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Kühlkörper für Absorptionskälteapparate mit druckausgleichendem Gas
Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für Absorptionskälteapparate mit druckausgleichendem
Gas, der insbesondere als horizontale Trennwand zwischen zwei benachbarten Kühlkammern
eines Kühlschrankes dient und zwei bei verschiedenen Temperaturen arbeitende, mehrfach
in einer Ebene gewundene Verdampferrohrschlangen enthält.
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Die Erfindung bezweckt, diesen Kühlkörper in möglichst einfacher Gestalt
und so auszubilden, daß Temperatursteigerungen in einerderbeidenhorizontalenKühlflächen
des Kühlkörpers nach Mbglichkeit verhindert oder gedämpft werden. Dieses Ziel läßt
sich erreichen, wenn gemäß der Erfindung zwei bei verschiedenen Temperaturen arbeitende,
mehrfach in einerEbenegewundeneVerdampferrohrschlangen so ausgebildet werden, daß
sie in einer Ebene ineinandergreifen, aber thermischvoneinander isoliert bleiben.
_ Insbesondere wird gemäß der Erfindung der Kühlkörper so ausgebildet, daß eine
tangentiale Berührungsebene der einen Verdampferrohrschlange zwischen den tangentialen
Berührungsebenen der anderen Verdampferrohrschlangen liegt und daß ferner die Windungen
der beiden Rohrschlangen verschiedene Rohrdurchmesser haben.
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Bei einem Kühlkörper, dessen Oberfläche mit einer eine Tiefkühlzelle
kühlenden Tieftemperaturverdampferrohrschlange und dessen einen auf höherer Temperatur
zu haltenden Kühlraum abdeckende Unterfläche mit einer Hochtemperaturverdampferrohrschlange
in direkter wärmeleitender Verbindung stehen, wird gemäß der Erfindung das Kältemittel,
beispielsweise im Mitstrom mit dem druckausgleichenden Gas, zunächst durch die Tieftemperaturverdampferrohrsclilauge
und erst danach durch die Hochtemperaturverdiumpferrohrschlange
geschickt.
Zweckmäßig hät die letztere einen geringeren Rohrdurchmesser als die Tieftemperaturv
erdampferrohrschlange. Man kann ferner den Erfindungsgegenstand in der Weise ausbilden,
daß die Oberfläche oder Unterfläche des plattenförmigen Kühlkörpers. mit einem Kältespeicher
in wärmeleitend@r Verbindung steht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Hier zeigen Fig. i bis 4 einen in zwei thermisch voneinander getrennte Teile aufgeteilten
Tieftemperaturverdampfer, Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Verbindung
mit einem Kältespeicher, - -Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Tieftemperaturverdampfer
die Decke bzw. den Boden einer Tiefkühlkammer bilden.
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Alle Ausführungsbeispiele beziehen sich auf kontinuierlich arbeitende
Kälteapparate mit Hilfsgas, deren Aufbau und Arbeitsweise wohlbekannt sind, so daß
eine allgemeineBeschreibungderartiger Apparate überflüssig sein dürfte. Obwohl die
-Erfindung auf das Kondensorsystem des Kälteapparates nicht beschränkt ist, ist
ferner in allen gezeigten Ausführungsbeispielen vorausgesetzt, daß Kältemittel durch
eine einzige Kondensatleitung an alle verschiedenen Verdampfer von selbst herunterrieselt.
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Gemäß Fig. i ist der Verdampfer in zwei Rohrschlangen igund 19
aufgeteilt, von denen die erstere mit einer unteren Metallplatte 2-o wärmeleitend
verbunden ist, welche die Decke einer Tiefkühlkammer 14 (Fig. 6) bildet, während
der Verdampferteil ig mit der Platte 15 wärmeleitend verbunden ist, Die beiden Verdampfer
und auch die beiden Platten 1.5 und 2o sind gegeneinander thermisch isoliert, und
zwar durch eine Isolation 21.
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In den Fig. 2 bis 4 bezeichnet 22 einen Gastemperaturwechsler, der
in an sich bekannter Weise in das Gasumlaufsystem des Apparates eingeschaltet ist.
23 bezeichnet die von dem in der Zeichnung nicht dargestellten Kondensator des Apparates
kommende Leitung, durch welche flüssiges Kältemittel zuerst in die Verdampferschlange
18, und danach in die mit ihrem Boden ein wenig tiefer gelegene Verdampferschlange
ig eingeführt .wird. Vorzugsweise kann auch eine Unterkühlung des Kondensators durch
den Gastemperaturrvechsler 22 vorgesehen sein, wofür die beiden Leitungen 24 angeordnet
sind. Mit 25 ist eine Platte bezeichnet, die dazu bestimmt ist, die Öffnung der
Hinterwandung des Kühlschrankes abzudecken, durch die der Kühlkörper in den Kühlraum
eingeführt wird. Nach Durchgang durch die beiden Verdampferteile 18 und ig fließt
der Überschuß an flüssigem Kältemittel in den Raumkühler 26 hinein, der vorzugsweise
mit flächenvergrößernden Organen versehen ist und unterhalb des ebenen Kühlkörpers
gelegen ist. Fig.4 zeigt die Anordnung der verschiedenen Verdampfer im Verhältnis
zu den verschiedenen Kühlkammern, und zwar von vorn gesehen, wobei die Bezeichnungen
denen der Fig.2 entsprechen. DieFig.3 zeigt, teilweise im Schnitt, dieAnordnung
der Fig. 2 und 4.; von der Seite gesehen. Die in Fig. i bis 4 dargestellte Einrichtung
arbeitet derart, daß. flüssiges Kältemittel im Mitstrom mit dem von dem Temperaturwechsler
2o kommenden, an Kältemittel dann armen Gas in die V erdampferschlange r& einströmt,
wodurch eine starke Kühlung der Platte 2o hervorgerufen wird. Danach fließen das
Kondensat und das Gas in die Verdampferschlange ig, wodurch die Platte 15 ebenfalls
stark heruntergekühlt wird. Wenn aber wassergefüllte Eiskästchen auf diese Platte
aufgesetzt werden, dann steigt zwar die Temperatur des Verdampferteilsig, doch kann
diese Temperatursteigerung die Temperatur der Platte 2o nicht beeinflussen, weil
der Verdampfer 18, unabhängig von der Belastung des Verdampfers ig, stets flüssiges
Kältemittel und armes Gas erhält. Weil, wie erwähnt, die Kühlkammer 14 als Aufnahmestelle
für tiefgefrorene Waren mit Temperaturen von - 15 bis - 18,° C bestimmt ist, wird
die Belastung des Verdampfers 18, gering, wodurch die Zufuhr flüssigen Kältemittels
an den Verdampfer ig praktisch immer sichergestellt und genügend ist.
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Erfindungsgemäß ist, wie erwähnt, der Verdampfer 16 in zwei im wesentlichen
in der gleichen. Ebene gelegene Teilverdampfer aufgeteilt, die jedoch gegenseitig
derart verschoben sind, daß Kühlmittel von demjenigen Verdampferteil, der zum Kühlen
der untenliegenden Kühlfläche dient, zu dem Verdampfer, der zum Kühlen einer oben
gelegenen Kühlfläche vorgesehen ist, fließen kann. Eine derartige Anordnung ist
vorzugsweise in Verdampfern verschiedener Art verwendbar, in denen zwei untereinanderliegende
Kühlflächen v erschiedenerTemperaturen erwünscht sind. Wie aus der Fig. i hervorgeht,
liegen die beiden zueinander parallelen Tangentialebenen der beiden Verdampfer innerhalb
einander. ' -Das in der Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von
dem der Fig. i im wesentlichen dadurch, daiß die beiden Verdampfer i&. und i
g so angeordnet sind, daß sie mit einem Kältespeicher 12 zusammenwirken. Dieser
Kältespeicher ist in Form eines ebenen Behälters geringer Höhe ausgebildet, der
eine bei tiefer Temperatur gefrierende Flüssigkeit enthält, vorzugsweise. ein Eutektikum,
das bei Temperaturen in der Großenordnung von - io bis - 15 ° C erstarrt.
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In Abhängigkeit von denjenigen Temperaturen, bei denen man zu .arbeiten
wünscht, können verschiedene Stoffe zur Herstellung des Eutektikums benutzt werden.
Auch einheitliche Stoffe mit Schmelzpunkt unterhalb des Gefrierpunktes des Wassers
können statt eines Eutektikums benutzt werden.
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Es ist ersichtlich, daß der Kältespeicher eine dämpfende Einwirkung
auf die rfemperaturschwankungen des untenliegenden Raumes 1 4. hat, und zwar insbesondere
in den Fällen, wo der Kälteapparat mit Thermostat arbeitet, der in Abhängigkeit
der Kühlluft- oder Verdampfertemperaturen die Kälteerzeugung durch periodische Abschaltungen
der Wärmezufuhr zu dem Kocher des Kälteapparates regelt. Während der Abschaltperioden
wirkt
der Kältespeicher n2 in hohem Grade stabilisierend und verhindert, daß tiefgefrorene
Waren vorübergehenden Temperaturschwankungen ausgesetzt werden, was bekanntlich
für die Qualität der Waren verderblich ist. Weil die obere Platte 15, auf welche
die Eiskästchen zwecks Eiserzeugung aufgestellt werden, von dem Verdampfer 1-&
thermisch getrennt ist, beeinflußt der Kältespeicher nur wenig die Eisfrierung.
Will man das Eisfrieren beschleunigen, so muß man im allgemeinen entweder eine wärmeleitende
Verbindung zwischen dem Kältespeicher und der Platte 15 anordnen, z. B. durch Metallprofile
od. dgl., was zweckmäßiger ist als ein direkter thermischer Kontakt zwischen einerseits
den beiden Platten 15 und 16 und andererseits einem oder beiden der Verdampfer 18-
und ig. Es ist jedoch im allgemeinen zweckmäßiger, in derartigen Fällen den Kältespeicher
12 oben an der Platte i,5 anzuordnen, d. h. als Aufstellungsfläche für die Eiskästchen
oder gegebenenfalls sowohl einen derart angeordneten als auch den in der Abbildung
gezeigten Kältespeicher vorzusehen.
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Es kann in vielen Fällen erwünscht sein, die zum Eisfrieren vorgesehene
Kammer 13 unterhalb der für Aufbewahrung von tiefgefrorenen Waren angeordneten Kammer
14 anzuordnen. In diesem Fall soll, wenn möglich, der für die letzterwähnte Kammer
vorgesehene Verdampfer i.& hoch, d. h. unterhalb der Decke des Kühlraumes angeordnet
sein, von dem er gegebenenfalls durch eine besondere Isolation isoliert sein soll,
d. h. von der metallischen Innenbekleidung des Kühlraumes. Aus verschiedenen Gründen
kann es dabei zweckmäßig sein, für die Decke 2@7 des Kühlraumes eine stärkere Wärmeisolation
vorzusehen als für die übrigen Wandungen des Schrankes, wodurch die Möglichkeit,
einen genügend großenKondensator des Kälteapparates oberhalb des Verdampfers 18
anzuordnen, wesentlich gesteigert wird. Der Kondensator muß, wenn keine besondere
Kondensatpumpe an sich bekannter Art vorhanden ist, höher gelegen sein als der Verdampfer
iß, damit flüssiges Kältemittel von selbst in das Verdampfersystem hineinrieseln
kann. Der Boden der Tieffrierkammer 14 ist dann durch eine Isolierplatte i,v gebildet,
die gleichzeitig die Decke der Eisfrierkammer 13 bildet. Der Boden dieser Kammer
wird durch die Platte 15 gebildet, mit der der Verdampfer ig wärmeleitend verbunden
ist, analog wie im Falle der Fig. i. Die Platte 20 bildet die Decke des allgemeinen
Kühlraumes des Kühlschrankes und wird zweckmäßig mit flächenvergrößernden Organen,
z. B. Rippen 28 an sich bekannter Art, versehen. Die Platte 2o ist mit einem Verdampfer
29 wärmeleitend verbunden, der somit als Raumkühler für den allgemeinen Kühlraum
dient. Die drei Verdampfer 18, i9 und 219 sind zueinander in Reihe geschaltet und
werden in der genannten Ordnung nacheinander von flüssigem Kältemittel und Hilfsgas
durchflossen, wobei der Verdampfer i8 die tiefste Temperatur erhält, der Verdampfer
i@g eine ein wenig höhere und der Verdampfer 29 eine Temperatur, die im allgemeinen
bei o° oder ein wenig darunter liegt. Einer oder beide der beiden Verdampfer 18
und ig können auch in diesem Fall so angeordnet werden, daß. sie mit einem Kältespeicher
zusammenwirken.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt,
sondern kann innerhalb des Rahmens des grundlegenden Erfindungsgedankens in zahlreichen
Varianten abgewandelt werden. Dies gilt sowohl für die gegenseitige Schaltung der
verschiedenen Verdampfer als auch für die gegenseitige Anordnung der verschiedenen
Kühlkammern. In vielen Fällen kann es zweckmäßig, in anderen. Fällen notwendig sein,
in einem oder mehreren der Verdampfer Gegenstrom zwischen Kühlmittel und Hilfsgas
anzuordnen.