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Kühl- oder Gefrieranlage mit mindestens zwei voneinander getrennten
Kammern Die Erfindung betrifft eine Kühl- oder Gefrieranlage mit mindestens zwei
voneinander getrennten Kammern, in deren jeder für sich je eine Temperatur mittels
einer gemeinsamen, mit einem Kältekompressor verbundenen Kühlschlange eingehalten
werden kann.
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Es ist bekannt, die Betriebstemperatur zwischen den beiden Kammern
durch eine Einstellung des Kältemittelstromes mittels eines Ventilsystems zu ändern.
Ebenfalls ist es bekannt, die Temperatur durch eine Veränderung des Druckgefälles
im Kältemittelstromkrei.s mittels einer versetzbaren Trennwand dergestalt zu ändern,
daß das Mittel je nach der Anbringung der Trennwand durch eine Reduktionsdüse gezwungen
wird.
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Zweck oder Erfindung ist es, eine Anlage mit einem Kälteaggregat zu
schaffen, durch das die Betriebstemperatur zwischen den Kammern ohne Verwendung
von Ventilen oder versetzbaren Sperrwänden, die das Aggregat kompliziert und die
Bedienung beschwerlich werden lassen und die zu Betriebsstörungen Anlaß geben können,
veränderbar ist.
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Dieser Zweck wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kühlschlange,
die vom Kältekompressor durch die erste Kammer, die zweite Kammer und zurück zum
Kompressor verläuft, an einer Stelle vor der zweiten Kammer mit einem Aufbewahrungstank
für flüssiges Kältemittel solcher Größe verbunden ist, daß der Tank im wesentlichen
denjenigen Teil des Kältemittels aufzunehmen vermag, der beim Durchgang durch den
Kühlschlangenabschnitt in der ersten Kammer nicht verdampft ist, wobei Mittel vorgesehen
sind, um den Tank auf dem Siedepunkt des Kältemittels bei dem betreffenden Druck
zu halten, und Mittel, den Tank zu erwärmen.
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Das Prinzip der Erfindung liegt mit anderen Worten also darin, daß
dem Kältem.ittelkreislauf eine Kälteflüssigkeitsmenge entzogen werden kann, die
sonst den Kälteschlangenabschnitt für die andere Kammer durchströmen würde, so daß
keine oder nur mehr eine geringere Menge flüssigen Mittels zur Verdampfung im Schlangenabschnitt
in und damit zur Kühlung dieser Kammer zur Verfügung steht. Folglich kann die Temperatur
in -dieser Kammer nicht mehr soviel gesenkt werden, als wenn alle Kühlflüssigkeit
zu Verdampfungszwecken umlaufen würde.
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Wird der Aufbewahrungstank auf der Verdampfungstemperatur des Kältemittels,
@d. h. einer niedrigen Temperatur, gehalten, wird flüssiges Kältemittel auf seinem
Weg zur anderen Kammer in diesen Tank hineinlaufen und ihn füllen und kann,die Temperatur
der anderen Kammer verhältnismäßig hoch sein.
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Soll diese Temperatur gesenkt werden, dann wird der Aufbewahrungstank
erwärmt, wodurch sein Kältemittelinhalt aus dem Tank ausgetrieben und in die Kälteschlange
eingeführt wird, so daß nunmehr auch Kältemittel zur Verdampfung im Kälteschlangenabschnitt
der anderen Kammer zur Verfügung steht, wodurch die Temperatur dieser Kammer gesenkt
wird.
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Es ist zwar an sich bekannt, dem Kältemittelkreislauf Kältemittel
zu entziehen und in einem Tank aufzubewahren, um es aus diesem willkürlich wieder
abzugeben, um dadurch die Kältem,ittelzufuhr zu zwei verschiedenen Verdampfern im
Verhältnis zueinander zu ändern. Die Dosierung der gewünschten Menge zirkulierenden
Kältemittels erfolgt bei der bekannten Anlage indessen durch Regulierung der Abgabe
von Kältemittel aus dem Aufbewahrungstank mittels eines Ventils, wodurch die Anlage
die eingangs erwähnten Mängel aufweist, während die entsprechende Regulierung in
der erfindungsgemäßen Anlage ohne Verwendung von Ventilen erfolgt.
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Ebenfalls ist es an sich bekannt, eine Heizung zur Steuerung der Zufuhr
flüssigen Kältemittels zu zwei Verdampfern zu verwenden, indem die Heizung zur Bedienung
eines in den Kältemittelkreislauf eingebauten Flüssigkeitsgesperres in Gestalt zweier
kommunizierender Kältemittelsäulen, von denen die eine durch die Heizung erwärmt
werden kann, dient. Bei Erwärmung dieser Säule steigt dieselbe durch Gasentwicklung
infolge Verdampfung, wodurch die andere Säule fällt. Das Flüss.igkeitsgesperre ist
durch mit den Säulen verbundene Kapillarrohre in den Kältemittelkreislauf
eingefügt,
und die Abgabe von Kältemittel durch diese Rohre richtet sich nach der Höhe des
Kältemittelstandes in der betreffenden Säule. Die Verwendung solcher Gesperre kann
indessen zu instabilen Arbeitszuständen führen, wie auch die erforderliche Zupassung
der Kapillarrohre Schwierigkeiten machen kann.
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Demgegenüber ist die Heizung bei der erfindungsgemäßen Anlage dem
Aufbewahrungstank zugeordnet, wodurch einerseits die Notwendigkeit der Anbringung
von Regulierventilen entfällt, indem die Austreibung von Kältemittel durch Aufheizung
erfolgt, während andererseits sich die Verwendung von Kapillarrohren erübrigt.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Anlage dadurch
erfahren, daß der Aufbewahrungstank eine geschlossene Kammer bildet, die mittels
eines von der Kühlschlange abgezweigten Rohres an das Ende des Kühlschlangenabschnittes
der ersten Kammer angeschlossen, in bzw. wärmeleitend mit dieser Kammer angeordnet
und mit einem regelbaren Heizelement versehen ist. Dadurch kann der Aufbewahrungstank
auf einfache Weise auf niedrige Temperatur gehalten und die Wirkungsweise des Kältesystems
leicht durch Einschaltung oder Abschaltung des Wärmeelementes reguliert werden.
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Die Erfindung ist sowohl für die Herstellung von Kühlmöbeln mit zwei
verschiedenen Kammern, deren Temperaturen unabhängig voneinander reguliert werden
sollen, wie zur Herstellung von Gefriermöbeln mit zwei Kammern anwendbar. Besonders
zweckmäßig hat sich indessen die Anwendung der Erfindung zur Herstellung kombinierter
Gefrier- und Kühlmöbel gezeigt.
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Gefriermöbel, z. B. Gefriertruhen, die unter anderem zum Gefrieren
von Lebensmitteln, z. B. von Schlachttierfleisch, benutzt werden, werden nicht nur
in industriellen Unternehmen, sondern ebenfalls in Haushaltungen, insbesondere Landhaushalten,
verwendet. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere in Haushaltungen neben einer Gefriertruhe,
die in der Regel mit einer Gefriertemperatur z. B. von -20° C arbeitet, oftmals
Bedarf nach einem Kühlraum zur Aufbewahrung frischer, nicht gefrorener Waren, z.
B. bei einer Temperatur von -I-4° C, d. h. bei Kühlschranktemperatur, besteht.
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Da Gefriertruhen und Kühlschränke verhältnismäßig teure Apparate sind,
kann oftmals der Fall eintreten, daß ein Käufer aus finanziellen Gründen zwischen
der Anschaffung einer Gefriertruhe bzw. eines Kühlschrankes wählen, mit anderen
Worten, auf den einen Apparat zugunsten des anderen Apparates verzichten muß. Da
beide Apparate jeder für sich seinem besonderen Zweck dienen und der eine Apparat
den anderen nicht ersetzen kann, kann die Wahl oft schwerfallen. Weiterhin können
Perioden vorkommen, in denen ein besonders großer Gefrierraum gebracht wird, z.
B. unmittelbar nach dem Schlachten. Die Möglichkeit, ein Möbel mit zwei Kammern
derart einstellen zu können, daß beide Kammern als Gefrierkammern benutzt werden
können, hat deshalb großen praktischen Wert. Durch Anwendung der Erfindung wird
es auf einfache Weise ermöglicht, entweder beide Kammern auf Gefriertemperatur zu
halten oder auch die Temperatur der einen Kammer auf Kühltemperatur heraufzusetzen,
so daß der Verbraucher wahlweise entweder über eine ausgesprochene Gefriertruhe
oder über eine Gefriertruhe kombiniert mit einer Kühlkammer verfügt, wobei der Übergang
von einem zum anderen Betriebszustand einfach durch ein Zurückhalten bzw. eine Freigabe
der Kältemittelzufuhr zur anderen Kammer erfolgt.
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Kombinierte Gefrier- und Kühlmöbel, die erfindungsgemäß arbeiten,
sind solchen bekannten Kombinationsmöbeln überlegen, die ebenfalls eine Gefrierkammer
und einen eingebauten Kühlraum besitzen, bei denen indessen der Kühlraum nicht mehr
ein integrierender Teil der Gefrierabteilung ist insoweit, als nicht auch die Temperatur
indem Kühlraum auf Gefriertemperatur gesenkt werden kann und der Kühlraum ebenfalls
als weitere Gefrierkammer dienen könnte. Schafft sich der Inhaber einer solchen
bekannten Gefriertruhe z. B. aus Kapazitätsrücksichten späterhin ebenfalls einen
Kühlschrank an, dann wird der Kühlraum in der Gefriertruhe in der Regel nicht mehr
benutzt und steht leer. Bei Ausgestaltung des Kombinationsmöbels in Übereinstimmung
mit der Erfindung kann dessen Kühlkammer nach Anschaffung eines Kühlschrankes indessen
als Gefrierkammer weiterbenutzt werden.
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Das Wärmeelement des Aufbewahrungstanks besteht in der Regel aus einem
elektrischen Wärmeelement. Es hat sich gezeigt, daß der Stromverbrauch eines solchen
Elementes in der Regel so niedrig gehalten werden kann, daß er die Wirtschaftlichkeit
des Apparates nicht nennenswert beeinflußt.
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Die Erfindung soll im folgenden in Verbindung mit einem Kombinationsgefrier-und
Kühlmöbel unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben werden, wobei die Zeichnung
schematisch einen Längsschnitt durch das Möbel sowie zugehörige Teile seiner elektrischen
Installation zeigt.
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Das gezeigte Möbel hat zwei Kammern 1 und 2, die in einem gemeinsamen,
isolierten Gehäuse 3 untergebracht sind. Die Kammern sind durch eine `Fand 4 voneinander
getrennt und gegeneinander wärmeisoliert.
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Von einem elektrischen Kompressionskälteaggregat 5, das ebenfalls
im Gehäuse 3 angebracht ist, ist eine Kühlschlange entweder durch die Kammer 1 frei
hindurch oder mit dieser indirekt wärmeleitend verbunden zur Kammer 2 und zurück
zum Aggregat 5 geführt. Der der Kammer 1 zugehörige Schlangena:bschnitt ist mit
6a, der der Kammer 2 zugehörige Schlangenabschnitt mit 6 b bezeichnet. Der Strömungsverlauf
des Kältemittels durch die Schlange erfolgt in Pfeilrichtung 7.
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In Strömungsrichtung gesehen ist vor der Wand 4 in der Kammer l ein
Aufbewahrungstank 8 angebracht, der eine geschlossene Kammer bildet und dessen Rauminhalt
so bemessen ist, daß der Tank im wesentlichen diejenige Menge flüssigen Kältemittels
aufnehmen kann, die der Schlangenabschnitt 6 b enthält, wenn die Kammer 2 als Gefrierkammer
betrieben wird.
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In unmittelbarer Nähe des Tanks 8 oder mit diesem baulich vereinigt
ist ein einstellbarer elektrischer Heizkörper 9 angebracht, An den Seiten der Kammer
2 oder in wärmeleitender Verbindung mit dem Schlangenabschnitt 6 b ist ein elektrischer
Heizkörper 10 angebracht. Beide Heizkörper sind mit einem gemeinsamen Schalter
11, der einer elektrischen Stromquelle .angeschlossen ist, verbunden. Je
nach der Stellung des Schalters wird entweder dem Körper 9 oder dem Körper 10 Strom
zugeführt.
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In die Stromzufuhr zum Heizkörper 10 ist zwischen diesem Körper und
dem Schalter 11 ein Thermostat 12 eingeschaltet, dessen Fühler 13 in die Kammer
2 hineinragt.
Das Kompressionskälteaggregat ist durch einen Thermostat
14 steuerbar, dessen Fühler 15 in die Kammer 1 hineinragt.
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Die Anlage arbeitet folgendermaßen: Wenn in beiden Kammern gleichartige
Temperatur, z. B. Gefriertemperatur von -20° C, herrschen soll, muß die gesamte
Kälteschlange 6a, 6b auf normale Weise mit flüssigem Kältemittel gefüllt sein, so
daß die Temperatur in beiden Kammern 1 und 2 durch Verdampfung flüssigen Mittels
auf Gefriertiefe gehalten werden kann. Wird ein Teil dieses Mittels entfernt, stehen
keine oder sind nicht mehr in ausreichendem Maße Kältemittelmengen zur Verdampfung
in demjenigen Teil der gesamten Kälteschlange zur Verfügung, der der Ansaugseite
des Kältekompressionsaggregates am nächsten liegt, d. h. zur Abkühlung der Kammer
2.
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Soll in beiden Kammern eine Gefriertemperatur aufrechterhalten werden,
wird der Schalter 11 deshalb so eingestellt, daß dem Heizkörper 9 Strom zugeführt
wird, so daß der Aufbewahrungstank 8 erwärmt wird, während die Stromzufuhr zum Heizelement
10 der Kammer 2 unterbrochen wird. Im Aufbewahrungstank 8 vorhandene oder in diesen
Tank eingezogene Kälteflüssigkeit wird von der Wärme des Körpers 9 verdampft, wodurch
ein Überdruck erzeugt wird, der nachfolgerndes flüssiges Mittel daran hindert, in
den Tank einzutreten, so daß vom Schlangenabschnitt 6a übrigbleibendes flüssiges
Kältemittel in den Schlangenabschnitt 6 b einströmt und in diesem Abschnitt verdampft
und dadurch die Kammer 2 auf Gefriertemperatur gehalten wird.
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Soll nun lediglich in der Kammer 1 eine Gefriertemperatur, z. B. von
-20° C, aufrechterhalten werden, während in der Kammer 2 Kühltemperatur, z. B. von
-f-4° C, herrschen soll, wird der Schalter 11 derart eingestellt, daß die Stromzufuhr
zum Heizkörper 9 des Aufbewahrungstanks 8 unterbrochen wird, während dem Heizkörper
10 der Kammer 2 Strom zugeführt wird. Der Aufbewahrungstank 8 wird kalt, da er von
der Kammer 1 gekühlt wird. Aus dem Schlangenabschnitt 6a übri.ggebliebenes flüssiges
Kältemittel fließt auf seinem Weg zur Kammer 2 in den Aufbewahrungstank 8 hinab
und verbleibt darin, so daß der Kälteschlangenabschnitt 6 b nicht mehr oder nur
in geringerem Maße mit flüssigem Kältemittel, das durch Verdampfung die Kammer abkühlen
kann, versorgt wirrt. Gleichzeitig ist der Heizkörper 10 vom Thermostaten 12 gesteuert
in Betrieb, bis die Temperatur in der Kammer 2 auf die gewünschte Höhe gestiegen
ist, z. B. auf -f-4° C.
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Soll die Kammer 2 wieder als Gefrierkammer verwendet werden, wird
der Aufbewahrungstank 8 durch den Heizkörper 9 erwärmt, wodurch der Tankinhalt dem
Zirkulationssystem zugeführt wird.
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Zum Zwecke der Erwärmung können anstatt Elektrizität auch andere Heizquellen
nutzbar gemacht werden, indem z. B. der warme Dampf von der Druckseite des Kompressionskälteaggregates
oder die warme Kühlflüssigkeit vom Kondensator der Kälteanlage verwendet wird.