DE941485C - Kuehlgeraet mit Warmwasserbereitung - Google Patents

Description

• Kühlgerät mit Warmwasserbereitung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kälteanlage, insbesondere einen Haus'haltkühlschrank bzw. ähnliche Kühlgeräte, bei welchen die wärmeabgebenden Teile der Kühlmaschine zur Warmwasserbereitung verwendet werden.
• Es ist bekannt, Kältemaschinen als Wärmepumpen zu verwenden und damit Warmwasser für den Haushalt oder sonstige Zwecke zu erzeugen. Es sind auch Anlagen dieser Art bekannt, bei denen gleichzeitig die Kälteleistung als auch die Wärmeabgabe einer solchen Wärmepumpe ausgenutzt werden. Bei derartigen Anlagen besteht die größte Schwierigkeit darin, Kälteleistung und Wärmeabgabe so aufeinander abzustimmen, daß sich ein wirtschaftliches Arbeiten der Anlage ergibt. Bei den meisten bekannten Anlagen ist dies jedoch nicht der Fall, da zumeist keine ausreichende Ausnutzung der Kälteleistung erfolgt.
• Insbesondere können Anlagen, bei denen der Verflüssiger der Kälteanlage in einem Warmwasserspeicher angebracht ist, bei der bei Haushaltkühlschränken zur Verfügung stehenden Abwärme nicht als wirtschaftlich angesehen werden, da das vom Verflüssiger aufgeheizte Wasser sich im Speicherraum stets auf eine mittlere Temperatur einstellt und nicht die an der Eintrittsstelle des überhitzten Dampfes in den Verflüssiger herrschende hohe Temperatur annehmen kann. Dieser Nachteil kann weitgehend durch Anwendung .eines nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Wärmeaustauschers vermieden werden. Bei einer solchen Anordnung steht das austretende Warmwasser stets mit dem überhitzten Dampf höchster Temperatur im Austausch, und das am unteren Ende des Gegenstrom-Rohrsystems eintretende Kaltwasser hat keine Gelegenheit, .sich mit dem aufgeheizten Wasser zu mischen.
• Um ein solches Durchlaufsystem wirtschaftlicher zu gestalten, ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem Kühlschrank des Kompressortyps den Motor-Kompressor vollständig zu kapseln und mit einem solchen Gegenstrom-Rohrsystem eng zu koppeln, damit auch .die Abwärme dieses Motorverdichters mitausgenutzt wird. Obwohl die Wärmeausbeute einer solchen Anordnung sehr gut ist, hat sich doch gezeigt, daß infolge der besonders hohen Herstellungskosten für ein konzentrisches Rohrsystem diese Anordnung bei Haushaltkühlschränken so teuer würde, daß ihre Rentabilität in Frage gestellt ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Warmwasserbereitung durch Ausnutzung der Abwärme eines Haushaltkühlschrankes zu schaffen, welche unter Wahrung der Vorteile des vorstehend beschriebenen Durchlauferhitzerprinzips in ihrer Herstellung wesentlich billiger ist und sich ohne größereri° zusätzlichen Aufwand zu den vorhandenen Einrichtungen 'des Haushaltkühlschrankes realisieren läßt.
• Erfindungsgemäß dient als Wärmeaustauscher ein wassergefüllter Kessel, der durch wärmedämmende Trennwände in mehrere Abteilungen unterteilt ist, wobei durch alle Abteilungen dieVerflüssigerrohrschlange so geführt ist, daß sich eine gegenstromähnliche Führung von Wasser und Kältemittel ergibt. Dabei wird man zweckmäßig die Abteilung, die von dem wärmsten Teil der Verflüssigerschlange durchsetzt ist, und der demzufolge das Warmwasser entnommen wird, so bemessen, daß ihr Wasserinhalt etwa der bei einer Entnahme maximal benötigten Wassermenge entspricht.
• Dem Kessel selbst gibt man vorteilhaft eine zylindrische Form und bildet die einzelnen Abteilungen durch konzentrische Trennwände aus schlecht wärmeleitendem und nicht hygroskopischem Material, die nur durch die Verflüssigerschlange an einzelnen Stellen durchsetzt werden. Um den Durchfluß des- Wassers aus einer Abteilung in die andere zu ermöglichen, wird in jeder Trennwand mindestens ein von oben nach unten verlaufendes Rohr vorgesehen, in das. oben das Wasser von der äußeren Abteilung eintritt, und aus dem es unten in die nächste innere Abteilung eintritt. Als wärmedämmender und nicht Wasser aufnehmender Werkstoff für die Trennwände kann beispielsweise ein Schaumstoff .auf Kunststoffbasis, insbesondere auf Styrolbasis, verwendet werden., dessen Poren zweckmäßig in sich geschlossen sind, sö daß. der Schaumstoff undurchlässig für Wasser ist.., In diesen Schaumstoff können die Umlenkungsrohre für das Wasser von vornherein eingeschäumt sein, oder es kann ein entsprechender rohrähnlicher Kanal in der Schaumstoffwandung ausgespart sein. Die Innenwand des Kessels wird ebenfalls mit einem wärmedämmenden Stoff ausgekleidet.
• Bei einer solchen Plusbildung des Wärmeaustauschers wird praktisch die gleiche Wirkung erzielt wie mit dem eingangs erwähnten Gegenstrom-Durchlauferhitzer in Gestalt konzentrischer Rohrleitungen. Durch die Unterteilung in mehrere Abteilungen, die untereinander nur durch die eine senkrechte Rohrleitung in der Trennwand in Verbindung stehen, wird ein Temperaturausgleich innerhalb der gesamten, im' Kessel ' befindlichen Wassermenge weitgehend verhindert, und es kann aus der innersten, durch die umgebenden Abteilungen am stärksten vor Wärmeableitung geschützten Abteilung, in welche bei jeder neuen Aufheizung zuerst und außerdem die größte Wärmemenge vom Verflüssiger abgegeben wird, Wasser verhältnismäßig hoher Temperatur ,abgezapft werden. Die Fertigung eines solchen Wärmeaustauschers ist dabei, wie ohne weiteres einleuchten dürfte, wesentlich einfacher und billiger als die einer konzentrischen Doppelrohrschlange. Außerdem sind die Wärmeverluste infolge der Schutzwirkung der einander umhüllenden Abteilungen geringer als bei einer nackten Doppelrohrschlange.
• In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Vielmehr läßt sich der Aufbau eines solchen Wärmeaustauschers in mannigfaltiger Weise abwandeln, ohne das den Erfindungsgedanken bildende Prinzip der Unterteilung des Wasserraumes in voneinander durch wärmedämmende Wände getrennte Abteilungen zu verlassen.
• Dem Ausführungsbeispiel ist ein Kühlschrank des Kompressortyps zugrunde gelegt. Dabei ist, um die Abwärme des Motorkompressors mit- auszunutzen, dieses Aggregat vollständig gekapselt und in den Wärmeaustauscher mit eingebaut. In der Abbildung ist mit r der Kessel bezeichnet, der eine wärmeisolierende Ausklaidung 2 besitzt. Durch zwei konzentrische Trennwände 3 und q. ist der Kessel in drei voneinander vollständig getrennte Abteilungen I, II und III unterteilt. In die innerste Abteilung I ist der Motorkompressor 5 eingebaut, der nur mit seiner unteren, die KältemittelzuführungKE und die elektrischen Anschlüsse aufweisenden 'Abdeckkappe durch den Kesselboden nach außen hindurchtriit.,Aus dem Kompressor tritt das heiße Gas in den in der Abteilung I angeordneten Teil der Verflüssigerrohrschlange.6 ein, deren Ende nahe dem Kesselboden die Trennwand 3 durchsetzt. In Abteilung II setzt sich die Verflüssigerschlange wieder fort, von oben nach unten verlaufend, ebenso in Abteilung III, aus der sie bei KA den Kessel verläßt. Der Wasserdurchfluß verläuft in urngekehrter Richtung. Bei WE tritt das Wasser in die Abteilung II ein, durchströmt diese (bei Wasserentnahme) nach oben, _wo es in cLaS in der Wand q. angeordnete Rohr 7 eintritt. Am unteren Ende des Rohres 7 geht das Wasser 'in, die Abteilung II über, durchströmt diese Abteilung ebenfalls nach oben und wird von dort über das Rohr 8 in der Wand 3 in die innerste Abteilung I geleitet, die es schließlich als Warmwasser bei WA verläßt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher für Kühlschränke oder Kühlgeräte, insbesondereHaushaltkühlschränke, bei denen die Kältemaschine als Wärmepumpe zur Warmwassererzeugung benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeaustauscher ein wassergefüllter Kessel dient, der durch wärmedämmende Trennwände in mehrere Abteilungen unterteilt ist, und daß durch alle Abteilungen die Verflüssiger-Rohrschlange so geführt ist, daß sich eine gegenstromähnliche Führung von Wasser und Kältemittel ergibt.
2. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abteilung, welche von dem wärmsten Teil der Verflüssigerschlange durchsetzt ist und aus der die Wasserentnahme erfolgt, so bemessen ist, daß der Wasserinhalt etwa der bei einer Entnähme maximal benötigten Wassermenge entspricht.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Abteilungen durch konzentrische Trennwände gebildet werden, die je nur an wenigen Stellen, vorzugsweise nur an einer Stelle von der Verflüssigerschlange durchsetzt werden. q..
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung des Wassers von einer Abteilung zur anderen mit Hilfe mindestens eines in jeder Trennwand in senkrechter -Richtung verläufenden Rohres erfolgt, in welches das Wasser -von der äußeren Abteilung oben eintritt, und aus dem es unten in die folgende innere Abteilung übertritt.
5. 5. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß in die innerste, das wärmste Wasser führende Abteilung der vollkommen gekapselte Motorkompressor des Kühlschrankes eingesetzt ist.
6. 6. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände aus einem wärmedämmenden und nicht hygroskopischen Werkstoff bestehen.
7. 7. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Trennwände ein Schaumstoff auf Kunststoffbasis,- insbesondere Styrolbasis, verwendet ist. B. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Umlenkung des Wassers von einer Abteilung zur anderen dienenden Rohre in den Schaumstoff selbst eingeformt bzw. in der Schaumstoff wand als Kanäle ausgespart sind. g. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kesselwand mit einem wärmedämmenden Stoff ausgekleidet ist.