Gas arbeitet und eine horizontale Scheide wand zwischen zwei übereinanderliegenden Kühlräumen aufweist, die aus einem plat- tenförmigen Kühlkörper besteht, welcher Kühlkörper zwei bei verschiedenen Tempera turen arbeitende je in einer Ebene liegende, aus U-förmig gebogenen Rohrteilen beste hende Verdampferschlangen enthält.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass die U-förmig gebogenen Rohrteile der Verdamp- ferschlangen ineinandergreifen, dass die bei den Schlangen thermisch voneinander ge trennt sind und dass die beiden Verdampfer schlangen in Serie miteinander verbunden sind.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfin dung sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, wobei die zum Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Teile der be treffenden Kälteapparate weggelassen sind. Die Fig. 1 bis 4 beziehen sich dabei auf ein erstes Ausführungsbeispiel, von welchem in Fig. 1 eine Draufsicht auf die als plat- tenförmiger Kühlkörper ausgebildete Scheide wand zwischen übereinanderliegenden Kühl räumen gezeigt ist, während Fig, 2 eine Seitenansicht nach der Linie 1I-II von Fig. 1,
Fig. 3 eine Vorderansicht nach der Linie III-III von Fig. 1 und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig. 1 darstellt.
Fig. 5 zeigt einen plattenförmigen Kühl körper des zweiten Beispiels, der zugleich als Kältespeicher ausgebildet ist, und Fig. ss zeigt ein Ausführungsbeispiel mit drei übereinander liegenden Kühlräumen, de nen je ein Verdampfer zugeordnet ist.
Alle Ausführungsbeispiele beziehen sich auf kontinuierlich arbeitende Kälteapparate mit Hilfsgas, deren Aufbau und Arbeits weise wohlbekannt sind, so dass eine allge meine Beschreibung derartiger Apparate überflüssig sein dürfte. Obwohl die Erfin dung in bezug auf das Kondensatorsystem des Kälteapparates nicht beschränkt ist, ist ferner in allen gezeigten Ausführungsbei spielen vorausgesetzt, dass das Kältemittel durch eine einzige Kondensatleitung an alle die verschiedenen Verdampfer von selbst herunterrieselt.
Bei dem Beispiel nach den Fig. 1 bis 4 bildet eine Metallplatte 15 den Boden eines Eisfrierabteils 13 und die Metallplatte 20 das Dach einer Tiefkühlkammer 14, deren Boden durch eine Isolierplatte 11 gebildet wird, die ihrerseits wieder das Dach eines weiteren Kühlraumes 14' bildet.
Zur Eisher stellung werden an sich bekannte Eiskäst- chen auf die Platte 15 gestellt. Der Tiefkühl raum 14 ist für die Daueraufbewahrung von bereits tiefgekühlten Gütern vorgesehen, so dass an die Kälteerzeugungsmittel für diesen Raum hinsichtlich der Kühlleistung keine be sonders hohen Anforderungen gestellt werden müssen, während aber darauf zu achten ist, dass unabhängig von der Belastung der an dern Kühlräume die Temperatur in diesem Tiefkühlraum nie über einen vorbestimmten Grenzwert von beispielsweise =10 C an steigt, weil sonst.
bedeutende Schädigungen der in diesem Raum gelagerten Waren ein treten könnten.
Zwischen den Platten 1:-3 und 20, die von einander durch eine Isolierschicht 21 ther misch getrennt sind, sind deshalb zwei aus in je einer Ebene liegenden U-förmig geboge nen Rohrteilen bestehende Verdampfer schlangen 18 und 19, in Serie hintereinander geschaltet, eingebaut. Der Verdampfer 18 ist mit Hilfe von Metallklammern 181 mecha nisch und thermisch mit der Metallplatte 20 verbinden, während dC Verdampfer 19 in gleicher Weise mit Hilfe von Metallklam- mern 191 mechanisch und thermisch mit der Platte 15 verbunden ist.
Dabei greifen die U-förmig gebogenen Rohrteile der beiden Ver- dampferschlangen 7.8, 19 ineinander ein, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die den Verdampfer 19 bil denden Rohrteile einen grösseren Durchmes ser aufweisen als die den Verdampfer 18 bil denden Rohrteile. Eine Horizontalebene, die eine Berührungsebene für alle Rohrteile eines Verdampfers ist, beispielsweise die Un terseite der Metallplatte 15 für den Ver dampfer 19 und die Oberseite der Metall platte 20 für den Verdampfer 18, kann als Tangentialebene des betreffenden Verdamp fers bezeichnet werden.
Wie aus Fig. -1 her vorgeht, liegt. nun die obere Tangentialebene des Verdampfers 18 zwischen den Tagential- ebenen des Verdampfers 19, deren untere hier praktisch mit der untern Tangential- ebene des Verdampfers 18 zusammenfällt., .eil unterhalb der Rohrteile 19 Ausbuch tungen 201 der Platte- 20 angeordnet sind.
Die Teile<B>15</B> und 18 bis 21. bilden einen plat tenförmigen Kühlkörper, der eine horizontale Seheidewand für die beiden übereinanderlie- genden Kühlräume 13, 11 bildet.
In den Fig. 1 bis 4 bezeichnet ferner 22 einen Castemperaturwechsler, der in an sich bekannter Weise im Gasumlaufsvstein des dargestellten Kälteapparates eingeschaltet ist., 23 bezeichnet die vom nicht dargestellten Kondensator herkommende Leitung, durch welche flüssiges Kä.lteinitt.el zuerst in die Verdampferschlange 18 und nachher in die Verdampfersehlange- 19 geführt wird.
Eine Unterkühlung des den beiden Verdanipfer- schlangen zugeführten Kondensates wird über die Leitungen 21 vom Gastemperatur wechsler 22 aus bewirkt.
Mit 2:5 ist ferner eine Platte bezeichnet, die dazu vorgesehen ist, die Öffnung der Hinterwandung des Kühlschr2.nkes zu decken, durch die der plat tenförmige Kühlkörper in den Kühlraiun eingeführt wird. Nach Durchgang der bei den Verdampferteile 18 und 19 fliesst der L"berschuss an flüssigem Kältemittel in den Raumkühler 26 hinein, der vorzug:sweise mit flächenvergrössernden Organen versehen ist und unterhalb des ebenen Kühlkörpers gele gen ist.
Das Beispiel nach Fig. 1. bis 4 arbeitet derart, dass durch die Leitung 23 strömen des flüssiges Kältemittel im Mutstrom mit dem von dem Temperaturwechsler 22 kom menden, an Kältemittel dann armen Gas in die Verdampferschlange 18 einströmt, wo durch eine starke Kühlung- der Platte 20 her vorgerufen wird. Danach fliessen das Kon densat und das Gas in die Verdampfer- sehlange 1.9, wodureli die Platte<B>15</B> auch stark heruntergekühlt wird.
Wenn aber was sergefüllte Eiskästchen auf diese Platte aufge stellt werden, steigt die Temperatur des Ver dampfers 19, welche Temperatursteigerung jedoch die Temperatur der Platte 20 nicht beeinflusst, weil der Verdampfer 18 unabhän gig von der Belastung des Verdampfers 19 stets flüssiges Kältemittel und armes Gas erhält.
Weil, wie erwähnt, die Kühlkammer 14 als Aufnahmestelle von tiefgefrorenen C<B>'#</B>ü- tern vorgesehen ist mit Temperaturen von - 1.5 bis -18 C, wird die Belastung des Verdampfers 18 gering, wodurch die Zufuhr flüssigen Kältemittels an den Verdampfer 19 praktisch immer sichergestellt und genügend ist. -.Man erhält.
jedoch keine Abkürzung der Eisfrierzeit der Eiskästehen. Statt dessen kann in vielen Fällen eine im wesentlichen unbedeutende, jedoch aber merkbare Ver längerung eintreten, weil das arme Gas zri- erst durch den Verdampfer 18 zu fliessen hat. Die beiden Verdampfer 18, 19 arbeiten bei verschiedenen äussern Temperaturen.
Das Ausführungsbeispiel von gib. 5 ist wie dasjenige nach Fig. 1 bis 4 ausgebildet, was die Platten 15, 20, die Verdampfer 18, 19 und die Wärmeisolation 21 anbetrifft. Hin riegen steht die mit der Verdampfersehlange 18 in wärmeleitender Verbindung stehende untere Platte 20 mit einem Kältespeieher 12 wärmeleitender Verbindung, so dass dieser das Dach des Tiefkühlrahmes 14 bildet.
Die ser Kältespeicher wird von einem ebenen Be hälter geringer Dicke gebildet, der eine an einer tiefen Temperatur frierende Flüssig keit enthält, vorzugsweise ein Eutektikum, das bei Temperaturen der Grössenordnung --10 bis -15 C friert. In Perioden, wo der Eisfrierrauin 13 eine geringe Belastung auf weist, wird Kälte in der Speicherplatte 12 ge speichert, die somit eine sehr tiefe Tempe ratur erhält, genügend tief, um das Auf bewahren tiefgefrorener Güter in der Kühl kammer 14 zu ermöglichen. Wenn nun aber wassergefüllte Eiskästchen auf die Platte 15 aufgestellt werden, steigt unmittelbar die Temperatur der Verdampfersehlange 19 auf Temperaturen in der Nähe des Wasser gefrierpunktes.
Einer Übertragung dieser Temperaturerhöhung während der möglicher weise stundenlangen Gefrierzeit des Wassers auf den Kühlraum 14 wirkt bereits die Tat sache in wesentlichem Umfang entgegen, dass das auf Tiefkühltemperatur abgekühlte Kä.lte- mittelkondensat zuerst. durch den Verdamp fer<B>18</B> geleitet wird und erst nachher in den Verdampfer 19 gelangt. Weiterhin bewirkt aber das Vorhandensein der mit einem Eu- tektiktim gefüllten Kältespeicherplatte eine zusätzliche Verminderung des Temperatur- einflusses der Platte 15 auf den Tiefkühl raum 14.
Die Speicherplatte 12 hat eine Ge- sanitschmelzwä.rme, die derart gewählt ist, dass das Eutektikum während der Zeit, in der flüssiges Wasser in den Eiskästchen noch vorhanden ist, nicht sclnnilzt. Eine gewisse Überbemessung kann jedoch in manchenFällen zweckmässig sein, sei es denn, dass sie nicht so weit geführt werden darf, dass der Kälte speicher zu viel den nützlichen Raum des Kühlschrankes beschränkt.
Wenn angenom men wird, dass der Kältespeicher bei dem Einsetzen der Eiskästchen geladen ist, wird der Temperaturabfall der Platte 15 zweifel los vermindert, der sonst eintreten würde, und hierdurch wird in hohem Grad die Einfrie rung beschleunigt. Es ist, deutlich, dass der Kältespeicher eine dämpfende Einwirkung auf die Temperatursehwankungen des unter halb gelegenen Raumes 14 hat, und zwar ins besondere in Fällen, wo der Kälteapparat mit Thermostat arbeitet, der in Abhängigkeit der Kühlluft- oder Verdampfertemperaturen die Kälteerzeugung regelt durch periodenweise hervorgehobene Absperrungen der Wärme zufuhr zu dem Kocher des Kälteapparates.
Während der Absperrperioden wirkt der Kältespeicher 12 im hohen Grad stabilisie rend und verhindert, dass tiefgefrorene Wa ren vorübergehend Temperaturschwankun gen ausgesetzt werden, was bekanntlich für die Qualität der Waren äusserst verderblich ist. Weil die obere Platte 15, auf die die Eis kästchen aufgestellt werden, zwecks Einfrie rung, von dem Verdampfer 18 thermisch ge trennt ist, beeinflusst der Kältespeicher nur wenig die Einfrierung. Wenn man die Eis frieralng zu beschleunigen wünscht, muss man im allgemeinen entweder eine wärmelei tende Verbindung zwischen dem Kältespei- eher und der Platte 15 anordnen, z.
B. durch Metallprofile oder dergleichen, was zweck mässiger ist als ein direkter thermischer Kon takt zwischen einerseits den beiden Platten 15 und 20 und anderseits einem oder beiden der Verdampfer 18 und 19. Es ist jedoch im allgemeinen zweckmässiger, in derartigen Fäl len den Kältespeicher 12 oben an der Platte 15 anzuordnen, d. h. als Aufstellungsfläche für die Eiskästchen oder gegebenenfalls so wohl einen derart angeordneten Kältespeicher wie auch den in der Abbildung gezeigten vorzusehen.
Nach Fig. 6 ist. vorgesehen, die zum Eis frieren vorgesehene Kammer 13 unterhalb der für Aufbewahrung von tiefgefrorenen Waren angeordneten Kammer 14 anzuord nen. Dabei ist der für die letzterwähnte Kam mer vorgesehene Verdampfer 18 hoch, d. h. unterhalb des Daches des Kühlraumes ange ordnet, von dem er gegebenenfalls durch eine besondere Isolation isoliert sein kann.
Aus vielen Gründen kann es dabei zweckmä ssig sein, für das Dach des Kühlraumes 1.4 eine dickere Wärmeisolation vorzusehen als für die übrigen Wandungen des Schrankes, wodurch die 11löglichkeit, einen genügend grossen Kondensator des Kälteapparates ober halb des Verdampfers 18 anzuordnen, we sentlich gesteigert wird.
Der Kondensator muss nämlich, wenn nicht besondere Konden- satpumpen an sich bekannter Art angeordnet sind, höher gelegen sein als der Verdampfer 18, damit flüssiges Kältemittel von selbst in das Verdampfersystem hineinrieseln kann. Der Boden der Tieffrierkammer 14 ist durch eine Isolierplatte 1l. gebildet, die gleichzeitig das Dach der Eisfrierkammer 13 bildet.. Der Boden dieser Kammer ist durch die Platte 15 gebildet, mit der der Verdampfer 19 wärme leitend verbunden ist, analog wie im Falle der Fig. 1 bis 4. Die Platte 15 wird von einem praktisch ebenen Blech gebildet.
Die Platte 20 bildet das Dach des allgemeinen Kühlraumes 13' des Kühlschrankes und ist unten mit flächenvergrössernden Organen 29 an sich bekannter Art versehen. Die Platte 20 ist mit einem Verdampfer 30 wärmelei tend verbunden, der somit als Raumkühler für den allgemeinen Kühlraum dient.
Die drei Verdampfer 18, 19 und 30 sind gegen seitig reihengeschaltet und werden in erwähn- ter Ordnung von flüssigem Kältemittel und Hilfsgas durchflossen, wobei der Verdampfer 18 die tiefste Temperatur erhält, der Ver dampfer 19 eine ein wenig höhere und der Verdampfer 30 eine Temperatur, die im all gemeinen bei 0 C oder ein wenig darunter liegt. Einer oder beide der beiden Verdamp fer 18 und 10 können auch in diesem Fall mit einem Kältespeicher zusammenwirken.
Im Gegensatz zu der in Fig. 6 dargestell ten Ausführungsform könnte auch oberhalb des Tieftemperaturverdampfers 18 noch ein weiteres Kühlraumabteil vorgesehen sein, so dass z. B. die Platte, an welcher die Ver- dampfersehlange 18 aufgehängt ist, als Un terlage für aufzustellende Eisfrierkästchen dienen würde.
Wenn dann mit dem Tieftem peraturverdampfer ein Kältespeicher wärme leitend verbunden ist, schafft dieser den Aus gleich zwischen Perioden ungleicher Wärme- belastung. Es hat sieh gezeigt, dass ein Kälte speicher, der mit einem Tieftemperaturver- dampfer wärmeleitend verbunden ist, dem ein anderer z. B. ein Hochtemperaturver- dampfer in Serie nachgeordnet ist, geeignet ist, die Temperatur und die Kältemittel zufuhr des naeligeordneten Verdampfers un abhängig von Belastungsschwankungen des Tieftemperaturverdampfers in engen Grenzen zu halten.
Von den Kältespeichern ist bereits gesagt, dass sie eine eutektische Mischung mit genü gend tiefliegendem Gefrierpunkt enthalten können, um eine Wärmeaufnahme bei tiefer Temperatur, unterhalb 0 C zu ermöglichen. In Abhängigkeit derjenigen Temperatur, bei der man zu arbeiten wünscht, können ver schiedene Stoffe zur Herstellung des Eutek- tikums benutzt werden. Auch einheitliche Stoffe mit Schmelzpunkt unterhalb des Ge frierpunktes des Wassers können statt eines Eutektikums benutzt werden.
Die Anwendung und Ausbildung der Er findung kann in vielen Weisen. variiert wer den. Dies ist sowohl für die gegenseitige Schaltung der verschiedenen Verdampfer als auch für die gegenseitige Ordnung der ver schiedenen Kühlkammern betreffend. In vie len Fällen kann es zweckmässig sein, in an dern Fällen notwendig, Gegenstrom zwischen Kühlmittel und Hilfsgas in einem oder meh reren der Verdampfer vorzusehen.