DD267552A1 - Verfluessiger fuer geraete der kleinkaeltetechnik - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verfluessiger fuer Geraete der Kleinkaeltetechnik, insbesondere Kuehlschraenke, Gefrierschraenke und Gefriertruhen mit an der Aussenwand des kleinkaeltetechnischen Geraetes angefuegten kaeltemittelfuehrenden Rohren. Gemaess der Erfindung sind die kaeltemittelfuehrenden Rohre des Verfluessigers oder wesentliche Teile desselben ausschliesslich in denjenigen Bereichen der Geraeteaussenwand angeordnet, deren Entfernung von den aeusseren Gehaeusekanten des kleinkaeltetechnischen Geraetes, die von zwei Aussenflaechen ausgebildet werden, kleiner als die Dicke der Geraeteisolation ist. Dabei sind die kaeltemittelfuehrenden Rohre vorzugsweise in kantennahen Bereichen jener Aussenflaechen angeordnet, an denen gute Waermeuebergangsbedingungen zur Umgebungsluft bestehen. Vorzugsweise sind in jeweils einem kantennahen Bereich ein bis zwei kaeltemittelfuehrende Rohre des Verfluessigers angeordnet. Gegenueber bekannten Loesungen weist der erfindungsgemaesse Verfluessiger bei vergleichbarem oder verringertem Materialaufwand eine verbesserte thermische Isolation gegenueber dem Geraetenutzraum auf, so dass der Waermestrom ins Geraeteinnere und damit letztendlich der Energieverbrauch des kleinkaeltetechnischen Geraetes vermindert werden. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Verflüssiger für Geräte der Kleinkältetechnik, insbesondere Kühlschränke, Gefrierschränke und Gefriertruhen, dessen kältemittelführenden Rohre an Geräteaußenwände angefügt sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, Geräte der Kleinkältetechnik mit Verflüssigern auszurüsten, die separat vom Gerätekörper vorzugsweise an

Flächenelementen bestehen. Die Abgabe der bei der Kältemittelkondensation freiwerdenden Wärme an die Umgebungsluft erfolgt im wesentlichen durch freie Konvektion über die meist als Streckblech oder als mit Sicken, Durchbrüchen oder sonstigen Elementen zur Verbesserung des Wärmeübergangs versehenes Vollblech ausgebildeten metallischen Flächen. Zur Vermeidung des Nachteils derartiger Lösungen, zur Realisierung hinreichend großer Wärmoübergangsflächen gegenüber der Umgebungsluft einen hohen Material- und Herstellungsaufwand zu erfordern, ist es weiterhin bekannt, Verflüssiger in sogenannter Außenmantelbauweise auszuführen, d. h., daß die kältemittelführenden Rohre im Gerätekörper angeordnet und gut wärmeleitend mit dessen metallischen Außenwänden verbunden sind.

Es ist weiterhin bekannt, die Leistungsfähigkeit von Verflüssigern dadurch zu erhöhen, daß sie in zwei oder mehrere funktionell getrennte Komponenten unterteilt werden, insbesondere in der Weise, daß die Unterteilung nähsrungsweise den physikalisch unterschiedlichen Funktionsbereichen Überhitzungszone, Kondensationszone und Unterkühlungszone entspricht. So sind Gefriertruhen der Volumenklasse 4001 mit einem in zwei Kompor enten unterteilten separaten Streckmetsllverflüssiger bekannt, wobei die Festlegung der Trennstelle einen Kompromiß zwischen thermodynamischen und konstruktiven Forderungen darstellt. Das DE-GM G 8424553.0 beschreibt einen Außenmantelverflüssiger, der aus drei räumlich getrennten Komponenten besteht. Diese Art der Konstruktion erlaubt eine annähernd exakte Einhaltung der Forderung nach Unterteilung entsprechend den physikalisch unterschiedlichen Funktionsbereichen. Alle aufgeführten Lösungen, darunter in besonders ausgeprägtem Maß die Außenmantelverflüssiger, führen zu einer deutlichen Erhöhung der Temperaturen der Geräteaußenwandbereiche, die mit den jeweiligen Verflüssigern in thermischer Wechselwirkung stehen. Daraus resultiert als ein wesentlicher Nachteil solcher Lösungen, daß in den betroffenen Wandbereichen erhöhte Wärmeströme ins Geräteinnere fließen, die zu energetischen Verlusten um 3% bis 5% führen.

Ebenfalls bekannte Lösungen, bei denen ein kompakter Verflüssiger durch erzwungene Konvektion belüftet wird, weisen diesen Nachteil nicht auf. Sie erfordern jedoch einen erhöhten Mater iaiaufwanu und besitzen im Betrieb einen gewissen Eigenenergieverbrauch.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, einen Verflüssiger für Geräte der Kleinkältetechnik zu schaffen, der gegenüber bekannten Lösungen eine wesentliche Verringerung der aus thermischen Wechselwirkungen mit dem Gerätenutzraum resultierenden Verluste aufweist, wobei ein zusätzlicher Materialaufwand gegenüber dem bekannten Außenmantelverflüssiger vermieden wird und wobei letztendlich ein verbessertes Leistungsverhalten des kleinkältetechnischen Geräts erreicht wird, dessen Bestandteil der Verflüssiger ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verflüssiger für Geräte der Kleinkältetechnik, insbesondere Kühlschränke, Gefrierschränke und Gefriertruhen, mit geringem Materialaufwand und verringerter thermischer Wechselwirkung mit dem Gerätenutzraum, wobei die kältemittelführenden Rohre des Verflüssigers an die Außenwand des kleinkältetechnischen Geiätes

angefügt sind, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die kältemittelführenden Rohre des Verflüssigers oder wesentliche Teile desselben ausschließlich in denjenigen Bereichen der Geräteaußenwand angeordnet sind, deren Entfernung von äußeren Gehäusekanten des kleinkältetechnischen Geräts, die von zwei Außenwänden gebildet werden, kleiner als die Dicko der Geräteisolation ist, wobei in den kantennahen Bereichen vorzugsweise jeweils ein oder zwei kältemittelführende Rohre verlegt Es ist vorteilhaft, daß die kältemittelführenden Rohre vorwiegend in den kantennahen Bereichen jener Geräteaußenwände

angeordnet sind, an denen gute Wärmeübergangsbedingungen zur Umgebungsluft bestehen.

Darüber hinaus ist es zweckmäßig, daß in jenen Bereichen des Verflüssigers, in denen zwei kältemittelfüh.ende Rohre in einem

kantennahen Bereich angeordnet sind und beide die Kante bildenden Flächen bezüglich der Wärmeabführung an die

Umgebungsluft gleichwertig sind, an jede der beiden die Kante bildenden Flächen jeweils eines der beiden Rohre angefügt ist,

wobei beide Rohre etwa die gleiche Entfernung von der Kante aufweisen und diese Entfernung vorzugsweise einem Drittel der

Dicke der Isolation entspricht. Ist dagegen eine der die Kante bildenden Flächen bezüglich der Wärmeabführung an die Umgebungsluft deutlich bevorzugt, so ist es zweckmäßig, daß beide Rohre an diese Fläche angefügt sind. In Bereichen des Verflüssigers, in denen ein kältemittelführondes Rohr in einem kantennahen Bereich angeordnet ist, ist es unter

der Voraussetzung, daß beide die Kante bildenden Flächen bezüglich der Wärmabführung an die Umgebungsluft gleichwertigsind, zweckmäßig, daß das kältemittelführende Rohr unmittelbaren der Kante angefügt ist. Ist dagegen eine der beiden die Kantebildenden Flächen bezüglich der Wärmeabführung an dia Umgebungsluft deutlich bevorzugt, so ist es vorteilhaft, daß daskältemittelführende Rohr an diese Fläche angefügt ist, wobei die Entfernung des Rohrs zur Kante vorzugsweise etwa der halben

Dicke der Geräteisolation entspricht. In einer weiteren Variante sind die kältemittelführenden Rohre des Verflüssigers oder bestimmter Abschnitte desselben i:i den

kantennahen Bereichen mäanderförmig verlegt.

Die verringerte thermische Wechselwirkung eines in beschriebener Weise aufgebauten Verflüssigers mit dem Nutzvolumen des

kleinkältetechnischen Geräts beruht darauf, daß im Vergleich zu bekannten Lösungen., bei denen sich zumindest ein Großteil desvarflüssigers auf oder an Außenflächen befindet, die den das Nutzvolumen des kleinkältetechnischen Geräts begrenzenden

Innenwänden unmittelbar gegenüber liegen, sowohl der für die Wärmeströme in Nutzvolumen wirksame effektive Querschnitt

verringert als auch die wirksam** zu durchfließende Strecke verlängert wird. Damit erhöht sich der Wärmewiderstand für dieentsprechenden Wärmeströme wesentlich und der aus ihnen resultierende Verlustanteil sinkt, wie numerische Simulationenund Modellversuche zeigten, um mindestens £0%.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die Darstellung des Korpusgehäuses einer Gefriertruhe, in das ein erfindur.gsgemäßer Verflüssiger eingefügt ist, wobei auf die Darstellung innerer Kanten im Interessoder Anschaulichkeit verzichtet wurde,

Fig. 2: ein/.n Schnitt durch eine senkrechte Seitenkante, wobei die inneren Wandflichen des Gerätenutzraums 5 mit

eingezeichnet sind, Fig.3: einen Schnitt durch eine waagerechte Bodenkante, wobei der Standboden β und die inneren Wandflächen des Gerätenutzraums 5 mit eingezeichnet sind.

Die kältemittelführenden Rohre 2 sind in gut wärmeleitender Verbindung nn die metallischen Außenwände 1 des Gerätekorpus angefügt und befinden sich bis auf die aus konstruktiven Gründen notwendige Zuleitung 3 zum Verdampfer in Bereichen der Geräteaußenwand, deren Entfernung von den Gerätekanten kleiner als die Dicke der Isolation 4 ist. Aus Fig. 2 ist näher ersichtlich, wie die kältemittelführenden Rohre 2 in den senkrechten Kanten angeordnet sind. Da hier zwei Rohre 2 verlegt sind und beide die Kante bildenden Flächen bezüglich der Wärmeabführung an die Umgebungsluft gleichwertig sind, ist jeweils eines der kältemittelführenden Rohre 2 einer der beiden die Kante bildenden Flächen zi ceordnet, wobei der Abstand der Rohre von der Gerätekante etwa ein Drit.dl der Dicke der Isolation 4 beträgt.

Fig.3 zeigt dagegen, wie ein kältemittelführendes Rohr 2 im Bereich nahe der Bodenkante verlegt ist. Da hier eine der die Kante bildenden Außenflächen der Geräteboden ist, der bezüglich der Wärmeabführung an die Umgebungsluft stark benachteiligt ist, ist das kältemittelführendes Rohr 2 gut wärmeleitend an die senkrechte Geräteaußenwand 1 angefügt, wobei der Abstand von der Kan* * atwa die Hälfte der Dicke der Isolation 4 beträgt.

Zweckmäßig, jedoch im vorstehenden Ausführungsbeispiel nicht besonders dargestellt, ist es, daß die kältemittelführendon Rohre des Verflüssigers bzw. von wesentlichen Teilen davon mäanderförmig in den kantennahen Bereichen angeordnet sind. Bei Ausführung der Verflüssigeranordnung nach Fig. 1 bis Fig.3 an einer Gefriertruhe der Volumenmasse 400I mit einer Breito von 1 "00mm, einer Tiefe von 650mm und einer Korpushöhe von 850mm (entsprechend einer Ge' ntithöhe mit Deckel von 930mm) ergibt sich eine Gesamtlänge des känemittelführenden Rohrs 2 von etwa 10m. Diese lief,, otwas unter der für separate Verflüssigerausführungen üblichen Rohrlänge von 11 m bis 15 m. Dagegen ist die effektive wärmeabführende Fläche von mindestens 1 m² bei der erfindungsgemäßen Lösung (gewonnen unter Ansatz eines zur Wärmeabführung beitragenden Bereichs des am kältemittelführenden Rohr angefügten Außenwandblechbereichs mit einer Breite von 100mm) höher als dio von üblichen separaten Verflüssigern überspannte Fläche von etwa 0,6 m*. Folglich ist der erfindungsgemäße Verflüssiger in Hinsicht auf seine kältetechnischen Parameter unter der Voraussetzung, daß die Fügeverbindung zwischen kältemittelführendem Rohr und Außenwandblech geringe thermische Übergangswiderstände sichert, bekannten Verflüssigerkonstruktionen mindestens etwa gleichwertig, vormeidet jedoch deren Nachteil der thermischen Rückwirkung auf das Geräteinnenvolumen und die damit verbundenen Verluste zu einem großen Teil.

Claims (8)

1. Verflüssiger für Geräte der Kleinkältetechnik, insbesondere Kühlschränke, Gefrierschränke und Gefriertruhen, mit geringem Materialaufwand und verringerter thermischer Wechselwirkung mit dem Gerätenutzraurn, wobei die kältemittelführenden Rohre des Verflüssigers (2) an die Außenwand (1) des kleinkältetechnischen Gerätes angefügt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die kältemittelführenden Rohre des Verflüssigers (2) oder wesentlicher Teile desselben ausschließlich in denjenigen Bereichen der Geräteaußenwand (1) angeordnet sind, deren Entfernung von äußeren Gehäusekanten des kleinkältetechnischen Geräts, die von zwei Außenflächen gebildet werden, kleiner als die Dicke der Geräteisolation (4) ist.

2. Verflüssiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den kantennahen Bereichen ein bis zwei kältemittelführende Rohre (2) angeordnet sind.

3. Verflüssiger nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kältemittelführenden Rohre (2) vorwiegend in den kantennahen Bereichen jener Geräteaußenflächen (1) angeordnet sind, an denen gute Wärmeübergangsbedingungen zur Umgebungsluft bestehen.

4. Verflüssiger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jenen Bereichen des Verflüssigers, in denen zwei kältemittelführende Rohre (2) in einem kantennahen Bereich angeordnet sind und beide die Kante bildenden Flächen bezüglich der Wärmeabführung an die Umgebungsluft gleichwertig sind, an jede der beiden die Kante bildenden Flächen jeweils eines der beiden Rohre angefügt ist, wobei beide Rohre etwa die gleiche Entfernung von der Kante aufweisen und diese Entfernung vorzugsweise einem Drittel der Dicke der Isolation (4) entspricht.

5. Verflüssiger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jenen Bereichen des Verfiüssigers, in denen zwei kältemittelführende Rohre (2) in einem kantennahen Bereich angeordnet sind und eine der die Kante bildenden Flächen bezüglich der Wärmeabführung an die Umgebungsluft deutlich bevorzugt ist, beide Rohre an diese Fläche angefügt sind.

6. Verflüssiger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jenen Bereichen des Verflüssigers, in denen ein kältemittelführendes Rohr (2) in einem kantennahen Bereich angeordnet ist und beide die Kante bildenden Flächen bezüglich der Wärmeabführung an die Umgebiingsluft annähernd gleichwertig sind, das kältemittelführende Rohr unmittelbar an der Kante angefügt ist.

7. Verflüssiger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jenen Bereichen des Verflüssigers, in denen ein kältemittelführendes Rohr (2) in einem kantennahen Bereich angeordnet und eine der beiden die Kante bildenden Flächen bezüglich der Wärmeabführung an die Umgebungsluft deutlich bevorzugt ist, das kältemittelführende Rohr an diese Fläche angefügt ist, wobei die Entfernung des Rohrs zur Kante vorzugsweise etwa der halben Dicke der Geräteisolation (4) entspricht.

8. Verflüssiger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kältemittelführenden Rohre des Verflüssigers oder bestimmter Abschnitte desselben in den kantennahen Bereichen mäanderförmig verlegt sind.