DE2636055A1

DE2636055A1 - Kuehlmoebel mit faechern verschiedener temperatur, insbesonders zweitemperaturen- kuehlschrank

Info

Publication number: DE2636055A1
Application number: DE19762636055
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Lotz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-11
Filing date: 1976-08-11
Publication date: 1978-02-16
Also published as: ATA803576A; AT343704B

Description

BOSCH-SIEMENS HAUSGERXTE GMBH 7928 Giengen, den 9.8.1976

Stuttgart Robert-Bosch-Stritöe* 3 C Q C C

unser Zeichen: TZP 76/446 Wi/Sh

Kühlmöbel mit Fächern verschiedener Temperatur, insbesondere Zweitemperaturen-Kühlschrank

Die Erfindung betrifft ein Kühlmöbel mit Fächern verschiedener Temperatur, insbesondere einen Zweitemperaturen-Kühlschrank, mit einem einzigen Kompressor-Kühlaggregat, dessen mit einem Verflüssiger, einem Drosselorgan sowie Verbindungsleitungen ausgestatteter Kältekreislauf wenigstens zwei im Strömungsweg des Kältemittels hintereinandergeschaltete Verdampferabschnitte aufweist, von denen der erste einem kälteren Fach und der zweite einem wärmeren Fach zugeordnet ist, ferner mit den Kompressor in Abhängigkeit von der Temperatur in den einzelnen Fächern schaltenden Regelorganen, von welchen das dem wärmeren Fach zugeordnete gleichzeitig mit dem Kompressor-Stromkreis ein Heizelement für einen vor dem Drosselorgan an den Kältekreislauf angeschlossenen Sammler schaltet, aus dem bei eingeschalteter .Heizung flüssiges Kältemittel in den Kreislauf ausgetrieben wird, welches den zweiten Verdampferabschnitt füllt.

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Bei bekannten Kühlmöbeln der genannten Art ist es üblich, den Sammler ohne weiteren konstruktiven Aufwand einfach mit einem blinden Anschluß vor dem Drosselorgan an die vom Verflüssiger kommende Kältemittelleitung anzuschließen. Es hat sich hierbei jedoch gezeigt, daß sich der Sammler nach dem Anlauf des Kompressors bei abgeschalteter Heizung nicht oder nur unzureichend mit flüssigem Kältemittel füllt. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn der an sich richtig dimensionierte Verflüssiger im Verlauf seines Betriebes verschmutzt oder wenn durch Behinderung bzw. Unterbrechnung der Luftzirkulation kein einwandfreier Wärmeaustausch des Kondensators mit der Raumluft stattfindet. Faktisch hat dies die gleiche Wirkung, als ob der Verflüssiger zu klein dimensioniert wäre, so daß der Sammler in diesem Falle noch einen Teil des Verflüssigers bildet und sich nicht im Unterkühlungsbereich befindet.

Ein nur unzureichendes Füllen des Sammlers kann jedoch auch dann auftreten, wenn das als Drosselorgan dienende Kapillarrohr einen zu großen Durchlaßquerschnitt aufweist, so daß es am Eingang neben flüssigem Kältemittel auch noch dampfförmiges Kältemittel durchläßt. Ein Durchlassen von dampfförmigen Kältemittel ist jedoch wegen der bei Drosselrohren üblichen Fertigungstoleranzen ebenso wenig auszuschließen, wie das Verschmutzen des richtig dimensionierten Verflüssigers, so daß der bei bekannten Kühlmöbeln ohne besonders konstruktive Maßnahme an die Verbindungslextung zwischen Verflüssiger und Drosselorgan angeschlossene Sammler nur unter günstigen Voraussetzungen einwandfrei gefüllt wird.

Das nicht oder nur unzulängliche Füllen des Sammlers hat aber beim Betrieb derartiger Kühlmöbel den Nachteil, daß nach dem Anlauf des Kompressors die Kältemittelfüllung des Systems entweder vollständig oder wenigstens zum Teil auch bei nicht eingeschalteter Sammlerheizung im Kältekreislauf zirkuliert.

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Dies ist darüberhinaus immer dann der Fall, wenn sich die Kältemittelmenge des Kreislaufes nach vorübergehendem Stillstand des Kompressor-Kühlaggregates vollständig in dem Verdampferabschnitt des kälteren Faches befindet. Sofern kein By-pass eingebaut ist, wird daher beim Wiederanlauf des Kompressor-Kühlaggregates die ganze im System eingefüllte Kältemittelmenge voll durch den dem kälteren Fach nachgeschalteten zweiten Verdampferabschnitt des wärmeren Faches gesaugt.

Es kann dabei vorkommen, daß die gesamte Kältemittelmenge nach deren Verflüssigung ein- oder mehrmals wieder durch das Drosselorgan in den Verdampfer eintritt und der Sammler überhaupt nicht gefüllt wird. Sofern aber hierbei die Temperatur im wärmeren Fach bei Beginn einer nicht von dessen Regelorgan ausgelösten Kühlperiode schon an der unteren Grenze lag, kann es hierdurch in diesem Fach leicht zu Unterkühlung und Schädigung des dort eingelagerten Kühlgutes kommen.

Andererseits kann es bei den bekannten, ohne jede zusätzliche konstruktive Maßnahme vor dem Drosselorgan an die Kältemittelleitung angeschlossenen Sammler auch vorkommen, daß das in ihm gespeicherte flüssige Kältemittel im Falle eines vom Regler des wärmeren Fachs eingeleiteten Kühlzyklus, bei welchem gleichzeitig die Heizung des Sammlers eingeschaltet wird, zu langsam oder auch nur unvollständig aus dem Sammler ausgetrieben wird. Es besteht dadurch die Gefahr, daß die volle Kälteleistung des Kompressor-Kühlaggregats in dem wärmeren Fach zugeordneten zweiten Verdampferabschnitt nicht oder nur mit erheblicher Verzögerung erreicht wird.

Ein weiterer Nachteil besteht bei den bekannten Kühlmöbeln auch darin, daß die zum Austreiben des im Sammler gespeicherten Kältemittels benötigte Wärmeenergie infolge ungünstiger Verhältnisse, etwa bei ungünstiger Form des Sammlergefäßes oder ungünstig an-

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gebrachtem Heizelement, zu hoch ist, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Kompressor-Kühlaggregats ungünstig beeinflußt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bei den bekannten Kühlmöbeln mit der üblichen Anordnung des beheizbaren Sammlers auftretenden Nachteile zu vermeiden und eine Lösung anzugeben, mit welcher es möglich ist, den Sammler einerseits gleich beim Einschalten der Heizung rasch zu entleeren und andererseits gleich zu Beginn eines vom Regler des kälteren Fachs eingeleiteten Kühlzyklus den Sammler auf einfache Weise sicher mit flüssigem Kältemittel zu füllen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem heizbaren Sammler und seiner Anschlußstelle an den Kältekreislauf ein an die tiefste Stelle des Sammlers angeschlossenes Siphon eingeschaltet ist.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anschluß des Siphons an den Kältekreislauf als Falle ausgebildet ist, welche flüssiges Kältemittel aus dem Kältekreislauf in den Sammler ableitet;

Mit Hilfe des erfindungsgemäß über ein Siphon an den Kältekreislauf angeschlossenen heizbaren Sammler wird erreicht, daß sich dieser bei einem vom Regelorgan des kälteren Fachs eingeleiteten Kühlzyklus sofort mit flüssigem Kältemittel füllt, während das in ihm gespeicherte flüssige Kältemittel bei einem vom Regelorgan des wärmeren Fachs eingeleiteten Kühlzyklus durch Beheizen des Sammlers rasch ausgetrieben wird.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung vereinfacht dargestellten· Kompressor-Kühlaggregats und zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen eines über ein Siphon an die Verbindungsleitung zwischen

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Kondensator und Drosselorgan an dessen Kältekreislauf angeschlossenen heizbaren Sammlers erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema eines Kältekreislaufs in einem mit einem beheizbaren Sammler ausgestatteten Kompressor-Kühlaggregat für einen Zweitemperaturen-Kühlschrank,

Fig. 2 den über ein Siphon an den Kältekreislauf des Zweitemperaturen-Kühlschranks angeschlossenen heizbaren Sammler nach Fig. 1 in größerem Maßstab als in Fig. ,1, als erstes Ausführungsbeispiel und

Fig. 3 einen ebenfalls mit einem Siphon an den Kältekreislauf angeschlossenen heizbaren Sammler, als zweites Ausführungsbeispiel, wobei das Siphon zusätzlich als Falle für im Kältekreislauf strömendes Kältemittel ausgebildet ist.

Ein in der Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnetes Kompressor-Kühlaggregat für einen nicht dargestellten Zweitemperaturen-Kühlschrank weist im wesentlichen einen einzigen Kompressor 11, einen Verflüssiger 12, ein als Drosselkapillare ausgebildetes Drosselorgan 13 sowie zwei im Strömungsweg des Kältemittels hintereinandergeschaltete Verdampferabschnitte 14 und 15 auf. Von den beiden Verdampferabschnitten ist der erste, mit 14 bezeichnete, einem kälteren (Tiefkühlfach) und der zweite, mit 15 bezeichnete, einem wärmeren Fach (Normalkühlfach) zugeordnet. Die einzelnen Elemente des Kompressor-Kühlaggregats 10 sind in der aufgezählten Reihenfolge mit Verbindungsleitungen 16 derart hintereinandergeschaltet, daß sie einen geschlossenen Kreislauf bilden.

Zwischen dem Kondensator 12 und dem Drosselorgan 13 ist an den Kältekreislauf ein Sammler 17 über ein Siphon 18 blind angeschlossen. Der Sammler 17 ist beheizbar und zu diesem Zweck mit einem Heizelement 19 ausgestattet. Dieses Heizelement 19 ist in

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Abhängigkeit von einem nicht dargestellten Regelorgan gesteuert, welches dem vom zweiten Verdampferabschnitt 15 gekühlten wärmeren Fach zugeordnet ist und beim Überschreiten einer oberen Temperaturgrenze den Kompressor 11 zusammen mit dem Heizelement 19 einschaltet .

Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, ist beim ersten Ausführungsbeispiel das annähernd U-förmige Siphon 18 mit einem Steigrohr ausgestattet, dessen oberes Ende über einen abgewinkelten, annähernd waagerechten Abschnitt an die Verbindungsleitung 16 angeschlossen ist. Das untere Ende des Steigrohres ist dagegen nahezu waagerecht an die tiefste Stelle des heizbaren Sammlers 17 angeschlossen. Dieser untere waagerechte Anschluß bildet ein Pumpenrohr einer vom Heizelement 19 aktivierten Thermosiphonpumpe, mit welcher beim Einschalten der Heizung 19 entstehende Kältemittel-Dampfblasen flüssiges Kältemittel aus dem Sammler 17 durch das Steigrohr nach oben in die Verbindungsleitung 16 fördern. Das aus dem Siphon 18 austretende flüssige Kältemittel gelangt dann durch die Verbindungsleitung 16 zum Drosselorgan 13.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist der heizbare Sammler mit 17' bezeichnet. Auch dieser ist an eine Verbindungsleitung 16' mit einem Siphon 20 angeschlossen, welches an der tiefsten Stelle in den Sammler 17 ' einmündet . Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist hierbei die Verbindungsleitung 16' so geführt, daß sie mit dem als Steigrohr dienenden senkrechten Abschnitt des Siphons 20 eine Falle bildet, durch welche kondensiertes Kältemittel aufgrund von Schwerkrafttrennung aus der Verbindungsleitung 16' in den Sammler 17' geleitet wird.

Der Sammler 17' ist ebenso wie der Sammler 17 mit einem Heizelement 19 ausgestattet, welches in gut wärmeleitender Verbindung im unteren Bereich am Sammler 17' anliegt. Oben am

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Sammler 17' ist ein T-förmiges Anschlußstück 21 angeordnet, dessen Enden als Füll- bzw. Evakuierstutzen des Kältekreislaufes dienen können.

Wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Kompressor 11 und gleichzeitig auch das Heizelement 19 über das Regelorgan im wärmeren Fach eingeschaltet, so wird infolge des intensiven Wärmeüberganges vom Heizelement 19 zum Sammler an dieser Stelle im Sammler 17 gespeichertes flüssiges Kältemittel verdampft. Nach dem Prinzip der Thermosiphonpumpe fördern die dabei entstehenden Gasblasen flüssiges Kältemittel durch den als Steigrohr dienenden senkrechten Abschnitt des Siphons 18 nach oben und über den waagerechten Anschluß in die Verbindungsleitung 16. Auf diese Weise wird das in dem Sammler 17 gespeicherte flüssige Kältemittel rasch in den Kältekreislauf entleert.

Bei einem vom Regelorgan des kälteren Fachs eingeleiteten Kühlzyklus, während dem das Heizelement 19 abgeschaltet ist und der Sammler 17 kalt bleibt,tritt nur flüssiges Kältemittel in den Sammler 17 ein. Dies ist selbst dann der Fall, wenn im Verbindungsrohr 16 vorwiegend dampfförmiges Kältemittel strömt, da der durch das Siphon 18 in Richtung des Sammlers 17 strömende Kältemitteldampf im Siphon kondensiert. Auf diese Weise wird im Sammler 17 nur flüssiges Kältemittel gesammelt, selbst für den Fall, daß am Ausgang des Kondensators 12 infolge von durch Verschmutzung oder sonstiger Behinderung der Luftzirkulation verminderten Wärmeaustausche vorwiegend dampfförmiges Kältemittel im Verbindungsrohr 16 strömen sollte.

Bei dem dargestellten und beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 liegt die Besonderheit darin, daß das in der Verbindungsleitung 16' strömende Kältemittel aufgrund der auf es einwirkenden Schwerkraft getrennt wird, wobei das Kon-

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densat in das Siphon 20 und von dort in den Sammler 17' gelangt, während dampfförmiges Kältemittel durch den geneigten Abschnitt des Verbindungsrohres 16' abwärtsströmt. Auf diese Weise wird der Sammler 17 ' bei laufendem Kompressor und ausgeschaltetem Heizelement 19 solange mit flüssigem Kältemittel gefüllt, bis dessen Flüssigkeitsspiegel im Siphon 20 bis in der mit dem nach oben weisenden Pfeil markierten Höhe unterhalb der Abzweigung der schräg nach unten verlaufenden Verbindungsleitung 16' steht. Dies geschieht im Gegensatz zur im vorigen Abschnitt beschriebenen Arbeitsweise ohne Kondensation des Kältemitteldampfs, also auch ohne Erhöhung der Temperatur im Sammler - im Extremfall bis über die Kondensationstemperatur - so daß dieser Vorgang wesentlich schneller als der im vorigen Abschnitt beschriebene ablaufen kann.

Erst wenn der Sammler 17' bis zu der durch den oberen Pfeil markierten Höhe gefüllt ist, strömt das mit dem Kältemittelgas in der Verbindungsleitung 16' mitgeführte Kondensat weiter bis zu dem Drosselorgan 13.

Beim Einschalten des Heizelementes 19 durch das Regelorgan im wärmeren Fach bildet sich in dem Sammler 17' ein Gaspolster, welches sich mindestens bis zur Spitze des unteren Pfeiles ausdehnt und dabei das in dem Sammler 17' gespeicherte flüssige Kältemittel über das Siphon 20 in die Verbindungsleitung 16' drückt, unterstützt durch die bereits beschriebene Gasblasenförderung im Steigrohr des Siphons 20.

2 Ansprüche

3 Figuren

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Ip

Leerseite

Claims

TZP 76/446 Ansprüche

1.) Kühlmöbel mit Fächern verschiedener Temperatur, insbesondere Zweitemperaturen-Kühlschrank, mit einem einzigen Kompressor-Kühlaggregat, dessen mit einem Verflüssiger, einem Drosselorgan sowie Verbindungsleitungen ausgestatteter Kältekreislauf wenigstens zwei im Strömungsweg seines Kältemittels hxntereinandergeschaltete Verdampferabschnitte aufweist, von denen der erste einem kälteren Fach und der zweite einem .wärmeren Fach züge- > ordnet ist, ferner mit den Kompressor in Abhängigkeit von der Temperatur in den einzelnen Fächern schaltenden Regelorganen, von welchen das dem wärmeren Fach zugeordnete gleichzeitig mit dem Kompressor-Stromkreis ein Heizelement für einen vor dem Drosselorgan an den Kältekreislauf angeschlossenen Sammler schaltet, aus welchem bei eingeschalteter Heizung flüssiges Kältemittel in den Kältekreislauf ausgetrieben wird, welches den zweiten Verdampferabschnitt füllt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem heizbaren Sammler (17, 17■') und seiner Anschlußstelle an den Kältekreislauf ein an die tiefste Stelle des Sammlers angeschlossenes Siphon (18, 20) eingeschaltet ist.

2. Kühlmöbel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Siphons an den Kältekreislauf als Falle ausgebildet ist, welche kondefisiertes Kältemittel aus dem Kältekreislauf in den Sammler (17') ableitet.

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