DE102008042814A1 - Refrigerating appliance, in particular household refrigeration appliance, as well as refrigerator module assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit wenigstens einem Kühlraum (102), der zur Kühlung der Kühlraumluft über einen Außenluftkreislauf (I) mit kühler Außenluft thermisch koppelbar ist, welcher Außenluftkreislauf (I) unter Zwischenschaltung eines Wärmetauschers (210) mit einem Kühlraumluftkreislauf (II) in Verbindung ist, mittels dem die Außenluftkälte auf die Kühlraumluft übertragbar ist. Erfindungsgemäß ist die im Kühlraumkreislauf (II) zirkulierende Kühlraumluft durch den Wärmetauscher (210) geführt.The invention relates to a refrigeration appliance, in particular domestic refrigeration appliance, with at least one cooling space (102) which can be thermally coupled to cool the cooling room air via an outside air circuit (I) with cool outside air, which outside air circulation (I) with the interposition of a heat exchanger (210) with a refrigerator room air circuit (II) is in communication, by means of which the outside air is cold transferable to the cold room air. According to the invention, the cooling chamber air circulating in the cooling space circuit (II) is guided through the heat exchanger (210).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Außenluftkühlsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Kältegerät-Modulanordnung nach dem Patentanspruch 14.The The invention relates to a refrigeration device with an outside air cooling system according to the preamble of claim 1 and also a refrigerator module assembly according to the claim 14th
Aus
der
Aus
der
Aus
der Patentschrift
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kältegerät mit einem Außenluftkühlsystem mit verbesserter Betriebsweise bereitzustellen.The The object of the invention is a refrigeration device with an outside air cooling system with improved To provide operation.
Die Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The The object of the invention is characterized by the features of claim 1 or of claim 14 solved. Advantageous developments of Invention are disclosed in the subclaims.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist die im Kühlraumkreislauf zirkulierende Kühlraumluft durch den Wärmetauscher geführt. Auf diese Weise ist ein im Vergleich zum Stand der Technik intensiverer Wärmeaustausch zwischen dem Außenluftkreislauf und dem Kühlraumluftkreislauf ermöglicht. Im Unterschied zur Erfindung wird im gattungsgemäßen Stand der Technik lediglich eine Kühlraum-Begrenzungswand mittels einer Außenluftströmung gekühlt, nicht jedoch die Kühlraumluft durch einen Wärmetauscher geführt. Eine Luftführung der Kühlraumluft sowie der Außenluft durch den Wärmetauscher kann beispielhaft nach dem Gleichstrom- bzw. Gegenstromprinzip erfolgen.According to the Characteristic part of claim 1 is in the cold room cycle circulating cooling air through the heat exchanger guided. In this way one is compared to the state of the Technology more intensive heat exchange between the outside air circulation and the refrigerator air circulation enabled. In difference the invention is in the generic state of Technique only a refrigerator boundary wall means an outside air flow cooled, not however, the cold room air through a heat exchanger guided. An air duct of the refrigerator air as well as the outside air through the heat exchanger can take place, for example, according to the DC or countercurrent principle.
Beispielhaft kann der Wärmetauscher ein Luft/Luft-Wärmetauscher sein, der eine dem Außenluftkreislauf zugeordnete Außenluftkammer und eine dem Raumluftkreislauf zugeordnete Kühlraumluftkammer aufweist. Die Außenluft- und Kühlraumluftkreisläufe können voneinander strömungstechnisch getrennt sein, wodurch ausgeschlossen ist, dass Außenluft in den Kühlraum gelangen kann.exemplary the heat exchanger can be an air / air heat exchanger be, which is an outdoor air chamber associated with the outside air chamber and a cooling air chamber associated with the room air circuit having. The outside air and refrigerator air circuits can be separated from each other in terms of flow be excluded, which excludes that outside air in the Cold room can get.
Der Außenluft- und der Kühlraumluftkreislauf sind einerseits für eine günstige Kälteübertragung thermisch miteinander zu koppeln. Andererseits sind die beiden Kreisläufe strömungstechnisch möglichst voneinander zu trennen, um eine unmittelbare Beaufschlagung des Kühlraumes mit Außenluft weitgehend zu vermeiden. Vor diesem Hintergrund kann der Wärmetauscher jeweils separate Ein- und Auslässe für die Kühlraumluft bereitstellen. Außerdem kann der Wärmetauscher zusätzlich Ein- und Auslässe für den Außenluftkreislauf bereitstellen.Of the Outside air and the refrigerator air circulation are on the one hand thermally for a favorable cold transfer to couple with each other. On the other hand, the two circuits as far as possible to separate fluidically to an immediate admission of the refrigerator with To avoid outside air largely. Against this background the heat exchanger can each have separate inlets and outlets for provide the refrigerator air. In addition, the Heat exchanger additional inlets and outlets provide for the outside air circulation.
Zur Steigerung der Kälteübertragung von Außenluftkreislauf auf den Kühlraumluftkreislauf können die Kreisläufe mit Fördergebläsen versehen sein, die die Strömungsgeschwindigkeiten im Außenluftkreislauf und im Kühlraumluftkreislauf erhöhen.to Increase in the cold transmission of outside air circulation on the refrigerator air circulation can the circuits be provided with delivery blowers, the flow rates in the outdoor air circuit and in the refrigerator air circuit increase.
Der Kühlraum wird erfindungsgemäß nicht unmittelbar mit kühler Außenluft beaufschlagt, die gegebenenfalls hohe Luftfeuchtigkeit aufweist. Vielmehr wird die Außenluftkälte über den Wärmetauscher auf den Kühlraumluftkreislauf übertragen, mit dessen Hilfe der Kühlraum gekühlt wird. Eine Kondensatbildung im Kühlraum aufgrund direkter Beaufschlagung mit Außenluft kann daher reduziert werden.Of the Refrigerator is inventively not immediate with cool outside air, if necessary high humidity. Rather, the outdoor air is over transfer the heat exchanger to the refrigerator air circuit, with the help of which the refrigerator is cooled. A Condensation in the cold room due to direct admission with outside air can therefore be reduced.
Bevorzugt kann der Außenluft- und/oder der Kühlraumluftkreislauf mit einem zusätzlichen Kältespeicher versehen sein. Der Kältespeicher kann innerhalb des zwischen Außenluft- und Kühlraumluftkreislauf geschalteten Wärmetauschers vorgesehen sein. Mit Hilfe des Kältespeichers können beispielsweise höhere Tagestemperaturen überbrückt werden. In diesem Fall kann der Außenluftkreislauf deaktiviert sein, während der Kühlraumluftkreislauf unter Umströmung des noch kalten Kältespeichers aktiviert ist. Der Kältespeicher ist bevorzugt unmittelbar im Strömungsweg der Außenluft und/oder der Kühlraumluft angeordnet.Preferably, the outside air and / or the Refrigerator air circuit to be provided with an additional cold storage. The cold storage can be provided within the switched between fresh air and cold room air circulation heat exchanger. With the help of cold storage, for example, higher daytime temperatures can be bridged. In this case, the outside air circuit can be deactivated while the cold room air circulation is activated while flowing around the still cold cold storage. The cold storage is preferably arranged directly in the flow path of the outside air and / or the cold room air.
Bei einer baulich einfachen Ausführungsform kann der Wärmetauscher eine gemeinsame Strömungskammer aufweisen, die sowohl mit dem Außenluftkreislauf als auch mit dem Kühlraumluftkreislauf strömungstechnisch verbunden ist. Für den Fall, dass im Wärmetauscher zusätzliche Kältespeicher vorgesehen sind, werden diese sowohl von der Außenluft als auch von der Kühlraumluft unmittelbar umströmt. Um eine Beaufschlagung des Kühlraumes mit Außenluft weitgehend zu vermeiden, können die beiden Außenluft- und Kühlraumluftkreisläufe zumindest teilweise zeitlich versetzt zueinander aktiviert werden. D. h., bei aktiviertem Außenluftkreislauf ist der Kühlraumluftkreislauf deaktiviert, so dass zunächst nur der Kältespeicher im Wärmetauscher mittels Außenluft abgekühlt wird. Anschließend kann bei deaktiviertem Außenluftkreislauf der Kühlraumluftkreislauf aktiviert werden und die Kälte wird vom Kältespeicher in den Kühlraum übertragen. Als Speichermedium für den Kältespeicher ist bevorzugt ein Material einsetzbar, dessen Phasenwandlungstemperatur im Bereich der Betriebstemperatur des Kältegerätes bzw. im Bereich der Außenlufttemperaturen liegt. Beispielsweise kann als Speichermedium Wasser verwendet werden.at a structurally simple embodiment, the heat exchanger have a common flow chamber, both with the outside air circuit as well as with the refrigerator air circuit fluidically connected. In case that provided in the heat exchanger additional cold storage are, both from the outside air and from the cooling chamber air flows around directly. To one Exposure of the cold room with outside air largely To avoid the two outside air and Refrigerator air circuits at least partially in time offset from each other to be activated. That is, with the outside air circuit activated the refrigerator air circuit is deactivated, so first only the cold storage in the heat exchanger means Outside air is cooled. Subsequently If the outside air circulation is deactivated, the refrigerator air circuit can be activated be and the cold is from the cold storage in transfer the cold room. As a storage medium for the cold storage is preferably a material used, its phase change temperature in the range of the operating temperature of the refrigeration device or in the region of the outside air temperatures. For example, water can be used as the storage medium.
Das Außenluftkühlsystem ist lediglich bei kühlen Außentemperaturen, das heißt im Winter, einsetzbar, während es bei höheren Außentemperaturen außer Betrieb bleibt. Vor diesem Hintergrund ist es von Vorteil, den Wärmetauscher als ein separates Modul entkoppelbar mit dem Kältegerät zu verbinden. Im Sommer kann der Wärmetauscher daher vom Kältegerät ein separates Modul gelöst werden. Bei entkoppeltem Wärmetauscher-Modul kann ein zusätzliches Verschlusselement Kühlraumluftein- und -auslässe verschließen. In diesem Fall wird das Kältegerät ausschließlich mittels des an sich bekannten Kältemittelkreislaufes betrieben.The Outside air cooling system is only cool Outdoor temperatures, that is, in winter, can be used, while it is at higher outside temperatures remains out of service. Against this background it is from Advantage, the heat exchanger as a separate module decoupled to connect to the refrigerator. In the summer can the heat exchanger therefore from the refrigerator a separate module to be solved. With decoupled heat exchanger module For example, an additional closure element can provide cooling air in and out Close the outlets. In this case, the refrigeration device exclusively by means of the known refrigerant circuit operated.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ergibt sich, wenn das Wärmetauscher-Modul des Außenluftkühlsystems an einer zum ersten Kühlsystem gehörenden Wandung des Kältegerätes abtrennbar angeordnet ist, wobei am Kühlraumluftübertritt seitens dieser Wandung des Kältegerätes und des Wärmetauscher-Gehäuses ineinander luftdicht eingreifende Stutzen und Gegenstutzen vorgesehen sein kann.A particularly preferred embodiment of the present invention itself when the heat exchanger module of the outdoor air cooling system at a belonging to the first cooling system wall of the Refrigerating appliance is arranged detachably, wherein the Cooling chamber air passage on the part of this wall of the refrigerator and the heat exchanger housing into each other airtight engaging neck and counter-nozzles can be provided.
Hierdurch kann das Außenluftkühlsystem von dem an sich konventionellen Kühlschrank abgetrennt werden, sodass anstelle des Wärmetauscher-Gehäuses des Außenluftkühlsystems an der zum ersten Kühlsystem gehörenden Wandung des Kältegerätes gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung eine Abdeckung angeordnet werden kann, die ein zu der wenigstens einen Kanalöffnung korrespondierendes Verschlussmittel aufweist.hereby can the outside air cooling system of the conventional per se Refrigerator are separated, so instead of the heat exchanger housing of the outdoor air cooling system at the first cooling system belonging wall of the refrigerator according to a Another preferred embodiment of the present invention, a cover can be arranged, the one to the at least one channel opening having corresponding closure means.
Der oben erwähnte Kältemittelkreislauf kann zusätzlich zum Außenluftkühlsystem vorgesehen sein. Das Außenluftkühlsystem kann durch wenigstens eine Hauswanddurchführung mit der Außenluft verbunden sein, wobei die Außenluft mithilfe des Fördergebläses in das Kältegerät hinein und aus diesem heraus beförderbar ist.Of the The above-mentioned refrigerant circuit may additionally be provided for outside air cooling system. The outdoor air cooling system can by at least one house wall penetration with the Be connected outside air, with the outside air using the conveyor fan in the refrigeration unit into and out of this is transportable.
Die Temperatur im Kältespeicher ist vorzugsweise mithilfe wenigstens eines Kältespeicher-Temperatursensors erfassbar.The Temperature in the cold storage is preferably at least using a cold storage temperature sensor detectable.
Der Kältespeicher ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung zur Ansammlung von vereistem Wasserkondensat an seinen Außenflächen eingerichtet.Of the Cold storage is according to another preferred Design for the accumulation of iced water condensate on his Exterior surfaces furnished.
Es ist von Vorteil, wenn die Innenluft in die und/oder aus der Innenluftkammer des Wärmetauschers und zugleich in den und/oder aus dem Kühlraum des Kältegerätes mithilfe wenigstens eines zweiten Fördergebläses beförderbar ist.It is beneficial if the indoor air in and / or out of the indoor air chamber the heat exchanger and at the same time in and / or out of the Cold room of the refrigerator using at least a second conveyor blown is.
Das Kältegerät kann ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet sein, dass in wenigstens einem von den Kanalöffnungen und/oder Hauswanddurchführungen jeweils eine steuerbare Drosselklappe vorgesehen ist, mit welcher der zugehörige Strömungsdurchlass variierbar und/oder verschließbar ist. Die Drosselklappe oder Klappe kann dazu benutzt werden, bei Nichtbenutzung des Außenluftkühlsystems in warmen Jahresperioden die Kanalöffnungen zu verschließen und/oder durch eine variable Öffnung der Drosselklappe den Außenluftstrom zu steuern.The Refrigeration device can further be further developed advantageous be that in at least one of the channel openings and / or House wall penetrations each provided a controllable throttle is, with which the associated flow passage can be varied and / or closed. The throttle or flap can be used when not using the outdoor air cooling system to seal the canal openings during warm periods of the year and / or by a variable opening of the throttle to control the outside airflow.
Es ist vorzugsweise eine eigene Steuereinrichtung des Außenluftkühlsystems vorgesehen, welche die Temperatur der Außenluft mithilfe eines Außentemperatursensors und die Temperatur des Kältespeichers mithilfe eines Kältespeicher-Temperatursensors erfasst und auswertet.It is preferably a separate control device of the outside air cooling system provided, which uses the temperature of the outside air an outdoor temperature sensor and the temperature of the cold storage detected by a cold storage temperature sensor and evaluates.
Die Kühlraumluft-Temperatur kann mittels einer weiteren Steuereinrichtung geregelt werden. Hierzu ist im Kühlraum ein Kühlraumsensor angeordnet. Überschreitet die erfasste Kühlraumtemperatur einen Sollwert, so wird der Kompressor des Kühlmittelkreislaufes in Betrieb gesetzt, bis die erfasste Kühlraumtemperatur unter den Sollwert fällt. Durch Zuschalten des Außenluftkühlsystems kann zusätzliche Kälte in den Kühlraum eingebracht werden, wodurch unter Energieeinsparung die Standzeiten des Kompressors erhöht werden können.The cooling chamber air temperature can be regulated by means of a further control device. For this purpose, a cold room sensor is angeord in the refrigerator net. If the detected refrigerator compartment temperature exceeds a setpoint, the compressor of the refrigerant circuit is put into operation until the detected refrigerator compartment temperature falls below the setpoint. By connecting the fresh air cooling system, additional cold can be introduced into the cold room, whereby the service life of the compressor can be increased while saving energy.
Das Außenluftkühlsystem kann mittels einer Steuereinrichtung aktiviert werden, die die Außenlufttemperatur erfasst. Sinkt beispielsweise im Winter die Temperatur nachts auf –5°C, so wird der Außenluftkreislauf aktiviert, wodurch die kalte Außenluft durch den Wärmetauscher strömt. Dadurch sinkt die Wärmetauschertemperatur unter 0°C und wird mittels der Steuereinrichtung der Kühlraumluftkreislauf aktiviert. Auf diese Weise wird die Kühlraumluft gekühlt. Ebenso wird das Speichermedium, beispielsweise Wasser, gekühlt, bis es allmählich gefriert. Wenn tagsüber die Außentemperatur auf beispielsweise 5°C steigt, deaktiviert die Steuereinrichtung den Außenluftkreislauf. Der Kühlraumluftkreislauf bleibt demgegenüber aktiviert, bis das gefrorene Speichermedium geschmolzen ist.The Outside air cooling system can by means of a control device be activated, which detects the outside air temperature. For example, if the temperature in winter drops to -5 ° C at night, so the outside air circulation is activated, whereby the cold ones Outside air flows through the heat exchanger. As a result, the heat exchanger temperature drops below 0 ° C and is activated by means of the control device of the refrigerator air circulation. In this way, the cold room air is cooled. Likewise, the storage medium, such as water, is cooled, until it freezes gradually. If during the day the Outside temperature rises to, for example, 5 ° C, the controller deactivates the outside air circuit. The refrigerator air circulation remains in contrast activated until the frozen storage medium has melted.
Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.following are two embodiments of the invention with reference to the attached figures described.
Es zeigen:It demonstrate:
In
der
Das
Kältegerät
Der
Kältemittelkreislauf weist einen Kompressor
Das
Außenluftkühlsystem
Der
Kältespeicher
Dem
Außenluftkühlsystem
Im
Wärmetauscher-Gehäuse
Die
Trennwandung
Die
Außenluftkammer
Die
Kühlraumluftkammer
Wenn
die erfasste Kältespeichertemperatur Tk unterhalb der Kühlraumtemperatur
Tn absinkt, so setzt die Steuereinrichtung
Im Sinne einer vereinfachenden und überschaubaren Darstellung wird im Folgenden auf wiederholende Beschreibungsteile verzichtet, sodass der Unterschied zur vorherigen Ausgestaltung vordergründig behandelt werden kann.in the Meaning a simplistic and manageable representation will be omitted in the following repetitive parts of the description, so that the difference to the previous design superficially can be treated.
Im
Unterschied zur in
Die
Steuereinrichtung
In
der
Der
Wärmetauscher
Wenn
der Wärmetauscher
- 11
- KältegerätThe refrigerator
- 1010
- erstes Kühlsystemfirst cooling system
- 101101
- Kühlraum-TemperatursensorRefrigerator temperature sensor
- 102102
- Kühlraumrefrigerator
- 103103
- Kühlschrankfridge
- 104104
- Expansionsventilexpansion valve
- 105105
- VerdampferEvaporator
- 106106
- Kondensatorcapacitor
- 107107
- Steuereinrichtungcontrol device
- 108108
- geschlossener Kältemittelkreislaufclosed Refrigerant circulation
- 109109
- Kompressorcompressor
- 2020
- zweites Kühlsystem, Außenluftkühlsystemsecond Cooling system, outside air cooling system
- 201, 202201 202
- Kanalöffnungchannel opening
- 203203
- Steuerleitungcontrol line
- 204204
- Kältespeicher-TemperatursensorCold storage temperature sensor
- 205205
- Steuereinrichtungcontrol device
- 206206
- KühlraumluftkammerRefrigerator air chamber
- 207207
- AußenluftkammerOutside air chamber
- 208208
- Kältespeichercold storage
- 209209
- Trennwandungpartition wall
- 210210
- Wärmetauscher-Gehäuse, WärmetauscherHeat exchanger housing, heat exchangers
- 211211
- Gebläsefan
- 212212
- Rohrleitungpipeline
- 213213
- Außenwandouter wall
- 214214
- AußentemperatursensorOutside temperature sensor
- 215, 216215 216
- HauswanddurchführungHouse panel feed-through
- 217217
- Drosselklappethrottle
- 218218
- Gebläsefan
- 219219
- Außenluftoutside air
- 220, 221220 221
- StutzenSupport
- 222222
- Abdeckungcover
- 223, 224223 224
- Blindbohrung, VerschlussmittelBlind bore closure means
- 225, 226225 226
- Gegenstutzencounter socket
- 3030
- Signalleitungsignal line
- AA
- verbrauchte Luftconsumed air
- BB
- kühle Außenluftcool outside air
- CC
- abzukühlende Innenluftbe cooled indoor air
- DD
- abgekühlte Innenluftcooled indoor air
- TaTa
- AußenlufttemperaturOutside air temperature
- TgTg
- Grenztemperaturlimit temperature
- Tktk
- Temperatur des Kältespeicherstemperature the cold storage
- TnTn
- KühlraumtemperaturCool room temperature
- Tsts
- Solltemperaturset temperature
- II
- KühlraumluftkreislaufCooling air circulation
- IIII
- AußenluftkreislaufExternal air circuit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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