EP2205918A2 - Kältegerät - Google Patents

Kältegerät

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EP2205918A2
EP2205918A2 EP08805134A EP08805134A EP2205918A2 EP 2205918 A2 EP2205918 A2 EP 2205918A2 EP 08805134 A EP08805134 A EP 08805134A EP 08805134 A EP08805134 A EP 08805134A EP 2205918 A2 EP2205918 A2 EP 2205918A2
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EP
European Patent Office
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molded parts
refrigerating appliance
appliance according
less
insulating material
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08805134A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Holzer
Sandro Kohn
Dasaradh Kumar Patchala
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 Bosch und Siemens 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 Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2205918A2 publication Critical patent/EP2205918A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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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
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/06—Walls
    • F25D23/062—Walls defining a cabinet
    • F25D23/063—Walls defining a cabinet formed by an assembly of panels
    • 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
    • F25D2201/00—Insulation
    • F25D2201/10—Insulation with respect to heat
    • F25D2201/14—Insulation with respect to heat using subatmospheric pressure

Definitions

  • the invention relates to a refrigerator according to the preamble of claim 1.
  • vacuum panels For different isolation purposes so-called vacuum panels have become known. These vacuum panels usually consist of an airtight outer skin the one
  • Core encloses, which consists of porous Dämmmaterial. Silica or aerogels, as well as open-cell polyurethane foams, are often used as insulation material. These panels are evacuated and sealed. The internal pressure is lowered to a value of less than 100 mbar. On the one hand, the evacuation increases the rigidity and stability of the panels and, on the other hand, it increases the insulation effect. This effect can be explained by the fact that the probability of collisions of the air present in the pores is reduced.
  • vacuum panels have a thermal conductivity in a range of 0.017 to 0.025 W / mK, depending on the core material used and the internal pressure.
  • nanofoams have become known, in particular for building insulation, whose pore size is in the nanometer range. These nanofoams are made by synthesis of plastic. They achieve a thermal conductivity in the range of 0.010 to 0.015 W / mK and are thus far below the values of vacuum panels.
  • Refrigeration equipment such as refrigerators, freezers or fridge freezers today usually consist of an inner shell, which is anchored in an outer housing, which consists of lid, bottom, side walls and rear wall. After the chiller and the electrical components are mounted, the space between the inner shell and outer housing is filled with foam. This process is relatively expensive and therefore expensive.
  • Transportable coolers in smaller size are often already made cheaper.
  • Prefabricated vacuum panels are used to build these coolers. which are assembled into a corresponding housing. To the necessary
  • the invention has for its object a refrigeration device to build so that it can be produced inexpensively and and there is a very good ratio of internal to external volume. Nevertheless, the insulation effect compared to conventional refrigerators should be improved or at least kept the same.
  • the object is achieved by a refrigerator with the features of claim 1.
  • the interior moldings are used according to the invention have a core of nanofoam.
  • the pore size of the nanofoam is less than 100 nanometers.
  • the core is surrounded by an airtight envelope.
  • the molded part is evacuated, so that the internal pressure is less than 100 mbar.
  • the moldings are designed as rectangular plates. Such plates are inexpensive to produce with high accuracy. It can be built with such plates in a simple manner a housing for a refrigerator and assemble with little effort.
  • the shape of the molding is adapted to the application. For example, depressions for holding specialist carriers can be integrated into the molded parts. It is also possible that a molding has different thickness, so that z. B. integrated in the upper part of the refrigerator, a freezer and the insulation effect can be enhanced in this area.
  • the bottom forming molding is advantageously formed step-shaped. It thus arises on the back of the refrigerator a machine room accessible from behind, in the For example, the compressor can be accommodated.
  • a similar structure can be achieved if instead of the bottom, the rear wall is formed stepwise. Also in this way can be realized with simple means of the engine room.
  • the moldings are connected to one another such that the connections have a similar thermal conductivity to the moldings themselves
  • the internal pressure is between 1 and 3 mbar.
  • the relevant for the thermal conductivity internal pressure of the molding can not be kept constant in practice. This means that, at least over several years, the original internal pressure increases due to the diffusion of water vapor and air through the envelope of the molded part. In order to keep this increase as low as possible, a metal-coated multi-layer film is used for the wrapping of the molded part.
  • the insulating material of the core advantageously has a pore size of less than 50 nanometers.
  • the nanofoam has pores in the size between 1 and 100 nanometers. With this small pore size, the probability of collisions between air molecules is reduced so much that even with an increase in internal pressure, the thermal conductivity is only slightly increased. In this way, the refrigeration unit retains an excellent insulation capacity over its entire service life.
  • Fig. 1 is a side view of a refrigerator according to the invention with broken
  • Figure 1 shows a refrigerator 1, the interior 8 of two side walls 2, a bottom 4, a lid 5 and a rear wall 3 is limited.
  • the opening on the front side is closed by the door 6.
  • the side walls 2, the bottom 4, the cover 5 and the rear wall 3 are made of molded parts, wherein the side walls 2, 5 and the back cover 3 have the shape of panels. In the bottom 4, however, a step is formed.
  • the core of the molded parts consists of a porous insulating foam, the so-called nanofoam.
  • This open-pore polyurethane foam has a pore size that is in the nanometer range, ideally at 1-10 nanometers.
  • All moldings have an air and water vapor-tight envelope. It consists of a metallized multi-layered film. The moldings are evacuated to an internal pressure of ideally 1-3 mbar. The metal-coated multi-layered film can almost completely prevent the diffusion of water vapor and air into the molded part, so that this internal pressure persists for a long time. Also, this film prevents the formation of thermal bridges at the abutting edges of molded parts placed against each other, so that even there no heat can penetrate into the insulated interior 8.
  • the moldings are factory-connected to a housing so that by the connection technology also no heat from the outside can get into the interior. This can be achieved, for example, with certain adhesives that contain no or only a few heat-conducting materials.
  • the rear wall 3 between the lid 5 and bottom 4 is inserted.
  • the side walls 2 are attached below the lid 5, but cover the bottom 4 and the rear wall 3. In this way, smooth, continuous side surfaces, to the visually only the lid 5 is adjacent.
  • the side walls 2 also form the lateral boundary surfaces for the engine room 7. Also seen from above results in a uniform, easy to maintain surface.
  • each narrow side of a molding is connected to the surface of another molding.
  • the interior 8 can still be lined with a one-piece inner shell, so that the interior has no cracks or gaps and can be cleaned well.
  • an outer shell may be provided for reasons of design or to increase the stability, so that the refrigeration device receives the appearance of a conventional refrigeration device.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Kältegerät (1) mit einem Kälteerzeuger und einem isolierten Innenraum (8). Erfindungsgemäß ist der Innenraum (8) durch Formteile (2, 3, 4, 5, 6) isoliert, die einen Kern aus porösem Dämmmaterial und eine luftdichte Umhüllung aufweisen, wobei der Innendruck der Formteile (2, 3, 4, 5, 6) weniger als 100 mbar beträgt und das Dämmmaterial ein Nanoschaum ist, der eine Porengröße von weniger als 100 Nanometer aufweist.

Description

Kältegerät
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Für unterschiedliche Isolationszwecke sind sogenannte Vakuumpaneelen bekannt geworden. Diese Vakuumpaneele bestehen üblicherweise aus einer luftdichten Außenhaut die einen
Kern umschließt, der aus porösem Dämmmaterial besteht. Als Dämmmaterial werden oftmals Kieselsäure oder Aerogele, aber auch offenporige Schäume aus Polyurethan verwendet. Diese Paneele werden evakuiert und versiegelt. Der Innendruck wird dabei auf einen Wert von unter 100 mbar abgesenkt. Zum einen erhöht sich durch die Evakuierung die Steifigkeit und Stabilität der Paneele, zum anderen wird die Isolationswirkung verstärkt. Dieser Effekt lässt sich dadurch erklären, dass die Wahrscheinlichkeit von Zusammenstößen der in den Poren vorhandenen Luft verringert wird. Solche Vakuumpaneelen besitzen in Abhängigkeit von dem verwendeten Kernmaterial und dem Innendruck eine Wärmeleitfähigkeit in einem Bereich von 0,017 bis 0,025 W/mK.
Es sind, insbesondere für Gebäudeisolierung, inzwischen auch so genannte Nanoschäume bekannt geworden, deren Porengröße im Nanometer-Bereich liegt. Diese Nanoschäume werden über Synthese aus Kunststoff hergestellt. Sie erreichen eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,010 bis 0,015 W/mK und liegen damit weit unterhalb der Werte von Vakuumpaneelen.
Kältegeräte wie z. B. Kühlschränke, Gefrierschränke oder Kühl-/Gefrierkombinationen bestehen heute üblicherweise aus einer Innenschale, die in einem äußeren Gehäuse verankert wird, welches aus Deckel, Boden, Seitenwänden und Rückwand besteht. Nachdem der Kälteerzeuger und die elektrischen Komponenten montiert sind, wird der Zwischenraum zwischen Innenschale und äußerem Gehäuse ausgeschäumt. Dieses Verfahren ist verhältnismäßig aufwändig und daher teuer.
Transportable Kühlboxen in geringerer Größe werden oftmals bereits preisgünstiger hergestellt. Zum Bau dieser Kühlboxen werden vorgefertigte Vakuumpaneelen verwendet, die zu einem entsprechenden Gehäuse zusammengesetzt werden. Um die notwendige
Isolierung zu erreichen müssen solche Vakuumpaneelen relativ dick sein. Das Verhältnis von Innen- zu Außenvolumen ist daher ungünstig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Kältegerät so aufzubauen, dass es preisgünstig hergestellt werden kann und und ein sehr gutes Verhältnis von Innen- zu Außenvolumen besteht. Trotzdem soll die Dämmwirkung gegenüber herkömmlichen Kältegeräten verbessert oder aber zumindest gleich gehalten werden.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Kältegerät mit den Merkmalen von Anspruch 1. Zur Isolierung des Innenraums werden gemäß der Erfindung Formteile verwendet die einen kern aus Nanoschaum aufweisen. Die Porengröße des Nanoschaums beträgt weniger als 100 Nanometer. Der Kern ist von einer luftdichten Umhüllung umgeben. Das Formteil ist evakuiert, so dass der Innendruck weniger als 100 mbar beträgt. Diese Formteile können zu einem Gehäuse verbunden werden und so den Innenraum des Kältegeräts begrenzen. Sie können aber ebenso auf die Außenseite eines Gehäuses aufgebracht werden und auf diese Weise die Isolierung des Innenraums bilden.
In einem ersten Ausführungsbeispiel sind die Formteile als rechteckige Platten ausgeführt. Solche Platten sind preisgünstig mit hoher Genauigkeit herstellbar. Es lässt sich mit solchen Platten in einfacher Weise ein Gehäuse für ein Kältegerät aufbauen und mit wenig Aufwand montieren.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Gestalt des Formteils an den Anwendungszweck angepasst. So lassen sich beispielsweise Vertiefungen zur Aufnahme von Fachträgern in die Formteile integrieren. Ebenso ist es möglich, dass ein Formteil unterschiedliche Dicke aufweist, so dass z. B. im oberen Bereich des Kältegeräts ein Gefrierfach integriert und die Isolationswirkung in diesem Bereich verstärkt werden kann.
Das den Boden bildende Formteil ist vorteilhaft stufenförmig ausgebildet. Es entsteht so an der Rückseite des Kältegeräts ein von hinten zugänglicher Maschinenraum, in dem beispielsweise der Verdichter untergebracht werden kann. Ein ähnlicher Aufbau lässt sich erzielen, wenn statt des Bodens die Rückwand stufenförmig ausgebildet wird. Auch auf diese Weise lässt sich mit einfachen Mitteln der Maschinenraum realisieren.
Erfindungsgemäß sind die Formteile so miteinander verbunden, dass die Verbindungen eine ähnliche Wärmeleitfähigkeit aufweisen wie die Formteile selbst. Hierdurch werden
Wärmebrücken an den Verbindungskanten der einzelnen Formteile verhindert. Hiervon betroffen sind insbesondere die Verbindungen zwischen der Rückwand und den daran anschließenden Formteilen, die den Deckel und den Boden, sowie die beiden Seitenwände bilden. Da an der Rückwand meist der Verflüssiger befestigt ist, der eine hohe Wärmeabstrahlung aufweist, darf insbesondere an den Rändern der Rückwand keine Wärmebrücke in den gekühlten Innenraum des Kältegeräts bestehen.
Um einen möglichst niedrigen Wärmeleitwert der Formteile gewährleisten zu können beträgt deren Innendruck vorteilhaft weniger als 5 mbar. Besonders vorteilhaft liegt der Innendruck zwischen 1 und 3 mbar.
Der für die Wärmeleitfähigkeit relevante Innendruck des Formteils kann in der Praxis nicht konstant gehalten werden. Das bedeutet, dass zumindest im Verlauf von mehreren Jahren der ursprüngliche Innendruck aufgrund der Diffusion von Wasserdampf und Luft durch die Umhüllung des Formteils ansteigt. Um diesen Anstieg so gering wie möglich zu halten, wird für die Umhüllung des Formteils eine metallisch bedampfte Mehrschichtfolie verwendet.
Das Dämmaterial des Kerns weist vorteilhaft eine Porengröße von weniger als 50 Nanometer auf. Besonders vorteilhaft besitzt der Nanoschaum Poren in der Größe zwischen 1 und 100 Nanometer. Bei dieser geringen Porengröße ist die Wahrscheinlichkeit von Zusammenstößen zwischen Luftmolekülen so weit herabgesetzt, dass selbst bei einem Anstieg des Innendrucks die Wärmeleitfähigkeit nur in geringem Maße erhöht wird. Auf diese Weise behält das Kältegerät über seine gesamte Lebensdauer ein hervorragendes Isolationsvermögen. - A -
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnung eingehend erläutert wird.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kältegeräts mit aufgebrochener
Seitenwand.
Figur 1 zeigt ein Kältegerät 1 , dessen Innenraum 8 von zwei Seitenwänden 2, einem Boden 4, einem Deckel 5 und einer Rückwand 3 begrenzt ist. Die Öffnung an der Frontseite wird durch die Tür 6 verschlossen. Die Seitenwände 2, der Boden 4, der Deckel 5 und die Rückwand 3 bestehen aus Formteilen, wobei Seitenwände 2, Deckel 5 und Rückwand 3 die Form von Paneelen aufweisen. In dem Boden 4 ist dagegen eine Stufe ausgeformt.
Der Kern der Formteile besteht aus einem porösen Dämmschaum, dem so genannten Nanoschaum. Dieser offenporige, aus Polyurethan bestehende Dämmschaum weist eine Porengröße auf, die im Nanometer-Bereich liegt, idealerweise bei 1-10 Nanometer. Alle Formteile weisen eine luft- und waserdampfdichte Umhüllung auf. Sie besteht aus einer metallisch bedampften Mehrschichtfolie. Die Formteile werden evakuiert bis zu einem Innendruck von idealerweise 1-3 mbar. Die metallisch bedampfte Mehrschichtfolie kann die Diffusion von Wasserdampf und Luft in das Formteil fast vollständig verhindern, so dass dieser Innendruck lange bestehen bleibt. Auch verhindert diese Folie an den Stoßkanten von aneinander gesetzten Formteilen die Bildung von Wärmebrücken, so dass auch dort keine Wärme in den isolierten Innenraum 8 eindringen kann.
Die Formteile werden werksseitig so zu einem Gehäuse verbunden, dass durch die Verbindungstechnik ebenfalls keine Wärme von Außen in den Innenraum gelangen kann. Dies lässt sich beispielsweise mit bestimmten Klebern erreichen, die keine oder nur wenige wärmeleitende Materialien beinhalten. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rückwand 3 zwischen Deckel 5 und Boden 4 eingesetzt. Die Seitenwände 2 sind unterhalb des Deckels 5 angesetzt, überdecken aber den Boden 4 und die Rückwand 3. Auf diese Weise ergeben sich glatte, durchgehende Seitenflächen, an die optisch nur der Deckel 5 angrenzt. Die Seitenwände 2 bilden auch die seitlichen Begrenzungsflächen für den Maschinenraum 7. Auch von oben gesehen ergibt sich eine einheitliche, leicht zu pflegende Fläche.
Der durch die Formteile 2, 3, 4, 5 begrenzte Innenraum δwird durch die Tür 6 verschlossen. Diese sitzt auf dem aus den Schmalseiten der Formteile 2, 4, 5 gebildeten Rahmen auf. Auf diese Weise ergibt sich auch eine ansprechende, glatte Frontseite.
Bei der Montage des Kältegeräts wird jeweils die Schmalseite eines Formteils mit der Fläche eines anderen Formteils verbunden. So wird z. B. ein hinterer Streifen der Fläche des Bodens 4 mit der unteren Schmalseite der Rückwand 3 verbunden, während die beiden seitlichen Schmalseiten des Bodens 4 mit Bereichen der Innenflächen der Seitenteile 2 verbunden werden.
Selbstverständlich kann der Innenraum 8 noch mit einer einteiligen Innenschale ausgekleidet werden, so dass der Innenraum keinerlei Ritzen oder Spalte aufweist und gut gereinigt werden kann. Ebenso kann aus Gestaltungsgründen oder zur Steigerung der Stabilität noch eine Außenschale vorgesehen werden, so dass das Kältegerät das Aussehen eines herkömmlichen Kältegeräts erhält.
Bezugszeichenliste:
Kaltegerat
Seitenwand
Rückwand
Bodenteil
Deckel
Tür
Maschinenraum
Innenraum

Claims

Patentansprüche
1. Kältegerät (1) mit einem Kälteerzeuger und einem isolierten Innenraum (8), dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (8) durch Formteile (2, 3, 4, 5, 6) isoliert ist, die einen Kern aus porösem Dämmmaterial und eine luftdichte Umhüllung aufweisen, wobei der Innenluftdruck der Formteile gegenüber dem Umgebungsluftdruck des
Kältegeräts abgesenkt ist und das Dämmmaterial ein Nanoschaum ist, der eine Porengröße von weniger als 100 Nanometer aufweist.
2. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Innendruck der Formteile (2, 3, 4, 5, 6) weniger als 100 mbar beträgt.
3. Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (2, 3, 5, 6) als rechteckige Platten ausgeführt sind.
4. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt der Formteile (4) an den Anwendungszweck angepasst ist.
5. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Boden bildendes Formteil (4) stufenförmig ausgebildet ist.
6. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (2, 3, 4, 5) so miteinander verbunden sind, dass die Verbindungen eine ähnliche Wärmeleitfähigkeit aufweisen wie die Formteile (2, 3, 4, 5).
7. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendruck der Formteile (2, 3, 4, 5, 6) weniger als 5 mbar beträgt.
8. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung der Formteile (2, 3, 4, 5, 6) eine metallisch bedampfte Mehrschichtfolie aufweist.
9. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Dämmmaterial für den Kern der Formteile (2, 3, 4, 5, 6) eine Porengröße von weniger als 50 Nanometer aufweist.
EP08805134A 2007-10-22 2008-10-08 Kältegerät Ceased EP2205918A2 (de)

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PCT/EP2008/063445 WO2009053244A2 (de) 2007-10-22 2008-10-08 Kältegerät

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EP (1) EP2205918A2 (de)
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