DE102018202008A1

DE102018202008A1 - Kombinationskältegerät

Info

Publication number: DE102018202008A1
Application number: DE102018202008.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Babucke; Stefan Holzer; Simon Schechinger
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2019-08-08
Also published as: CN110131952A

Abstract

Ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, hat ein erstes und ein zweites Lagerfach (3, 2), von denen beide (3, 2) jeweils einen Temperatursensor (14, 13) zum Erfassen von Kältebedarf aufweisen, und einen Kältemittelkreislauf, in dem eine Anordnung aus einer ersten und einer zweiten Kapillare (21, 22), ein stromaufwärtiger Verdampfer (7) zum Kühlen des ersten Lagerfachs (3) und ein stromabwärtiger Verdampfer (6) zum Kühlen des zweiten Lagerfachs (2) in Reihe verbunden sind, ein Ventil (18), mit dem der Fluss von Kältemittel über wenigstens eine der Kapillaren (21, 22) absperrbar ist, und eine Steuereinheit (12), die eingerichtet ist, die Stellung des Ventils (18) je nach dem Lagerfach (2, 3) zu wählen, in dem Kältebedarf erfasst wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kombinationskältegerät, d.h. ein Kältegerät mit einem ersten und einem zweiten Lagerfach, typischerweise einem Normalkühlfach und einem Gefrierfach, die durch in einem gemeinsamen Kältemittelkreislauf verbundene Verdampfer auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden.
Bei einem ersten Typ von Kombinationskältegerät sind die Verdampfer im Kältemittelkreislauf parallel angeordnet und mit Hilfe eines Schaltventils wahlweise mit Kältemittel beaufschlagbar. So kann, wenn in einem Lagerfach Kältebedarf besteht, der Verdampfer dieses Lagerfachs allein durch Einspritzen von flüssigem Kältemittel versorgt werden. Für eine energieeffiziente Kühlung darf der Unterschied zwischen der Temperatur eines Lagerfachs und der seines Verdichters nicht zu groß sein. Dazu müssen unterschiedliche Verdampfungsdrücke in den Verdampfern von Gefrierfach und Normalkühlfach aufrechterhalten werden. Deswegen darf, wenn der Verdampfer des Normalkühlfachs versorgt wird, kein Rückfluss von Kältemitteldampf zum Verdampfer des Gefrierfachs möglich sein; die zum Abkoppeln des Gefrierfachverdampfers erforderlichen Ventile machen den Kältemittelkreislauf kompliziert und aufwendig zu fertigen. Ist jedoch der Verdampfer des Gefrierfachs vom Kältemittelkreislauf abgekoppelt, dann hängt der Arbeitspunkt des Verdampfers des Normalkühlfachs davon ab, wieviel Kältemittel im Verdampfer des Gefrierfachs gefangen und damit dem Kältemittelkreislauf entzogen ist, was auch die Steuerung eines solchen Kombinationskältegeräts erschwert.
Bei einem zweiten Typ von Kombinationskältegerät sind die Verdampfer im Kältemittelkreislauf in Reihe angeordnet. Ein solcher Kältemittelkreislauf ist einfach und kostengünstig im Aufbau, da keine Ventile benötigt werden, um Leitungsabschnitte aus dem Kältemittelkreislauf auszukoppeln, und weil die Menge des zirkulierenden Kältemittels immer dieselbe ist. Nachteilig ist hier, dass es, da der Massenstrom des Kältemittels in beiden Verdampfern immer derselbe ist, nicht möglich ist, die Lagerfächer unabhängig voneinander zu kühlen. Der Verdichter eines solchen Kombinationskältegeräts ist daher in der Regel nur anhand der Temperatur des Normalkühlfachs gesteuert, und die Temperatur des Gefrierfachs ist je nach Umgebungstemperatur variabel. Liegt die Umgebungstemperatur über einem Temperaturintervall, für den das Gerät ausgelegt ist, dann führen lange Verdichterlaufzeiten zu einer unnötig tiefen Temperatur des Gefrierfachs und damit zu unnötig erhöhtem Energieverbrauch; liegt die Umgebungstemperatur unterhalb des Intervalls, dann führen kurze Betriebszeiten des Verdichters zu einem unerwünschten Temperaturanstieg im Gefrierfach.
Aus DE 10 2015 211 963 A1 ist ein Kombinationskältegerät des oben beschriebenen zweiten Typs bekannt, bei dem im Kältemittelkreislauf stromaufwärts von den beiden Verdampfern anstelle einer einzelnen Kapillare eine Reihenanordnung von zwei Kapillaren vorgesehen ist und der Kältemittelstrom an einer der Kapillaren mit Hilfe eines Wegeventils und einer Nebenschlussleitung vorbeigeleitet werden kann. Mit Hilfe des Wegeventils können so zwei verschiedene Arbeitspunkte eines stromabwärts von den Kapillaren gelegenen Verdampfers eingestellt werden, von denen z.B. der eine einen hocheffizienten, kontinuierlichen Kühlbetrieb des Verdampfers und der andere ein schnelles Gefrieren von neu eingeladenem Kühlgut ermöglicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit in Reihe verbundenen Verdampfern anzugeben, das in einem großen Intervall von Umgebungstemperaturen einen energieeffizienten Betrieb und die Aufrechterhaltung einer ausreichend tiefen Temperatur im kälteren Lagerfach ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltskältegerät, mit einem ersten und einem zweiten Lagerfach, von denen wenigstens das zweite einen Temperatursensor zum Erfassen von Kältebedarf aufweist, und einem Kältemittelkreislauf, in dem eine Anordnung aus einer ersten und einer zweiten Kapillare, ein erster Verdampfer zum Kühlen des ersten Lagerfachs und ein zweiter Verdampfer zum Kühlen des zweiten Lagerfachs in Reihe verbunden sind, und mit einem Ventil, mit dem der Fluss von Kältemittel über wenigstens eine der Kapillaren absperrbar ist, und einer Steuereinheit auch das erste Lagerfach einen Temperatursensor zum Erfassen von Kältebedarf aufweist und die Steuereinheit eingerichtet ist, die Stellung des Ventils je nach dem Lagerfach zu wählen, in dem Kältebedarf erfasst wird.
Je nach Ventilstellung unterschiedliche Strömungswiderstände der parallelen Kapillaren führen dazu, dass bei gegebener Drehzahl eines Verdichters unterschiedliche Aufteilungen des Kältemittels auf einen sich vom Verdichter bis zu den Kapillaren erstreckenden Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs und einen sich von den Verdampfern zurück zum Verdichter erstreckenden Niederdruckbereich resultieren. Je größer der Strömungswiderstand, umso weniger flüssiges Kältemittel steht im Niederdruckbereich zur Verfügung, und umso größer ist der Anteil des flüssigen Kältemittels, das bereits im ersten Verdampfer verdampft. Somit lässt sich mit Hilfe des Ventils die Verteilung der verfügbaren Kühlleistung auf das erste und das zweite Lagerfach steuern, und beide können innerhalb eines großen Intervalls von Umgebungstemperaturen auf einer Soll-Betriebstemperatur gehalten werden.
Die Anordnung der Kapillaren kann die gleiche sein wie in DE 10 2015 211 963 A1 beschrieben, d.h. eine Parallelanordnung einer ersten Kapillare und ihrer Nebenschlussleitung ist mit der zweiten Kapillare in Reihe verbunden. Bevorzugt ist allerdings eine Parallelanordnung der ersten und zweiten Kapillare.
Das Ventil kann ein Wegeventil sein, das in einer ersten Stellung die erste Kapillare und in einer zweiten Stellung die zweite Kapillare absperrt. Wenn somit zu jeder Zeit nur eine der beiden Kapillaren von Kältemittel durchflossen wird, sollten die beiden Kapillaren sich in ihrem Strömungswiderstand unterscheiden. Da aus Gründen der Fertigungslogistik beide Kapillaren den gleichen Querschnitt haben sollten, unterscheiden sie sich vorzugsweise in ihrer Länge.
Alternativ kann das Ventil auch ein erstes Absperrventil umfassen, das mit der ersten Kapillare in einer Reihenschaltung verbunden ist, die wiederum zur zweiten Kapillare parallel geschaltet ist. Das Absperrventil kann somit die zweite Kapillare nicht versperren; unterschiedliche Massenströme im Kältemittelkreislauf ergeben sich hier daraus, dass in einer ersten Stellung des Ventils Kältemittel nur über die zweite Kapillare und in einer zweiten Stellung über beide Kapillaren gleichzeitig fließt; ohne dass die Kapillaren unterschiedliche Abmessungen haben müssten.
Zusätzlich kann ein zweites Absperrventil mit der zweiten Kapillare in einer Reihenanordnung verbunden sein.
Wenn das zweite Absperrventil unabhängig vom ersten Absperrventil steuerbar ist, können bis zu vier Schaltzustände realisierbar sein, darunter zwei, in denen jeweils ein Absperrventil offen und das andere geschlossen ist, und zusätzlich je einer, in dem beide Absperrventile offen oder beide geschlossen sind.
Der Schaltzustand mit zwei geschlossenen Absperrventilen verhindert bei stillstehendem Verdichter einen Druckausgleich zwischen Hoch- und Niederdruckbereich des Kältemittelkreislaufs und verbessert so die Energieeffizienz des Kältegeräts.
Da aufgrund der Reihenschaltung der Verdampfer der zweite Verdampfer nur den Rest des flüssigen Kältemittels empfängt, das im ersten noch nicht verdampft ist, ist sein Füllungsgrad im Mittel geringer als der des ersten Verdampfers, und die verfügbare Kühlleistung ist geringer. Deswegen sollte die Betriebstemperatur des zweiten Lagerfachs höher sein als die des ersten Lagerfachs.
Ein merklicher Druckabfall vom ersten zum zweiten Verdampfer ist hier nicht erwünscht, deswegen sollte es zwischen beiden keine Engstellen in der Kältemittelleitung geben. Deswegen kann ein einteiliges Rohr sich vorteilhafterweise wenigstens von einem Auslass des ersten Verdampfers zu einem Einlass des zweiten Verdampfers erstrecken. Idealerweise bildet ein einziges einteiliges Rohr sowohl Kältemittelleitungen der beiden Verdampfer als auch eine Verbindung zwischen den Verdampfern.
Das Verhältnis zwischen den Strömungswiderständen der Kapillaren in den verschiedenen Ventilstellungen bestimmt, inwieweit sich die Massenströme in den verschiedenen Ventilstellungen unterscheiden. Damit eine je nach Ventilstellung deutlich unterschiedliche Versorgung des zweiten Verdampfers resultiert, sollte das Fassungsvermögen des ersten Verdampfers bemessen sein, um dem in einer ersten Ventilstellung bei kleinem Massenstrom auf der Niederdruckseite verfügbaren Kältemittel möglichst vollständig Platz zu bieten, während in einer zweiten Ventilstellung zusätzlich auch der zweite Verdampfer möglichst vollständig gefüllt werden sollte. Die erste und zweite Stellung können die zwei Stellungen des oben erwähnten Wegeventils sein. Bei Verwendung von zwei Absperrventilen ist in der ersten Stellung ein erstes der beiden Absperrventile offen und das zweite geschlossen. In der zweiten Stellung können beide Absperrventile offen sein, oder das zweite Absperrventil ist offen und das zweite geschlossen.
Die zweite dieser beiden Alternativen ist die bevorzugte, da dann die Ventilstellung, in der beide Absperrventile offen sind, zur Implementierung eines Schnellkühlmodus genutzt werden kann.
Je weniger sich die Massenströme in den zwei Ventilstellungen unterscheiden, umso größer sollte demnach das Fassungsvermögen des ersten Verdampfers im Verhältnis zum zweiten sein. Deswegen eignet sich der erfindungsgemäße Aufbau des Kältemittelkreislaufs besonders zur Realisierung von Kombinationskältegeräten mit großem erstem Kühlfach, insbesondere von Geräten, bei denen das Volumen des ersten Kühlfachs wenigstens die Hälfte des Volumens des zweiten Kühlfachs beträgt.
Die Strömungswiderstände der Kapillaren sollten auf die Volumina der Verdampfer abgestimmt sein, um je nach Ventilstellung wenigstens um 20%, vorzugsweise um wenigstens 50% unterschiedliche Füllungsgrade des zweiten Verdampfers zu realisieren. Je stärker sich die Füllungsgrade unterscheiden, umso breiter ist das Intervall der Umgebungstemperaturen, in dem die Soll-Betriebstemperaturen beider Lagerfächer aufrechterhalten werden können.
Um die zwei Kapillaren wieder zusammenzuführen, kann ein T-Stück stromaufwärts von einer gemeinsamen Einspritzstelle des ersten Verdampfers vorgesehen sein. An einem solchen T-Stück die Kapillaren zusammenzufügen, dabei aber eine Entspannung und die daraus resultierende Abkühlung des Kältemittels zu vermeiden, kann aufgrund der engen Querschnitte der am T-Stück zusammentreffenden Leitungen problematisch sein. Dieses Problem lässt sich vermeiden, indem die Kapillaren an einer gemeinsamen Einspritzstelle oder zwei örtlich getrennten Einspritzstellen in den ersten Verdampfer einmünden.
Alternativ kann ein T-Stück, an dem die beiden Kapillaren zusammentreffen, auch an der Innenseite einer die Lagerfächer umgebenden Isolationsmaterialschicht angeordnet sein; dann kann eine Entspannung des Kältemittels in einem die Kapillaren mit dem ersten Verdampfer verbindenden Rohr von größerem Querschnitt hingenommen werden.
Beide Kapillaren sollten mit einer vom zweiten Verdampfer zu einem Verdichter verlaufenden Saugleitung einen internen Wärmetauscher bilden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

1 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kältegeräts;
2 ein Blockdiagramm des Kältemittelkreislaufs des Kältegeräts aus 1;
3 ein Flussdiagramm eines von einer Steuereinheit des Kältegeräts ausgeführten Arbeitsverfahrens;
4 ein Detail des Kältegeräts gemäß einer ersten Ausgestaltung;
5 ein Detail gemäß einer zweiten Ausgestaltung; und
6 ein alternatives Blockdiagramm des Kältemittelkreislaufs.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kombinationskältegerät in einem schematischen Schnitt. In einem wärmedämmenden Gehäuse 1 sind zwei Lagerfächer 2, 3 ausgespart, typischerweise ein Normalkühlfach und ein Gefrierfach. Das obere Lagerfach 2 ist durch eine Tür 4 verschlossen. Das untere Lagerfach 3 kann ebenfalls eine Tür aufweisen oder wie in der 1 dargestellt als Auszugkasten mit an einem Rahmen des Korpus 1 anschlagender wärmedämmender Frontplatte 5 ausgebildet sein.
Jedes Lagerfach 2, 3 ist durch einen eigenen Verdampfer 6 bzw. 7 gekühlt. 1 zeigt exemplarisch einen Coldwall-Verdampfer 6 am oberen Lagerfach 2, der in üblicher Weise zwischen einen das Lagerfach 2 begrenzenden Innenbehälter 32 und eine den Innenbehälter 32 umgebende Isolationsmaterialschicht 33 eingefügt ist, und einen No-Frost-Verdampfer 7, der vom unteren Lagerfach 3 durch eine Trennwand 8 abgesetzt ist und durch den ein Ventilator 9 Luft aus dem Lagerfach 3 hindurchpumpt. Für beide Fächer 2, 3 kommen auch andere Typen von Verdampfern in Betracht.
Ein Verdichter 10 ist in einer Maschinenraumnische 11 am Fuß der Rückseite des Korpus 1 untergebracht. Eine elektronische Steuereinheit 12 steuert den Verdichter 10 in an sich bekannter Weise anhand der von Temperatursensoren 13, 14 in den Lagerfächern 2, 3 gemessenen Temperaturen, d.h. sie startet eine Betriebsphase des Verdichters 10, wenn die Temperatur in einem der Lagerfächer 2, 3 eine diesem Lagerfach zugeordnete Einschalttemperatur überschritten hat, und endet, sofern nicht zwischenzeitlich auch die Einschalttemperatur im anderen Lagerfach überschritten ist, mit Erreichen einer Ausschalttemperatur im erstgenannten Lagerfach. Ein Verflüssiger 15 kann wie gezeigt an der Rückseite über der Maschinenraumnische 11 oder, vorzugsweise zwangsdurchlüftet, in der Maschinenraumnische 11 untergebracht sein.
2 veranschaulicht den Aufbau eines Kältemittelkreislaufs, in dem der Verdichter 10, der Verflüssiger 15 und die Verdampfer 6, 7 miteinander verbunden sind. Von einem Druckanschluss 16 des Verdichters 9 aus erstreckt sich ein Kältemittelrohr 17 zunächst über den Verflüssiger 15 bis zu einem von der Steuereinheit 12 gesteuerten Wegeventil 18. Von dem Wegeventil 18 gehen zwei Leitungszweige 19, 20 aus, von denen der eine 19 eine Kapillare 21 und der andere 20 eine Kapillare 22 enthält. Die Kapillaren 21, 22 haben unterschiedliche Strömungswiderstände. Vorzugsweise haben beide den gleichen Rohrquerschnitt und unterscheiden sich in ihrer Länge.
Die stromabwärtigen Enden der Kapillaren 21, 22 treffen an einem T-Stück 23 wieder zusammen. Auf das T-Stück 23 folgt zunächst der Verdampfer 7 des unteren Fachs 3, dann ein Verbindungsrohr 24 und schließlich der Verdampfer 6 des oberen Fachs 2. Das Verbindungsrohr 24 erstreckt sich einteilig und mit gleichbleibendem Querschnitt wenigstens von einem Auslass des Verdampfers 7 zu einem Einlass des Verdampfers 6; es kann auch einteilig mit einem Kältemittelrohr des einen oder anderen der Verdampfer zusammenhängen. Insbesondere wenn beide Verdampfer als Tube-on-Sheet-Verdampfer ausgeführt sind, kann ein einziges einteilig durchgehendes Rohr die Kältemittelrohre beider Verdampfer und das Verbindungsrohr 24 bilden.
Ein Saugrohr 25 verläuft von dem Verdampfer 6 zu einem Sauganschluss 26 des Verdichters 9. Auf einem Abschnitt des Saugrohrs 25 verlaufen beide Kapillaren 21, 22 in engem thermischem Kontakt mit dem Saugrohr 25, insbesondere innerhalb des Saugrohrs 25 oder auf dessen Oberfläche, um einen internen Wärmetauscher 27 zu bilden, in dem verdichtetes Kältemittel, das sich in einer der Kapillaren 21, 22 auf dem Weg zum Verdampfer 7 befindet, durch Kältemitteldampf vorgekühlt wird, der in der Saugleitung vom Verdampfer 6 zum Verdichter 10 strömt.
Die Kapillare 21 hat einen geringeren Strömungswiderstand als die Kapillare 22. Dieser Strömungswiderstand ist so bemessen, dass in einer Betriebsphase des Verdichters 10, in der der Weg über die Kapillare 21 durch das Wegeventil 14 freigegeben ist, flüssiges Kältemittel zunächst den tiefergelegenen Verdampfer 7 und anschließend auch den größten Teil des höhergelegenen Verdampfer 6 füllt. So werden beide Lagerfächer 2, 3 gekühlt. Die Abmessungen der Verdampfer 6, 7 sind so gewählt, dass bei den Umgebungstemperaturen, für die das Kältegerät ausgelegt ist, die Temperatur im Lagerfach 2 schneller abnimmt als im Lagerfach 3.
Wenn der Weg über die Kapillare 22 durch das Wegeventil 14 freigegeben ist, ist die Menge an Kältemittel, die sich vor der Kapillare im Verflüssiger 15 staut, größer als wenn die Kapillare 21 offen ist. Die Menge an Kältemittel im Niederdruckteil des Kältemittelkreislaufs, stromabwärts von den Kapillaren 21, 22 genügt nun allenfalls, um den Verdampfer 7 mit flüssigem Kältemittel zu füllen; im Verdampfer 6 kommt im Wesentlichen nur noch Kältemitteldampf an. Während somit das Lagerfach 3 wirksam abgekühlt wird, genügt die auf das Lagerfach 2 entfallende Kühlleistung allenfalls für eine langsamere Temperaturabnahme als im Lagerfach 3 oder ist gar unzureichend, um den Zufluss von Wärme aus der Umgebung in das Lagerfach 2 auszugleichen.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Arbeitsverfahrens der Steuereinheit 12. In Schritt S1 wird geprüft, ob Kältebedarf im Lagerfach 2 besteht, d.h. ob die vom Temperatursensor 13 gemessene Temperatur T2 des Lagerfachs 2 über einer für dieses Lagerfach 2 festgelegten Einschaltschwelle T2_ein liegt. Wenn ja, steuert die Steuereinheit 12 das Wegeventil 18 an, um dem Kältemittel den Weg über die Kapillare 21 freizumachen (S2) und schaltet den Verdichter 10 ein (S3). Dadurch füllt sich zunächst der Verdampfer 7 und anschließend der Verdampfer 6 mit flüssigem Kältemittel, und beide Lagerfächer 2, 3 werden gekühlt. (Wenn der Verdampfer 7 wie in 1 gezeigt ein No-Frost-Verdampfer mit zugeordnetem Ventilator 9 ist, kann in diesem Fall der Ventilator 9 ausgeschaltet bleiben, um die Verdampfung im Verdampfer 7 gering zu halten und schneller flüssiges Kältemittel auch im Verdampfer 6 zur Verfügung zu haben.) Dieser Zustand bleibt bestehen, bis in Schritt S4 festgestellt wird, dass das Lagerfach 2 auf eine Ausschaltschwelle T2_aus abgekühlt ist. Ist dies der Fall, und es besteht kein Kältebedarf im Lagerfach 3 (S5), dann wird der Verdichter wieder ausgeschaltet (S6), und das Verfahren wird nach einer Wartezeit wiederholt.
Wenn in Schritt S1 kein Kältebedarf im Lagerfach 2 bestand, wird in Schritt S7 auf Kältebedarf im Lagerfach 3 geprüft. Wenn auch da keiner besteht, wird das Verfahren nach einer Wartezeit wiederholt. Wenn Kältebedarf besteht, wird der Weg über die Kapillare 22 freigeschaltet und der Verdichter 10 in Gang gesetzt (S8, S9), und das Verfahren erreicht Schritt S11.
Falls Kältebedarf im Lagerfach 3 in Schritt S5 erkannt wird, dann wird bei laufendem Verdichter 10 das Wegeventil 14 umgeschaltet (S10). Auch in diesem Fall erreicht das Verfahren Schritt S11. In diesem Schritt wird zunächst noch einmal auf das Vorliegen von Kältebedarf im Fach 2 geprüft; dieser besteht nicht, wenn er unmittelbar zuvor in Schritt S4 gedeckt worden ist; das Verfahren erreicht daher den Schritt S12, in dem geprüft wird, ob die Temperatur T3 im Lagerfach 3 auf die Ausschaltschwelle T3_aus gesunken ist. Wenn nicht, kehrt das Verfahren zu Schritt S11 zurück. Wenn dort festgestellt wird, dass das Lagerfach 2 wieder Kältebedarf hat, wird bei laufendem Verdichter auf die Kapillare 21 umgeschaltet (S13). Andernfalls werden die Schritte S11, S12 solange wiederholt, bis das Lagerfach 3 auf die Ausschaltschwelle T3_aus abgekühlt ist, der Verdichter wird wieder ausgeschaltet (S14), und das Verfahren wird nach einer Wartezeit wiederholt.
4 zeigt eine Ausgestaltung des T-Stücks 23. Das T-Stück 23 ist geformt aus einem kurzen Rohrstück mit zwei Abschnitten 28, 29 von unterschiedlichem Durchmesser auf verschiedenen Seiten einer Taille 30. In den engeren der beiden Abschnitte 28 ist ein Ende eines Kältemittelrohrs 31 des Verdampfers 7 mit enger Toleranz eingesteckt und verlötet. Die Enden der Kapillaren 21, 22 sind in den weiteren Abschnitt 29 mit großem Spiel eingeführt, dann ist der Abschnitt 29 um die Kapillaren 21, 22 herum flachgedrückt, so dass sich Wandbereiche des Abschnitts 29 zwischen den Kapillaren 21, 22 berühren, und die Fugen zwischen den Wandbereichen und den Kapillaren 21, 22 sind durch Lot dicht verschlossen. Da das Kältemittel nach Durchgang durch die Kapillare 21 oder 22 expandiert ist, ist das T-Stück 23 kalt und ist daher an der Innenseite der Isolationsmaterialschicht 33, im Falle des innerhalb des Innenbehälters 32 angeordneten Verdampfer 7 auch innerhalb des Innenbehälters 32, platziert.
Alternativ kann das Ende des Kältemittelrohrs 31 selbst aufgeweitet sein, um den die Enden der Kapillaren 21, 22 aufnehmenden Abschnitt 29 zu bilden.
5 zeigt eine Ecke des stromaufwärtigen Verdampfers 7, ausgebildet als Rollbond-Verdampfer. Die Kapillaren 21, 22 sind innerhalb eines von dem Verdampfer 7 ausgehenden stromaufwärtigen Abschnitt des Saugrohrs 25 geführt, um internen Wärmetauscher 27 zu bilden. Eine auf dem Verdampfer 7 geformte Kältemittelleitung 34 beginnt an einer Einspritzstelle 35 und endet an einem Auslass 36, in den ein stromaufwärtiges Ende des Saugrohrs 25 eingeschoben ist. Zwischen der Einspritzstelle 35 und dem Auslass 36 sind die Platinen des Verdampfers dicht an die Kapillaren 21, 22 angeformt. Die Einspritzstelle 35 bildet hier gleichzeitig das T-Stück, an dem die stromabwärtigen Enden der beiden parallelen Zweige 19, 20 des Kältemittelkreislaufs wieder zusammentreffen.
Der Kältemittelkreislauf der 6 unterscheidet sich von demjenigen der 2 dadurch, dass das Wegeventil 18 ersetzt ist durch eine Verzweigung 37 und an jedem der von der Verzweigung 37 ausgehenden Leitungszweige 19, 20 angeordnete Absperrventile 38, 39. Wenn beide Absperrventile 38, 39 geschlossen sind und der Verdichter 10 steht, verhindern die Absperrventile 38, 39 und der Verdichter 10 einen Druckausgleich zwischen den Verdampfern 6, 7 einerseits und dem Verflüssiger 11 andererseits. Wie im Falle der 2 genügt, wenn nur das Absperrventil 39 offen ist, der Durchsatz der Kapillare 22, um den Verdampfer 7 mit flüssigem Kältemittel zu versorgen, nicht aber den Verdampfer 6, wohingegen bei offenem Absperrventil 38 die Kapillare 21 genügend Kältemittel durchlässt, um auch den Verdampfer 6 größtenteils mit flüssigem Kältemittel zu versorgen. Wären beide Absperrventile 38, 39 offen, so würden die parallelen Kapillaren 21, 22 mehr flüssiges Kältemittel durchlassen, als die Verdampfer 6, 7 unter normalen Betriebsbedingungen zu verdampfen in der Lage sind. Ein Betriebsmodus, in dem beide Absperrventile 38, 39 offen sind, kann von der Steuereinheit 12 gewählt werden, wenn nach einer Unterbrechung der Netzspannungsversorgung, typischerweise bei erstmaliger Inbetriebnahme des Kältegeräts beim Benutzer, beide Temperatursensoren 13, 14 Temperaturen nahe der Umgebungstemperatur anzeigen, oder wenn der Benutzer, typischerweise nachdem er eine größere Menge warmes Gut in eines der Lagerfächer 2, 3 geladen hat, dies durch Betätigen einer entsprechenden Taste verlangt.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Lagerfach
3: Lagerfach
4: Tür
5: Frontplatte
6: Verdampfer
7: Verdampfer
8: Trennwand
9: Ventilator
10: Verdichter
11: Maschinenraumnische
12: Steuereinheit
13: Temperatursensor
14: Temperatursensor
15: Verflüssiger
16: Druckanschluss
17: Kältemittelrohr
18: Wegeventil
19: Leitungszweig
20: Leitungszweig
21: Kapillare
22: Kapillare
23: T-Stück
24: Verbindungsrohr
25: Saugrohr
26: Sauganschluss
27: Wärmetauscher
28: Abschnitt
29: Abschnitt
30: Taille
31: Kältemittelrohr
32: Innenbehälter
33: Isolationsmaterialschicht
34: Kältemittelleitung
35: Einspritzstelle
36: Auslass
37: Verzweigung
38: Absperrventil
39: Absperrventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015211963 A1 [0004, 0008]

Claims

Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem ersten und einem zweiten Lagerfach (3, 2), von denen wenigstens das zweite (2) einen Temperatursensor (13) zum Erfassen von Kältebedarf aufweist, und einem Kältemittelkreislauf, in dem eine Anordnung aus einer ersten und einer zweiten Kapillare (21, 22), ein stromaufwärtiger Verdampfer (7) zum Kühlen des ersten Lagerfachs (3) und ein stromabwärtiger Verdampfer (6) zum Kühlen des zweiten Lagerfachs (2) in Reihe verbunden sind, und mit einem Ventil (18), mit dem der Fluss von Kältemittel über wenigstens eine der Kapillaren (21, 22) absperrbar ist, und einer Steuereinheit (12), dadurch gekennzeichnet, dass auch das erste Lagerfach (3) einen Temperatursensor (14) zum Erfassen von Kältebedarf aufweist und die Steuereinheit (12) eingerichtet ist, die Stellung des Ventils (18) je nach dem Lagerfach (2, 3) zu wählen, in dem Kältebedarf erfasst wird.
Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Kapillaren (21, 22) eine Parallelanordnung ist.
Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (18) ein Wegeventil ist, das in einer ersten Stellung die erste Kapillare (21) und in einer zweiten Stellung die zweite Kapillare (22) absperrt.
Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil wenigstens ein erstes Absperrventil umfasst, das mit der ersten Kapillare in einer Reihenanordnung verbunden ist, und dass die Reihenanordnung parallel zur zweiten Kapillare angeschlossen ist.
Kältegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein zweites Absperrventil umfasst, das mit der zweiten Kapillare in einer Reihenanordnung verbunden ist.
Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schnellkühlmodus beide Absperrventile offen sind.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebstemperatur (T2) des zweiten Lagerfachs (2) höher ist als die Betriebstemperatur (T3) des ersten Lagerfachs (3).
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einteiliges Rohr (24) sich von einem Auslass des stromaufwärtigen Verdampfers (7) zu einem Einlass des stromabwärtigen Verdampfers 6) erstreckt.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des ersten Kühlfachs (3) wenigstens die Hälfte des Volumens des zweiten Kühlfachs (2) beträgt.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungswiderstände der Kapillaren (21, 22) gewählt sind, um je nach Stellung des Ventils (18) wenigstens um 20%, vorzugsweise um wenigstens 50% unterschiedliche Füllungsgrade des zweiten Verdampfers (6) zu realisieren.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verdampfer (7) wenigstens eine Einspritzstelle (35) aufweist, an der die Kapillaren (21, 22) einmünden.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein T-Stück (23), an dem die stromabwärtigen Enden der Kapillaren (21, 22) zusammentreffen, an der Innenseite einer die Lagerfächer (2, 3) umgebenden Isolationsmaterialschicht (33) angeordnet ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillaren (21, 22) mit einem vom zweiten Verdampfer (6) zu einem Verdichter (10) verlaufenden Saugrohr (25) einen internen Wärmetauscher (27) bilden.
Verfahren zum Betreiben eines Kältegeräts mit einem ersten und einem zweiten Lagerfach (3, 2) und einem Kältemittelkreislauf, in dem in dem eine Anordnung aus einer ersten und einer zweiten Kapillare (21, 22), mit der ein hoher und ein niedriger Strömungswiderstand realisierbar sind, ein stromaufwärtiger Verdampfer (7) zum Kühlen des ersten Lagerfachs (3) und ein stromabwärtiger Verdampfer (6) zum Kühlen des zweiten Lagerfachs (2) in Reihe verbunden sind, mit den Schritten: a) Erfassen (S1, S2, S5, S12), ob in einem der Lagerfächer (2, 3) Kältebedarf besteht, b) wenn das kältebedürftige Lagerfach das erste Lagerfach (3) ist, Umwälzen (S8, S9) von Kältemittel bei hohem Strömungswiderstand der Anordnung; und c) wenn das kältebedürftige Lagerfach das zweite Lagerfach (2) ist, Umwälzen (S2, S3) von Kältemittel bei niedrigem Strömungswiderstand der Anordnung.