[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2016087210A1 - Kältegerät mit einem wärmekreislauf - Google Patents

Kältegerät mit einem wärmekreislauf Download PDF

Info

Publication number
WO2016087210A1
WO2016087210A1 PCT/EP2015/077014 EP2015077014W WO2016087210A1 WO 2016087210 A1 WO2016087210 A1 WO 2016087210A1 EP 2015077014 W EP2015077014 W EP 2015077014W WO 2016087210 A1 WO2016087210 A1 WO 2016087210A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
refrigerant
circuit
cycle
refrigerating appliance
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/077014
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Niels Liengaard
Matthias Mrzyglod
Andreas Vogl
Original Assignee
BSH Hausgeräte GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeräte GmbH filed Critical BSH Hausgeräte GmbH
Priority to CN201580065452.0A priority Critical patent/CN107003043B/zh
Priority to US15/532,520 priority patent/US10495367B2/en
Priority to EP15797097.1A priority patent/EP3227621A1/de
Publication of WO2016087210A1 publication Critical patent/WO2016087210A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D16/00—Devices using a combination of a cooling mode associated with refrigerating machinery with a cooling mode not associated with refrigerating machinery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B23/00—Machines, plants or systems, with a single mode of operation not covered by groups F25B1/00 - F25B21/00, e.g. using selective radiation effect
    • F25B23/006—Machines, plants or systems, with a single mode of operation not covered by groups F25B1/00 - F25B21/00, e.g. using selective radiation effect boiling cooling systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B23/00—Machines, plants or systems, with a single mode of operation not covered by groups F25B1/00 - F25B21/00, e.g. using selective radiation effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/003—General constructional features for cooling refrigerating machinery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/12—Sensors measuring the inside temperature

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator with a heat cycle.
  • the refrigerant in the refrigerant cycle is compressed by the refrigerant compressor, conveyed to the refrigerant condenser, then passed to the refrigerant evaporator and pumped from the refrigerant evaporator back to the refrigerant compressor.
  • the components mentioned are part of the closed refrigerant circuit, which is filled with refrigerant. Since the refrigerant evaporator and the refrigerant condenser make up a considerable volume of the refrigerant cycle, the volume of the refrigerant cycle is increased by said components, thereby increasing the amount of the refrigerant in the refrigerant cycle.
  • the object according to the invention is achieved by a refrigeration device with a refrigerant circuit, which comprises a heat exchanger, and with a heat circuit, wherein the heat exchanger is thermally coupled to the heat cycle by means of a coupling element, and wherein the coupling element with the heat cycle by means of a detachable connection mechanically connected is.
  • the technical advantage is achieved that an efficient heat transfer between the refrigeration cycle and the heat cycle is made possible by the use of the heat cycle, which is in thermal contact with the heat exchanger of the refrigerant circuit through the coupling element. Due to the thermal coupling of the heat exchanger with the heat cycle, the function of the heat exchanger, such as heat absorption or heat dissipation, at least partially be outsourced from the refrigeration cycle to the heat cycle. Thereby, the size of the refrigerant cycle and the amount of the refrigerant in the refrigerant cycle can be reduced. Due to the releasable mechanical connection between the coupling element and the heat cycle of the heat cycle can be separated as a replaceable module of the refrigerator with a small amount of work from the refrigeration cycle and replaced, for example.
  • the refrigerant compressor, the refrigerant evaporator and the refrigerant condenser are fixed components of the refrigerant cycle.
  • the refrigerant circuit has to be closed again and then the refrigerant has to be filled again into the refrigerant circuit.
  • the heat cycle is as a separate circuit physically separate from the refrigerant circuit, and can be replaced with little effort, without having to open the refrigerant circuit thereby. All that needs to be done is to release the releasable mechanical connection between the coupling element and the heating circuit in order to remove the heat cycle from the refrigerant circuit.
  • a uniform refrigerant circuit can be installed in all device variants.
  • different types of heat cycle can be made as separate modules and then easily installed in the various device variants of the refrigerator type.
  • the size of the refrigerant cycle and the amount of refrigerant in the refrigerant cycle can be reduced since the functions of components of the refrigerant cycle, such as the heat absorption of the refrigerant evaporator or the heat release of the refrigerant condenser, from the refrigerant circuit can be outsourced.
  • the heat cycle is a circuit physically separate from the refrigerant circuit and filled with a heat transfer substance different from the refrigerant, and thermally connected to the heat exchanger of the refrigerant cycle by the coupling member is coupled.
  • the heat cycle may be thermally coupled to the refrigerant condenser of the refrigerant circuit to receive and remove heat from the refrigerant condenser.
  • the heat cycle may be thermally coupled to the refrigerant evaporator of the refrigerant circuit to absorb heat and deliver the absorbed heat to the refrigerant evaporator.
  • a refrigeration appliance is understood in particular to mean a domestic refrigeration appliance, that is to say a refrigeration appliance that is used for household management or in the gastronomy sector, and in particular for storing food and / or drinks at specific temperatures, such as, for example, a refrigerator, a freezer, a refrigerated freezer combination, a freezer or a wine fridge.
  • the detachable connection comprises a frictional connection, in particular a screw connection, a plug connection or a positive connection, in particular a latching connection.
  • Frictional connections require a force on the surfaces to be joined together, whereby the mutual displacement of the joined surfaces is prevented, as long as caused by the static friction counterforce is not exceeded.
  • a preferred traction connection comprises a screw connection.
  • a screw has an external thread, wherein the external thread is screwed into an internal thread of a receiving element, or wherein the screw an internal thread when screwed into the receiving element itself feared to obtain a frictional connection.
  • a plug connection In a plug connection, a plug is inserted into a matching receiving element and a coupling between the plug and the receiving element is achieved, for example, in conjunction with an elastic sealant.
  • Form-fit connections are created by the interaction of at least two connection partners.
  • a preferred form-locking connection comprises a locking connection, as an interlocking holding device, in which, for example, a pin is inserted into a recess and fixed in the recess. Due to the aforementioned types of connections, an effective mechanical connection between the heat exchanger and the heat cycle can be realized by the coupling element, which in contrast to a cohesive connection, eg a welded joint, however, is solvable.
  • the releasable mechanical connection between the coupling element and the thermal circuit can be made by a force, for example, by inserting the pin of a locking connection in the corresponding recess, and the pin is fixed in the recess by a snap. Without a force directed in a specific direction, the mechanical connection will remain and ensure efficient thermal coupling between the refrigerant circuit and the heat circuit during operation of the refrigerator. However, the mechanical connection can be solved by a force directed in a specific direction. By loosening the detachable mechanical connection of the heat cycle, for example in case of a defect, be removed from the refrigerator and replaced.
  • the frictional connection, eg screw, the connector, and the positive connection, eg latching connection can be realized both on the side of the coupling element as well as on the side of the heat cycle.
  • the pin of a snap connection may be attached either to the coupling element or to the thermal circuit, and the corresponding receiving element may accordingly be mutually attached either to the heating circuit or to the coupling element in order to obtain an effective releasable mechanical connection.
  • said adhesion, plug-in, and form-fitting connections may also comprise combinations of the various connections.
  • the heat exchanger is a refrigerant evaporator or a refrigerant condenser.
  • a refrigerant evaporator or a refrigerant condenser receives heat in a refrigerant circuit during operation of the refrigerator, or gives off heat, and the heat between the refrigerant circuit and the heat cycle can be transmitted.
  • the refrigerant evaporator is a heat exchanger in which the liquid refrigerant is vaporized by absorbing heat from the thermal circuit in thermal contact with the heat exchanger.
  • the refrigerant condenser is a heat exchanger in which the vaporized refrigerant is liquefied by dissipating heat to the thermal circuit in thermal contact with the heat exchanger.
  • the heat exchanger is a refrigerant evaporator, wherein the heat circuit is designed to receive a quantity of heat from a cooling region of the refrigeration device and deliver it to the refrigerant evaporator.
  • the heat transport substance of the heat cycle absorbs the amount of heat in the cooling area, is thereby heated and can then release the absorbed heat quantity to the refrigerant evaporator of the refrigerant circuit. By delivering the amount of heat, there is a cooling of the heat transport substance in the heat cycle. The cooled heat transport substance is thus again available for receiving a quantity of heat from the cooling region of the heat cycle. Thus, an effective heat transfer from the cooling area of the refrigerator to the refrigerant evaporator is achieved.
  • the heat exchanger is a refrigerant condenser, which is designed to deliver a quantity of heat to the heat cycle, wherein the heat cycle is designed to deliver the absorbed amount of heat to the outside of the refrigerator.
  • the technical advantage is achieved that the heat released from the refrigerant condenser amount of heat can be dissipated by the heat cycle effectively to the outside of the refrigerator.
  • the heat transport substance of the heat cycle is heated by the absorption of the amount of heat from the refrigerant condenser. In a region of the heat cycle, preferably in the vicinity of the rear wall of the refrigeration device, the heated heat transport substance can deliver the amount of heat absorbed to the outer region of the refrigeration device.
  • the heat exchanger is a refrigerant evaporator
  • the refrigerant circuit comprises a further heat exchanger, which is a refrigerant condenser
  • the refrigeration device comprises a further heat cycle, wherein the heat cycle is formed, an amount of heat from a cooling region of the Receive refrigerant and deliver to the refrigerant evaporator to supply the amount of heat to the refrigerant circuit
  • the refrigerant condenser is adapted to deliver the refrigerant circuit supplied amount of heat to the other heat cycle, and wherein the further heat cycle is formed, the absorbed amount of heat to the outside of the refrigeration device.
  • a particularly effective refrigerant circuit can be provided by the thermal coupling of two heat exchangers of the refrigerant circuit with two heat circuits, which ensures effective cooling of the cooling area of the refrigerator.
  • the supply of the amount of heat from the cooling area of the refrigerator to the refrigerant evaporator is realized by the heat cycle, while the removal of the amount of heat from the refrigerant condenser is realized by the further heat cycle.
  • the functions of the refrigerant evaporator and the refrigerant condenser can be outsourced by the thermal coupling to the heat cycle, or to the further heat cycle, to the respective heat cycle.
  • This not only the Effectiveness of the refrigerant circuit can be increased, but it can also be the size of the refrigerant circuit can be reduced, whereby in particular the amount of refrigerant in the refrigerant circuit can be reduced.
  • the heat exchanger comprises an inner tube for conducting the refrigerant, wherein the inner tube has a porous or corrugated surface structure.
  • a porous surface structure can be realized by attaching a porous material to the surface of the inner tube.
  • a corrugated surface structure comprises a surface structure with ridges, e.g. Ribs, or with depressions, e.g. Gutters. Due to the porous or corrugated surface structure of the inner tube of the heat exchanger, the surface of the inner tube is increased.
  • the enlargement of the surface increases the efficiency of heat transfer between the refrigerant flowing through the inner tube and the heat cycle because the heat circuit can efficiently receive large amounts of heat from the heat exchanger or efficiently discharge it to the heat exchanger. For this reason, even a small length of the inner tube with a porous or corrugated surface structure is sufficient to ensure sufficient heat transfer between the heat exchanger and the heat cycle.
  • the heat exchanger is designed as a thermally conductive plate.
  • the technical advantage is achieved that by using a thermally conductive plate as a heat exchanger of the refrigerant cycle, the size of the refrigerant cycle can be reduced, and thereby less refrigerant is required in the refrigerant cycle. Due to the thermal coupling of the heat cycle with the heat exchanger of the refrigeration cycle, the function of the heat exchanger can be outsourced to the heat cycle.
  • the heat cycle may either remove heat from the refrigeration cycle, or may supply heat to the refrigerant cycle. If the heat exchanger is designed as a thermally conductive plate, the thermal coupling between the refrigerant circuit and the heat cycle is sufficient to ensure an efficient heat transfer between the two circuits.
  • the coupling element comprises a thermally conductive plate.
  • a thermally conductive plate as a coupling element ensures effective thermal coupling between the heat exchanger and the heat cycle, whereby an effective heat transfer between the heat exchanger and the heat cycle is ensured.
  • the coupling element is also mechanically connected by means of a detachable connection to the heat cycle.
  • a plate as a coupling element is therefore suitable for ensuring an effective mechanical connection between the coupling element and the thermal circuit, since, for example, a latching connection can be effectively attached to the plate.
  • the heat cycle comprises a thermosyphon, a ventilated thermosyphon or a heating tube, preferably a ventilated thermosyphon.
  • thermosyphon is a passive heat cycle that allows heat exchange by utilizing natural convection in a vertical, closed fluid circuit.
  • the thermosyphon contains a heat transport substance that is heated in the lower part of the thermosyphon, resulting in evaporation of the heat transport substance, causing it to rise in the vertical fluid circuit.
  • In the upper part of the thermosyphon there is a condensation of the heat transport substance and a heat release, whereby the heat transport substance in the vertical fluid circuit drops due to gravity.
  • thermosyphon contains a two-phase gas mixture having a constant pressure and a constant temperature, and is operated by a temperature difference in various outer portions of the thermosyphon.
  • a vented thermosyphon is particularly preferred because a ventilated thermosyphon, in addition to the heating loop, includes a fan configured to supply airflow to the thermosyphon heat cycle. By the supply of the air flow to a point of the heat cycle absorbed by the heat, or is released, an effective heat transfer can be achieved by the thermosyphon. As a result, in particular the effectiveness of the heat transport of the aerated thermosyphon can be increased.
  • a heating tube is also a passive heat circuit, which allows heat exchange by a heat transfer substance in a closed tube.
  • the operation of the heating tube is similar to the operation of the thermosyphon, except that the ends of the heating tube are not connected to each other and therefore no pipe circuit is present. Instead, the inner walls of the heating tube are provided with a coating which has a high capillary action. If the heat transport substance flows due to a temperature difference of regions outside the heating tube in a core region of the tube, then the heat transport substance may flow back due to the capillary action of the coating on the outside of the inner region of the tube.
  • the heat cycle contains a heat transport substance which comprises an alkane, a fluorohydrocarbon, an alcohol or water, preferably isobutane, an alcohol or water.
  • a heat transport substance which comprises an alkane, a fluorohydrocarbon, an alcohol or water, preferably isobutane, an alcohol or water.
  • Alcohol and water have proven to be particularly advantageous heat transfer substances that are suitable for use in a heat cycle, and also have a low harmfulness. Due to the In contrast to water, especially in a heat cycle where temperatures are close to 0 ° C, alcohol is suitable for low freezing points of alcohol, since water could freeze in such a low temperature heat cycle. On the other hand, water is useful as an advantageous heat transport substance at temperatures other than the freezing temperature of water.
  • the heat cycle comprises a valve, wherein the valve is designed to release the heat cycle in a first position, and to close the heat cycle in a second position.
  • the technical advantage is achieved that can be released or closed by the valve as needed, the heat cycle, whereby the heat cycle can be switched on or off, can be.
  • the cooling capacity of the refrigeration device can be efficiently controlled as a function of the required cooling by the regulation of the valve.
  • the refrigeration device comprises a temperature sensor for detecting a temperature value of a cooling region of the refrigeration device, and a valve control for controlling the valve, wherein the valve control is designed to control the valve in dependence on the detected temperature value.
  • the technical advantage is achieved that the cooling of the cooling region of the refrigeration appliance can be effectively controlled by the valve control as a function of the temperature value detected by the temperature sensor, depending on the required cooling capacity.
  • the valve control can open the valve in order to release the heat cycle and to achieve effective cooling of the cooling area.
  • the valve controller may close the valve to close the heat cycle, thereby preventing unnecessary cooling of the cooling area.
  • the cooling region has a cooling compartment, wherein the heating circuit is thermally coupled to the cooling compartment, wherein the temperature sensor is adapted to detect a temperature value in the cooling compartment, and wherein the valve control is formed that valve in dependence of the detected Temperature value to control.
  • the cooling region of a refrigeration device may comprise at least one refrigeration compartment, in particular one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine or ten refrigerators. If the temperature sensor is designed such that it can detect temperature values in the various cooling compartments of the refrigeration device, the valve controller can determine whether the detected temperature value in the refrigerated compartment corresponds to the desired temperature value in the refrigerated compartment or if necessary must be adjusted. The fact that the heat cycle is thermally coupled to the cooling compartment, it is possible to achieve a targeted cooling of the various cooling compartments of the refrigerator by controlling the valve of the heat cycle.
  • the cooling compartment of the refrigeration device comprises a freezing chamber.
  • the technical advantage is achieved that a particularly effective cooling of the freezer of the refrigerator can be achieved by the thermal coupling of the heat cycle with the freezer of the refrigerator, in combination with the temperature detection by the temperature sensor and in combination with the valve control.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a refrigeration device
  • FIG. 2 is a schematic representation of a refrigerant circuit
  • FIG. and Fig. 3 is a schematic representation of a refrigerant circuit with a heat cycle and with another heat cycle in a refrigerator.
  • FIG. 1 shows a general refrigeration device 100, in particular a refrigerator, which can be closed by a refrigerator door 101 and has a frame 103.
  • the refrigerant circuit 105 includes a refrigerant evaporator 107, a refrigerant compressor 109, a refrigerant condenser 11, and a throttle body 13. After the expansion of the liquid refrigerant by absorbing heat from the medium to be cooled, e.g. of the air inside the refrigerator, the refrigerant evaporator 107 evaporates the refrigerant.
  • the refrigerant compressor 109 is a mechanically operated component that sucks refrigerant vapor from the refrigerant evaporator 107 and discharges at a higher pressure to the refrigerant condenser 1 1 1.
  • the throttle body 1 13 is a device for the continuous reduction of the pressure by cross-sectional constriction.
  • the refrigerant is a fluid used for heat transfer in the cryogenic system which absorbs heat at low temperatures and low pressure of the fluid and releases heat at higher temperature and higher pressure of the fluid, usually including changes in state of the fluid.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a refrigerant circuit with a heat cycle and with another heat circuit in a refrigerator.
  • the refrigerant circuit 105 includes a refrigerant evaporator 107, a refrigerant compressor 109, a refrigerant condenser 1 1 1 and a throttle body 1 13, wherein the refrigerant evaporator 107 as a heat exchanger 1 15 and the refrigerant condenser 1 1 1 as a another heat exchanger 121 is formed.
  • the refrigeration appliance 100 comprises a heat cycle 1 17, which is physically separate from the refrigerant circuit 105 and may be designed as a thermosyphon, and is thermally coupled to the refrigerant evaporator 107, which is designed as a heat exchanger 15, by a coupling element 1 19 in order to absorb heat from the heat cycle 1 17 to be transferred to the refrigerant evaporator 107.
  • the refrigerant evaporator 107 or the coupling element 1 19 may be formed as a thermally conductive plate.
  • the coupling element 1 19 is mechanically connected to the heat circuit 1 17 by means of a detachable connection, wherein the releasable connection may comprise a frictional connection, in particular a screw, a plug connection or a positive connection, in particular a latching connection.
  • the heat cycle 1 17 is filled with a heat transport substance, in particular an alcohol, and is adapted to receive heat from a cooling region of the refrigeration device 100 in order to obtain a heated heat transport substance.
  • a heat transport substance in particular an alcohol
  • the heat transport substance is in the upper part of the heat cycle 1 17 in a gaseous state.
  • the heated heat transport substance can deliver the amount of heat absorbed to the refrigerant evaporator 107 of the refrigerant circuit 105 by means of the coupling element 19.
  • the heat transfer substance condenses and as liquid in the heat cycle 1 17 drops down. If the cooled liquid substance has reached the lower part of the heat cycle 1 17, it is again available for the absorption of heat.
  • an effective heat transfer in the heat cycle 1 17 can be made possible by the heat transport substance.
  • the amount of heat discharged to the refrigerant evaporator 107 is absorbed by the refrigerant in the refrigerant circuit 105.
  • the heated refrigerant is then compressed by the refrigerant compressor 109 in the refrigerant circuit 105 and forwarded to the refrigerant condenser 11 1 at a higher pressure.
  • the refrigerant condenser 1 1 1 is formed as a further heat exchanger 121 to dissipate the amount of heat from the refrigerant, whereby the Refrigerant is condensed in the refrigerant circuit 105.
  • the refrigerant condenser 1 1 1 may be formed as a thermally conductive plate.
  • the refrigerant condenser 1 1 1 is the amount of heat absorbed by the refrigerant via a further coupling element 125 to a further heat circuit 123 from.
  • the refrigerant condenser 1 1 1 is thermally coupled to the further heat cycle 123 by the further coupling element 125, wherein the further coupling element 125 is mechanically connected to the further heat circuit 123 by means of a detachable connection.
  • the further coupling element 125 may comprise a thermally conductive plate.
  • the further heating circuit 123 is based on a similar to the heat cycle 1 17 mode of operation.
  • the further heat cycle 123 is filled with a heat transport substance which is heated by heat absorption from the refrigerant condenser 1 1.
  • the heated heat transport substance rises in the further heat cycle 123 upwards.
  • the heated heat transport substance can deliver the amount of heat absorbed to the outer region of the refrigeration device 100.
  • Due to the heat release there is a cooling of the heat transport substance in the further heat cycle 123, whereby the heat transfer substance condenses and sinks down as liquid in the further heat cycle 123 to the lower area again for receiving a quantity of heat from the refrigerant condenser 1 1 1 to be available.
  • an effective heat transfer through the heat transfer substance can be made possible.
  • the heat exchanger 1 15, 121 may include an inner tube for conducting the refrigerant of the refrigerant circuit 105, wherein the inner tube has a porous or corrugated surface structure. Through the porous or ribbed Surface structure, the surface of the inner tube in the heat exchanger 1 15, 121 can be increased.
  • This measure increases on the side of the refrigerant circuit 105, the heat transferred between the heat exchanger 1 15, 121 and the heat cycle 1 17, 123 amount of heat. Since the heat cycle 1 17, 123, in particular designed as a thermosiphon that can absorb large amounts of heat, or leave, even a small length of the inner tube is sufficient to the necessary amount of heat between the heat exchanger 1 15, 121 and the heat cycle 1 17 123 transfer.
  • the heat cycle 1 17, 123 may include a vented thermosyphon, since a vented thermosyphon can transfer a greater amount of heat than a static thermosyphon.
  • a ventilated thermosyphon includes a fan that directs airflow to the thermosyphon, which effectively increases the heat input or heat output of the ventilated thermosyphon.
  • the heat cycle 1 17, 123 may include a valve through which the heat cycle 1 17, 123 on or off as needed by the flow of heat transfer substance is either released by the valve or interrupted.
  • the control of the valve can be done in dependence on the temperature requirements in the refrigeration device 100, and be performed for example in combination with temperature sensors.
  • the temperature sensors can detect the temperature in certain areas of the refrigeration device 100.
  • a controller can control the flow of the heat transfer substance in the heating circuit 1 17, 123 as a function of the detected temperature by releasing or closing the valve.
  • the heat cycle 1 17, 123 may be configured to absorb heat from a particular refrigeration compartment to be cooled, such as e.g. a freezing chamber to dissipate.
  • the present invention realizes a refrigerator 100 having a refrigerant circuit 105 having a reduced size and a small amount of refrigerant.
  • a releasable mechanical connection between the coupling element 1 19, 125 and the heat cycle 1 17, 123 is realized.
  • the heat cycle 1 17, 123 can be installed in a simple manner during assembly of the refrigeration device 100.
  • Simplification of the assembly of the refrigeration device 100 is achieved and the number of joints can be reduced.
  • a detachable connection is advantageous if prefabricated modules, such as prefabricated heat circuits 1 17, 123, are supplied to the production lines during assembly of the refrigeration device 100. Then, the various prefabricated heat circuits 1 17, 123 can be connected without soldering or welding together and technically sealed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät (100) mit einem Kältemittelkreislauf (105), welcher einen Wärmetauscher (115, 121) umfasst, und mit einem Wärmekreislauf (117, 123). Der Wärmetauscher (115, 121) ist mit dem Wärmekreislauf (117, 123) mittels eines Kopplungselementes (119, 125) thermisch gekoppelt, wobei das Kopplungselement (119, 125) mit dem Wärmekreislauf (117, 123) mittels einer lösbaren Verbindung mechanisch verbunden ist.

Description

Kältegerät mit einem Wärmekreislauf
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Wärmekreislauf.
Beim Betrieb eines Kältegerätes wird das Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf von dem Kältemittel-Verdichter komprimiert, zu dem Kältemittel-Verflüssiger gefördert, anschließend zu dem Kältemittel-Verdampfer geleitet und von dem Kältemittel- Verdampfer wieder zu dem Kältemittel-Verdichter gepumpt. Die genannten Bauteile sind Teil des geschlossenen Kältemittelkreislaufes, welcher mit Kältemittel gefüllt ist. Da der Kältemittel-Verdampfer und der Kältemittel-Verflüssiger ein beträchtliches Volumen des Kältemittelkreislaufes ausmachen, wird durch die genannten Bauteile das Volumen des Kältemittelkreislaufes vergrößert, wodurch sich die Menge des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf vergrößert.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kältegerät anzugeben, bei dem der Kältemittelkreislauf eine reduzierte Größe aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Gemäß einem Aspekt wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Kältegerät mit einem Kältemittelkreislauf, welcher einen Wärmetauscher umfasst, und mit einem Wärmekreislauf gelöst, wobei der Wärmetauscher mit dem Wärmekreislauf mittels eines Kopplungselementes thermisch gekoppelt ist, und wobei das Kopplungselement mit dem Wärmekreislauf mittels einer lösbaren Verbindung mechanisch verbunden ist.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die Verwendung des Wärmekreislaufs, welcher durch das Kopplungselement in thermischen Kontakt mit dem Wärmetauscher des Kältemittelkreislaufs steht, eine wirksame Wärmeübertragung zwischen dem Kältekreislauf und dem Wärmekreislauf ermöglicht wird. Durch die thermische Kopplung des Wärmetauschers mit dem Wärmekreislauf kann die Funktion des Wärmetauschers, wie z.B. Wärmeaufnahme oder Wärmeabgabe, zumindest teilweise von dem Kältekreislauf an den Wärmekreislauf ausgelagert werden. Dadurch kann die Größe des Kältemittelkreislaufs und die Menge des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf reduziert werden. Durch die lösbare mechanische Verbindung zwischen dem Kopplungselement und dem Wärmekreislauf kann der Wärmekreislauf als ein austauschbares Modul des Kältegeräts mit einem geringen Arbeitsaufwand von dem Kältekreislauf getrennt und z.B. ausgetauscht werden.
In einem herkömmlichen Kältemittelkreislauf sind der Kältemittel-Verdichter, der Kältemittel-Verdampfer und der Kältemittel-Verflüssiger feste Bestandteile des Kältemittelkreislaufs. Bei einem Defekt von einem der genannten Bauteile in einem herkömmlichen Kältemittelkreislauf muss zuerst das Kältemittel entnommen, das Bauteil ausgetauscht, dann der Kältemittelkreislauf wieder verschlossen und anschließend das Kältemittel erneut in den Kältemittelkreislauf eingefüllt werden.
In der vorliegenden Erfindung liegt der Wärmekreislauf als ein vom Kältemittelkreislauf physisch getrennter, separater Kreislauf vor, und kann mit geringem Aufwand ausgetauscht werden, ohne den Kältemittelkreislauf dabei öffnen zu müssen. Es muss lediglich die lösbare mechanische Verbindung zwischen dem Kopplungselement und dem Wärmekreislauf gelöst werden, um den Wärmekreislauf von dem Kältemittelkreislauf zu entfernen. Somit kann beispielsweise bei der Herstellung von verschiedenen Gerätevarianten eines Kältegerätetyps ein einheitlicher Kältemittelkreislauf in alle Gerätevarianten eingebaut werden. Für die verschiedenen Gerätevarianten des Kältegerätetyps können unterschiedliche Arten des Wärmekreislaufs als separate Module hergestellt und anschließend auf einfache Weise in die verschiedenen Gerätevarianten des Kältegerätetyps eingebaut werden.
Durch den modularen Aufbau des Kältemittelkreislaufs kann zudem die Größe des Kältemittelkreislaufs und die Menge des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf reduziert werden, da die Funktionen von Bauteilen des Kältemittelkreislaufes, wie z.B. die Wärmeaufnahme des Kältemittel-Verdampfers oder die Wärmeabgabe des Kältemittel- Verflüssigers, aus dem Kältemittelkreislauf ausgelagert werden können. Der Wärmekreislauf ist ein vom Kältemittelkreislauf physisch getrennter Kreislauf, der mit einer zum Kältemittel unterschiedlichen Wärmetransportsubstanz gefüllt ist, und der mit dem Wärmetauscher des Kältemittelkreislaufs durch das Kopplungselement thermisch gekoppelt ist. Beispielsweise kann der Wärmekreislauf mit dem Kältemittel-Verflüssiger des Kältemittelkreislaufes thermisch gekoppelt sein, um Wärme von dem Kältemittel- Verflüssiger aufzunehmen und abzuführen. Alternativ kann der Wärmekreislauf mit dem Kältemittel-Verdampfer des Kältemittelkreislaufes thermisch gekoppelt sein, um Wärme aufzunehmen und die aufgenommene Wärme an den Kältemittel-Verdampfer abzugeben.
Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät, das zur Haushaltsführung in Haushalten oder im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinkühlschrank.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst die lösbare Verbindung eine Kraftschlussverbindung, insbesondere eine Schraubverbindung, eine Steckverbindung oder eine Formschlussverbindung, insbesondere eine Rastverbindung.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die genannten mechanischen Verbindungen eine wirksame thermische Kopplung zwischen dem Wärmetauscher und dem Wärmekreislauf sichergestellt wird, wobei die mechanische Verbindung zwischen dem Kopplungselement und dem Wärmekreislauf lösbar ist, um den Wärmekreislauf gegebenenfalls zu entfernen.
Kraftschlussverbindungen setzen eine Kraft auf die miteinander zu verbindenden Flächen voraus, wobei die gegenseitige Verschiebung der verbundenen Flächen verhindert wird, solange die durch die Haftreibung bewirkte Gegenkraft nicht überschritten wird. Eine bevorzugte Kraftschlussverbindung umfasst eine Schraubverbindung. Bei einer Schraubverbindung weist eine Schraube ein Außengewinde auf, wobei das Außengewinde in ein Innengewinde eines Aufnahmeelements einschraubbar ist, oder wobei die Schraube ein Innengewinde beim Einschrauben in das Aufnahmeelement selbst furcht, um eine Kraftschlussverbindung zu erhalten.
Bei einer Steckverbindung wird ein Stecker in ein passendes Aufnahmeelement eingeführt und eine Kupplung zwischen dem Stecker und dem Aufnahmeelement wird beispielsweise in Verbindung mit einem elastischen Dichtmittel erzielt. Formschlussverbindungen entstehen durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern. Eine bevorzugte Formschlussverbindung umfasst eine Rastverbindung, als eine ineinandergreifende Haltevorrichtung, bei der beispielsweise ein Stift in eine Vertiefung eingeführt und in der Vertiefung fixiert wird. Durch die genannten Arten von Verbindungen kann durch das Kopplungselement eine wirksame mechanische Verbindung zwischen dem Wärmetauscher und dem Wärmekreislauf realisiert werden, die im Gegensatz zu einer stoffschlüssigen Verbindung, z.B. einer Schweißverbindung, jedoch lösbar ist. Die lösbare mechanische Verbindung zwischen dem Kopplungselement und dem Wärmekreislauf kann durch einen Kraftaufwand hergestellt werden, indem beispielsweise der Stift einer Rastverbindung in die entsprechende Vertiefung eingeführt wird, und der Stift in der Vertiefung durch ein Einrasten fixiert wird. Ohne eine Kraft, die in eine spezifische Richtung gerichtet ist, bleibt die mechanische Verbindung bestehen und gewährleistet eine wirksame thermische Kopplung zwischen dem Kältemittelkreislauf und dem Wärmekreislauf während des Betriebs des Kältegeräts. Die mechanische Verbindung kann jedoch durch eine Kraft, die in eine spezifische Richtung gerichtet ist, gelöst werden. Durch das Lösen der lösbaren mechanischen Verbindung kann der Wärmekreislauf, z.B. bei einem Defekt, aus dem Kältegerät entfernt und ausgetauscht werden. Die Kraftschlussverbindung, z.B. Schraubverbindung, die Steckverbindung, und die Formschlussverbindung, z.B. Rastverbindung, kann sowohl auf der Seite des Kopplungselements als auch auf der Seite des Wärmekreislaufs realisiert werden. So kann z.B. der Stift einer Rastverbindung entweder an dem Kopplungselement oder an dem Wärmekreislauf angebracht sein, und das entsprechende Aufnahmeelement kann dementsprechend wechselseitig entweder an dem Wärmekreislauf oder an dem Kopplungselement angebracht sein, um eine wirksame lösbare mechanische Verbindung zu erhalten. Alternativ können die genannten Kraftschluss-, Steck-, und Formschlussverbindungen auch Kombinationen der verschiedenen Verbindungen umfassen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist der Wärmetauscher ein Kältemittel-Verdampfer oder ein Kältemittel-Verflüssiger. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein Kältemittel-Verdampfer oder ein Kältemittel-Verflüssiger in einem Kältemittelkreislauf beim Betrieb des Kältegeräts Wärme aufnimmt, bzw. Wärme abgibt, und die Wärme zwischen dem Kältemittelkreislauf und dem Wärmekreislauf übertragen werden kann. Der Kältemittel-Verdampfer ist ein Wärmetauscher, in dem das flüssige Kältemittel durch Wärmeaufnahme von dem mit dem Wärmetauscher in thermischen Kontakt stehenden Wärmekreislauf verdampft wird. Der Kältemittel-Verflüssiger ist ein Wärmetauscher, in dem das verdampfte Kältemittel durch Wärmeabgabe an den mit dem Wärmetauscher in thermischen Kontakt stehenden Wärmekreislauf, verflüssigt wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist der Wärmetauscher ein Kältemittel-Verdampfer, wobei der Wärmekreislauf ausgebildet ist, eine Wärmemenge aus einem Kühlbereich des Kältegeräts aufzunehmen und an den Kältemittel-Verdampfer abzugeben. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die von dem Kältemittel-Verdampfer aufgenommene Wärmemenge durch den Wärmekreislauf aus dem Kühlbereich des Kältegeräts abgeführt wird, wodurch der Kühlbereich des Kältegeräts gekühlt wird. Die Wärmetransportsubstanz des Wärmekreislaufs nimmt in dem Kühlbereich die Wärmemenge auf, wird dadurch erwärmt und kann die aufgenommene Wärmemenge anschließend an den Kältemittel-Verdampfer des Kältemittelkreislaufes abgeben. Durch die Abgabe der Wärmemenge kommt es zu einer Abkühlung der Wärmetransportsubstanz in dem Wärmekreislauf. Die abgekühlte Wärmetransportsubstanz steht somit erneut für die Aufnahme einer Wärmemenge aus dem Kühlbereich des Wärmekreislaufs zur Verfügung. Somit wird eine wirksame Wärmeübertragung von dem Kühlbereich des Kältegeräts an den Kältemittel-Verdampfer erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist der Wärmetauscher ein Kältemittel-Verflüssiger, welcher ausgebildet ist, eine Wärmemenge an den Wärmekreislauf abzugeben, wobei der Wärmekreislauf ausgebildet ist, die aufgenommene Wärmemenge an den Außenbereich des Kältegeräts abzugeben. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die von dem Kältemittel-Verflüssiger abgegebene Wärmemenge durch den Wärmekreislauf wirksam an den Außenbereich des Kältegeräts abgeführt werden kann. Die Wärmetransportsubstanz des Wärmekreislaufs wird durch die Aufnahme der Wärmemenge von dem Kältemittel-Verflüssiger erwärmt. In einem Bereich des Wärmekreislaufs, bevorzugt in der Nähe der Rückwand des Kältegeräts, kann die erwärmte Wärmetransportsubstanz die aufgenommene Wärmemenge an den Außenbereich des Kältegeräts abgeben. Durch die Wärmeabgabe kommt es zu einer Abkühlung der Wärmetransportsubstanz in dem Wärmekreislauf. Dadurch steht die abgekühlte Wärmetransportsubstanz erneut zur Aufnahme einer Wärmemenge von dem Kältemittel-Verflüssiger zur Verfügung. Somit kann durch den Wärmekreislauf eine wirksame Abführung von Wärme von dem Kältemittel-Verflüssiger aus dem Kältegerät erreicht werden
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist der Wärmetauscher ein Kältemittel-Verdampfer, wobei der Kältemittelkreislauf einen weiteren Wärmetauscher umfasst, welcher ein Kältemittel-Verflüssiger ist, wobei das Kältegerät einen weiteren Wärmekreislauf umfasst, wobei der Wärmekreislauf ausgebildet ist, eine Wärmemenge aus einem Kühlbereich des Kältegeräts aufzunehmen und an den Kältemittel-Verdampfer abzugeben, um die Wärmemenge dem Kältemittelkreislauf zuzuführen, wobei der Kältemittel-Verflüssiger ausgebildet ist, die dem Kältemittelkreislauf zugeführte Wärmemenge an den weiteren Wärmekreislauf abzugeben, und wobei der weitere Wärmekreislauf ausgebildet ist, die aufgenommene Wärmemenge an den Außenbereich des Kältegeräts abzugeben.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die thermische Kopplung von zwei Wärmetauschern des Kältemittelkreislaufs mit zwei Wärmekreisläufen ein besonders wirksamer Kältemittelkreislauf bereitgestellt werden kann, der eine effektive Kühlung des Kühlbereichs des Kältegeräts sicherstellt. Die Zuführung der Wärmemenge aus dem Kühlbereich des Kältegeräts an den Kältemittel-Verdampfer wird durch den Wärmekreislauf realisiert, während die Abführung der Wärmemenge von dem Kältemittel- Verflüssiger durch den weiteren Wärmekreislauf realisiert wird. Somit können die Funktionen des Kältemittel-Verdampfers und des Kältemittel-Verflüssigers durch die thermische Kopplung an den Wärmekreislauf, bzw. an den weiteren Wärmekreislauf, an den jeweiligen Wärmekreislauf ausgelagert werden. Dadurch kann nicht nur die Wirksamkeit des Kältemittelkreislaufs erhöht werden, sondern es kann auch die Größe des Kältemittelkreislaufs reduziert werden, wodurch insbesondere die Menge des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf reduziert werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst der Wärmetauscher ein Innenrohr zur Leitung des Kältemittels, wobei das Innenrohr eine poröse oder geriffelte Oberflächenstruktur aufweist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die poröse oder geriffelte Oberflächenstruktur des Innenrohrs des Wärmetauschers eine besonders wirksame Wärmeübertragung zwischen dem Wärmetauscher und dem Wärmekreislauf realisiert wird. Eine poröse Oberflächenstruktur kann durch das Anbringen eines porösen Materials an der Oberfläche des Innenrohrs realisiert werden. Eine geriffelte Oberflächenstruktur umfasst eine Oberflächenstruktur mit Erhöhungen, z.B. Rippen, oder mit Vertiefungen, z.B. Rinnen. Durch die poröse oder geriffelte Oberflächenstruktur des Innenrohrs des Wärmetauschers wird die Oberfläche des Innenrohrs vergrößert. Die Vergrößerung der Oberfläche erhöht wiederum die Effizienz der Wärmeübertragung zwischen dem durch das Innenrohr strömenden Kältemittel und dem Wärmekreislauf, da der Wärmekreislauf große Wärmemengen von dem Wärmetauscher effizient aufnehmen oder an den Wärmetauscher effizient abgeben kann. Aus diesem Grund reicht bereits eine geringe Länge des Innenrohrs mit einer porösen oder geriffelten Oberflächenstruktur aus, um eine ausreichende Wärmeübertragung zwischen dem Wärmetauscher und dem Wärmekreislauf sicherzustellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist der Wärmetauscher als eine thermisch leitende Platte ausgebildet.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Verwendung einer thermisch leitenden Platte als Wärmetauscher des Kältemittelkreislaufs, die Größe des Kältemittelkreislaufs reduziert werden kann, und dadurch weniger Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird. Durch die thermische Kopplung des Wärmekreislaufs mit dem Wärmetauscher des Kältekreislaufs, kann die Funktion des Wärmetauschers auf den Wärmekreislauf ausgelagert werden. Der Wärmekreislauf kann entweder Wärme von dem Kältekreislauf abführen, oder kann Wärme dem Kältemittelkreislauf zuführen. Wenn der Wärmetauscher als eine thermisch leitende Platte ausgebildet ist, ist die thermische Kopplung zwischen Kältemittelkreislauf und Wärmekreislauf ausreichend, um eine wirksame Wärmeübertragung zwischen den beiden Kreisläufen sicherzustellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das Kopplungselement eine thermisch leitende Platte.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine thermisch leitende Platte als Kopplungselement eine wirksame thermische Kopplung zwischen dem Wärmetauscher und dem Wärmekreislauf sicherstellt, wodurch eine wirksame Wärmeübertragung zwischen dem Wärmetauscher und dem Wärmekreislauf sichergestellt wird. Das Kopplungselement ist zudem mittels einer lösbaren Verbindung mit dem Wärmekreislauf mechanisch verbunden. Eine Platte als Kopplungselement eignet sich deshalb, um eine wirksame mechanische Verbindung zwischen dem Kopplungselement und dem Wärmekreislauf sicherzustellen, da beispielsweise eine Rastverbindung wirksam an der Platte angebracht werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst der Wärmekreislauf ein Thermosiphon, ein belüftetes Thermosiphon oder ein Heizrohr, bevorzugt ein belüftetes Thermosiphon.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das Thermosiphon oder Heizrohr eine wirksame und energiesparende Wärmeübertragung ermöglicht wird. Ein Thermosiphon ist ein passiver Wärmekreislauf, welcher einen Wärmeaustausch durch Nutzung der natürlichen Konvektion in einem vertikalen, geschlossenen Fluidkreislauf ermöglicht. Das Thermosiphon enthält eine Wärmetransportsubstanz, die im unteren Bereich des Thermosiphons erwärmt wird, wodurch es zu einer Verdampfung der Wärmetransportsubstanz kommt, wodurch diese in dem vertikalen Fluidkreislauf aufsteigt. Im oberen Bereich des Thermosiphons kommt es zu einer Kondensation der Wärmetransportsubstanz und zu einer Wärmeabgabe, wodurch die Wärmetransportsubstanz in dem vertikalen Fluidkreislauf aufgrund der Schwerkraft absinkt. Somit enthält ein Thermosiphon ein zwei-phasiges Gasgemisch mit einem konstanten Druck und einer konstanten Temperatur und wird durch einen Temperaturunterschied in verschiedenen Außenbereichen des Thermosiphons betrieben. Ein belüftetes Thermosiphon ist besonders bevorzugt, da ein belüftetes Thermosiphon zusätzlich zu dem Wärmekreislauf einen Lüfter umfasst, der ausgebildet ist, einen Luftstrom dem Wärmekreislauf des Thermosiphons zuzuführen. Durch die Zuführung des Luftstroms an eine Stelle des Wärmekreislaufs an der Wärme aufgenommen, bzw. abgegeben wird, kann eine wirksame Wärmeübertragung durch das Thermosiphons erreicht werden. Dadurch kann insbesondere die Wirksamkeit des Wärmetransports des belüfteten Thermosiphons erhöht werden.
Ein Heizrohr ist ebenfalls ein passiver Wärmekreislauf, welcher einen Wärmeaustausch durch eine Wärmetransportsubstanz in einem geschlossenen Rohr ermöglicht. Die Wirkungsweise des Heizrohrs ist ähnlich zu der Wirkungsweise des Thermosiphons, nur dass die Enden des Heizrohrs nicht miteinander verbunden sind und deshalb kein Rohrkreislauf vorhanden ist. Stattdessen sind die Innenwände des Heizrohrs mit einer Beschichtung ausgestattet, die eine hohe Kapillarwirkung aufweist. Wenn die Wärmetransportsubstanz aufgrund eines Temperaturunterschieds von Bereichen außerhalb des Heizrohrs in einem Kernbereich des Rohrs fließt, dann kann die Wärmetransportsubstanz aufgrund der Kapillarwirkung der Beschichtung an der Außenseite des Innenbereichs des Rohrs wieder zurückfließen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts enthält der Wärmekreislauf eine Wärmetransportsubstanz, welche ein Alkan, einen Fluorkohlenwasserstoff, einen Alkohol oder Wasser umfasst, bevorzugt Isobutan, einen Alkohol oder Wasser. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die genannten Wärmetransportsubstanzen vorteilhafte wärmetransportierende Eigenschaften aufweisen. Alkane, Fluorkohlenwasserstoffe, Alkohole und Wasser eignen sich aus diesem Grund besonders für die Verwendung eines Zwei-Phasen-Gemisches in einem Wärmekreislauf eines Kältegeräts. Isobutan ist ein Alkan und wird in herkömmlichen Kältemittelkreisläufen als Kältemittel verwendet und kann auch bevorzugt als Wärmetransportsubstanz in einem Wärmekreislauf verwendet werden. Alkohol und Wasser haben sich als besonders vorteilhafte Wärmetransportsubstanzen erwiesen, die sich für den Einsatz in einem Wärmekreislauf eignen, und zudem eine geringe Schädlichkeit aufweisen. Aufgrund des niedrigen Gefrierpunktes von Alkohol eignet sich Alkohol im Gegensatz zu Wasser insbesondere in einem Wärmekreislauf, in dem Temperaturen nahe 0 °C vorhanden sind, da Wasser bei einem Wärmekreislauf mit einer solch geringen Temperatur gefrieren könnte. Wasser eignet sich hingegen als vorteilhafte Wärmetransportsubstanz bei Temperaturen, die als die Gefriertemperatur von Wasser ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst der Wärmekreislauf ein Ventil, wobei das Ventil ausgebildet ist, in einer ersten Position den Wärmekreislauf freizugeben, und in einer zweiten Position den Wärmekreislauf zu verschließen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das Ventil je nach Bedarf der Wärmekreislauf freigegeben oder verschlossen werden kann, wodurch der Wärmekreislauf eingeschaltet, bzw. ausgeschaltet, werden kann. Dadurch kann beispielsweise die Kühlleistung des Kältegeräts in Abhängigkeit von der benötigten Kühlung durch die Regulation des Ventils effizient gesteuert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das Kältegerät einen Temperatursensor zur Erfassung eines Temperaturwerts eines Kühlbereichs des Kältegeräts, und eine Ventilsteuerung zur Steuerung des Ventils, wobei die Ventilsteuerung ausgebildet ist, das Ventil in Abhängigkeit des erfassten Temperaturwerts zu steuern.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Ventilsteuerung in Abhängigkeit des von dem Temperatursensor erfassten Temperaturwerts die Kühlung des Kühlbereichs des Kältegeräts je nach benötigter Kühlleistung wirksam gesteuert werden kann. Wenn der Temperaturwert in dem Kühlbereich des Kältegeräts einen bestimmten Temperaturschwellwert überschreitet, kann die Ventilsteuerung das Ventil öffnen, um den Wärmekreislauf freizugeben und eine wirksame Kühlung des Kühlbereichs zu erreichen. Wenn der Temperaturwert in dem Kühlbereich des Kältegeräts sinkt, kann die Ventilsteuerung das Ventil schließen, um den Wärmekreislauf zu verschließen, wodurch eine nicht benötigte Kühlung des Kühlbereichs verhindert wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts weist der Kühlbereich ein Kühlfach auf, wobei der Wärmekreislauf mit dem Kühlfach thermisch gekoppelt ist, wobei der Temperatursensor ausgebildet ist, einen Temperaturwert in dem Kühlfach zu erfassen, und wobei die Ventilsteuerung ausgebildet, dass Ventil in Abhängigkeit des erfassten Temperaturwerts zu steuern.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine spezifische Temperaturregulation von einem oder mehreren verschiedenen Kühlfächern in einem Kühlbereich des Kältegeräts ermöglicht wird. Der Kühlbereich eines Kältegeräts kann zumindest ein Kühlfach umfassen, insbesondere ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Kühlfächer. Wenn der Temperatursensor derart ausgebildet ist, dass er Temperaturwerte in den verschiedenen Kühlfächern des Kältegeräts erfassen kann, kann die Ventilsteuerung ermitteln, ob der erfasste Temperaturwert in dem Kühlfach dem gewünschten Temperaturwert in dem Kühlfach entspricht oder gegebenenfalls angepasst werden muss. Dadurch dass der Wärmekreislauf mit dem Kühlfach thermisch gekoppelt ist, besteht die Möglichkeit durch eine Steuerung des Ventils des Wärmekreislaufs eine gezielte Kühlung der verschiedenen Kühlfächer des Kältegeräts zu erreichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das Kühlfach des Kältegeräts eine Tiefkühlkammer.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die thermische Kopplung des Wärmekreislaufs mit der Tiefkühlkammer des Kältegeräts, in Kombination mit der Temperaturerfassung durch den Temperatursensor und in Kombination mit der Ventilsteuerung eine besonders wirksame Kühlung der Tiefkühlkammer des Kältegeräts erreicht werden kann.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kältegerätes;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kältemittelkreislaufes; und Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Kältemittelkreislaufes mit einem Wärmekreislauf und mit einem weiteren Wärmekreislauf in einem Kältegerät.
Fig. 1 zeigt ein allgemeines Kältegerät 100, insbesondere einen Kühlschrank, welches durch eine Kältegerätetür 101 verschließbar ist und einen Rahmen 103 aufweist.
Fig. 2 zeigt einen Kältemittelkreislauf eines Kältegeräts als Vergleichsbeispiel. Der Kältemittelkreislauf 105 umfasst einen Kältemittel-Verdampfer 107, einen Kältemittel- Verdichter 109, einen Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 und ein Drosselorgan 1 13. Nach der Expansion des flüssigen Kältemittels durch Wärmeaufnahme von dem zu kühlenden Medium, z.B. der Luft im Inneren des Kühlschranks, verdampft der Kältemittel-Verdampfer 107 das Kältemittel. Der Kältemittel-Verdichter 109 ist ein mechanisch betriebenes Bauteil, das Kältemitteldampf vom Kältemittel-Verdampfer 107 absaugt und bei einem höheren Druck zum Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 ausstößt. Durch den Kältemittel- Verflüssiger 1 1 1 wird das verdampfte Kältemittel durch Wärmeabgabe an ein äußeres Kühlmedium, z.B. die Umgebungsluft, verflüssigt. Das Drosselorgan 1 13 ist eine Vorrichtung zur ständigen Verminderung des Druckes durch Querschnittsverengung.
Das Kältemittel ist ein Fluid, das für die Wärmeübertragung in dem kälteerzeugenden System verwendet wird, das bei niedrigen Temperaturen und niedrigem Druck des Fluides Wärme aufnimmt und bei höherer Temperatur und höherem Druck des Fluides Wärme abgibt, wobei üblicherweise Zustandsänderungen des Fluides inbegriffen sind.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kältemittelkreislaufes mit einem Wärmekreislauf und mit einem weiteren Wärmekreislauf in einem Kältegerät. Der Kältemittelkreislauf 105 umfasst einen Kältemittel-Verdampfer 107, einen Kältemittel- Verdichter 109, einen Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 und ein Drosselorgan 1 13, wobei der Kältemittel-Verdampfer 107 als ein Wärmetauscher 1 15 und der Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 als ein weiterer Wärmetauscher 121 ausgebildet ist. Das Kältegerät 100 umfasst einen vom Kältemittelkreislauf 105 physisch getrennten Wärmekreislauf 1 17, welcher als ein Thermosiphon ausgebildet sein kann, und mit dem Kältemittel-Verdampfer 107, welcher als Wärmetauscher 1 15 ausgebildet ist, durch ein Kopplungselement 1 19 thermisch gekoppelt ist, um Wärme von dem Wärmekreislauf 1 17 an den Kältemittel-Verdampfer 107 zu übertragen. Der Kältemittel-Verdampfer 107 oder das Kopplungselement 1 19 kann als eine thermisch leitende Platte ausgebildet sein. Das Kopplungselement 1 19 ist mit dem Wärmekreislauf 1 17 mittels einer lösbaren Verbindung mechanisch verbunden, wobei die lösbare Verbindung eine Kraftschlussverbindung, insbesondere eine Schraubverbindung, eine Steckverbindung oder eine Formschlussverbindung, insbesondere eine Rastverbindung, umfassen kann.
Der Wärmekreislauf 1 17 ist mit einer Wärmetransportsubstanz, insbesondere einem Alkohol, gefüllt, und ist ausgebildet, Wärme aus einem Kühlbereich des Kältegeräts 100 aufzunehmen, um eine erwärmte Wärmetransportsubstanz zu erhalten. In dem Wärmekreislauf 1 17 liegt ein Temperaturgradient vor, wodurch die Wärmetransportsubstanz im unteren Bereich des Wärmekreislaufs 1 17 in einem flüssigen Aggregatszustand vorliegt. Die Wärmetransportsubstanz liegt im oberen Bereich des Wärmekreislaufs 1 17 in einem gasförmigen Aggregatszustand vor. Wenn eine Wärmemenge dem unteren Bereich des Wärmekreislaufs 1 17 zugeführt wird und die Wärmetransportsubstanz die Wärmemenge aufnimmt, kommt es zu einer Erwärmung der Wärmetransportsubstanz. Durch die Erwärmung verdampft die Wärmetransportsubstanz und steigt als gasförmige Wärmetransportsubstanz in dem Wärmekreislauf 1 17 nach oben. Die erwärmte Wärmetransportsubstanz kann die aufgenommene Wärmemenge an den Kältemittel-Verdampfer 107 des Kältemittelkreislaufes 105 mittels des Kopplungselements 1 19 abgeben. Durch die Abgabe der Wärme kommt es zu einer Abkühlung der Wärmetransportsubstanz in dem Wärmekreislauf 1 17, wodurch die Wärmetransportsubstanz kondensiert und als Flüssigkeit in dem Wärmekreislauf 1 17 nach unten sinkt. Wenn die abgekühlte flüssige Substanz den unteren Bereich des Wärmekreislaufs 1 17 erreicht hat, steht sie wieder erneut für die Aufnahme einer Wärmemenge zur Verfügung. Somit kann durch die Wärmetransportsubstanz ein wirksamer Wärmetransport in dem Wärmekreislauf 1 17 ermöglicht werden.
Die an den Kältemittel-Verdampfer 107 abgegebene Wärmemenge wird von dem Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf 105 aufgenommenen. Das erwärmte Kältemittel wird anschließend von dem Kältemittel-Verdichter 109 in dem Kältemittelkreislauf 105 komprimiert und mit einem höheren Druck an den Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 weitergeleitet. Der Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 ist als ein weiterer Wärmetauscher 121 ausgebildet, um die Wärmemenge von dem Kältemittel abzuführen, wodurch das Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf 105 kondensiert wird. Der Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 kann als eine thermisch leitende Platte ausgebildet sein.
Der Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 gibt die von dem Kältemittel aufgenommene Wärmemenge über ein weiteres Kopplungselement 125 an einen weiteren Wärmekreislauf 123 ab. Der Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 ist mit dem weiteren Wärmekreislauf 123 durch das weitere Kopplungselement 125 thermisch gekoppelt, wobei das weitere Kopplungselement 125 mit dem weiteren Wärmekreislauf 123 mittels einer lösbaren Verbindung mechanisch verbunden ist. Das weitere Kopplungselement 125 kann eine thermisch leitende Platte umfassen. Der weitere Wärmekreislauf 123 basiert auf einer zum Wärmekreislauf 1 17 analogen Funktionsweise. Der weitere Wärmekreislauf 123 ist mit einer Wärmetransportsubstanz gefüllt, die sich durch Wärmeaufnahme von dem Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 erwärmt. Durch den vorliegenden Temperaturgradienten steigt die erwärmte Wärmetransportsubstanz in dem weiteren Wärmekreislauf 123 nach oben. Im oberen Bereich des weiteren Wärmekreislaufs 123 kann die erwärmte Wärmetransportsubstanz die aufgenommene Wärmemenge an den Außenbereich des Kältegeräts 100 abgeben. Durch die Wärmeabgabe kommt es zu einer Abkühlung der Wärmetransportsubstanz in dem weiteren Wärmekreislauf 123, wodurch die Wärmetransportsubstanz kondensiert und als Flüssigkeit in dem weiteren Wärmekreislauf 123 nach unten sinkt, um im unteren Bereich erneut für die Aufnahme einer Wärmemenge von dem Kältemittel-Verflüssiger 1 1 1 zur Verfügung zu stehen. Somit kann sowohl durch den Wärmekreislauf 1 17 als auch durch den weiteren Wärmekreislauf 123 ein wirksamer Wärmetransport durch die Wärmetransportsubstanz ermöglicht werden. Ein technischer Vorteil bei der physischen Trennung von Wärmekreislauf 1 17, 123 und Kältekreislauf 105 ist, dass der Kältemittelkreislauf 105 im Vergleich zu herkömmlichen Kältegeräten 100 verkleinert werden kann. Dadurch wird im erfindungsgemäßen Kältemittelkreislauf 105 eine geringere Menge von Kältemittel benötigt. Um die Wärmeübertragung zwischen dem Wärmetauscher 1 15, 121 und dem Wärmekreislauf 1 17, 123 zu verbessern, kann der Wärmetauscher 1 15, 121 ein Innenrohr zur Leitung des Kältemittels des Kältemittelkreislaufs 105 umfassen, wobei das Innenrohr eine poröse oder geriffelte Oberflächenstruktur aufweist. Durch die poröse oder geriffelte Oberflächenstruktur kann die Oberfläche des Innenrohrs in dem Wärmetauscher 1 15, 121 vergrößert werden. Diese Maßnahme erhöht auf der Seite des Kältemittelkreislaufes 105 die zwischen dem Wärmetauscher 1 15, 121 und dem Wärmekreislauf 1 17, 123 übertragene Wärmemenge. Da der Wärmekreislauf 1 17, 123, insbesondere als ein Thermosiphon ausgestaltet ist, das große Wärmemengen aufnehmen, bzw. abgeben kann, ist bereits eine geringe Länge des Innenrohrs ausreichend, um die nötige Wärmemenge zwischen dem Wärmetauscher 1 15, 121 und dem Wärmekreislauf 1 17, 123 zu übertragen.
Der Wärmekreislauf 1 17, 123 kann ein belüftetes Thermosiphon umfassen, da ein belüftetes Thermosiphon eine größere Wärmemenge übertragen kann, als ein statisches Thermosiphon. Ein belüftetes Thermosiphon umfasst einen Lüfter, welcher einen Luftstrom an das Thermosiphon leitet, wodurch die Wärmeaufnahme, bzw. Wärmeabgabe des belüfteten Thermosiphons wirksam erhöht werden kann. Der Wärmekreislauf 1 17, 123 kann ein Ventil umfassen, durch das der Wärmekreislauf 1 17, 123 nach Bedarf ein- oder ausschaltbar ist, indem der Fluss der Wärmetransportsubstanz entweder durch das Ventil freigegeben oder unterbrochen wird. Die Steuerung des Ventils kann in Abhängigkeit von den Temperaturanforderungen in dem Kältegerät 100 geschehen, und beispielsweise in Kombination mit Temperatursensoren durchgeführt werden. Die Temperatursensoren können in bestimmten Bereichen des Kältegeräts 100 die Temperatur erfassen. Eine Steuerung kann durch eine Freigabe, bzw. durch ein Verschließen des Ventils den Fluss der Wärmetransportsubstanz in dem Wärmekreislauf 1 17, 123 in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur steuern. Der Wärmekreislauf 1 17, 123 kann ausgebildet sein, Wärme von einem bestimmten zu kühlenden Kühlfach, wie z.B. einer Tiefkühlkammer, abzuführen.
Somit wird durch die vorliegende Erfindung ein Kältegerät 100 realisiert, welches einen Kältemittelkreislauf 105 mit einer reduzierten Größe und mit einer geringen Menge von Kältemittel aufweist. Durch die Verwendung des Kopplungselements 1 19, 125 wird eine lösbare mechanische Verbindung zwischen dem Kopplungselement 1 19, 125 und dem Wärmekreislauf 1 17, 123 realisiert. Dadurch kann der Wärmekreislauf 1 17, 123 in einer einfachen Art und Weise bei der Montage des Kältegeräts 100 verbaut werden. Dadurch wird eine Vereinfachung der Montage des Kältegeräts 100 erreicht und die Anzahl der Verbindungsstellen kann reduziert werden. Eine lösbare Verbindung ist von Vorteil, wenn vorgefertigte Baugruppen, wie z.B. vorgefertigte Wärmekreisläufe 1 17, 123, an die Fertigungslinien bei der Montage des Kältegeräts 100 geliefert werden. Dann können die verschiedenen vorgefertigten Wärmekreisläufe 1 17, 123 ohne Löt- oder Schweißaufwand miteinander verbunden und technisch verschlossen werden.
Durch die physische Trennung des Kältemittelkreislaufes 105 von dem Wärmekreislauf 1 17, 123 ist eine modulare Abgrenzung der Funktionen des Kältegeräts 100 möglich. So kann der Kältemittelkreislauf 105 in großer Stückzahl hergestellt werden und fest in verschiedenen Gerätetypen des Kältegeräts 100 verbaut werden. Die verschiedenen Ausprägungen des Wärmekreislaufs 1 17, 123 können anschließend in einer einfachen Art und Weise in den verschiedenen Gerätetypen mit dem Kältemittelkreislauf 105 verbunden werden. In Reparaturfällen kann der Wärmekreislauf 1 17, 123 mit geringem Aufwand getauscht werden.
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
Bezugszeichenliste
100 Kältegerät
101 Kältegerätetür
103 Rahmen
105 Kältemittelkreislauf
107 Kältemittel-Verdampfer
109 Kältemittel-Verdichter
1 1 1 Kältemittel-Verflüssiger
1 13 Drosselorgan
1 15 Wärmetauscher
1 17 Wärmekreislauf
1 19 Kopplungselement
121 Weiterer Wärmetauscher
123 Weiterer Wärmekreislauf
125 Weiteres Kopplungselement

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Kältegerät (100) mit einem Kältemittelkreislauf (105), welcher einen Wärmetauscher (1 15, 121 ) umfasst, und mit einem Wärmekreislauf (1 17, 123), dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmetauscher (1 15, 121 ) mit dem Wärmekreislauf (1 17, 123) mittels eines Kopplungselementes (1 19, 125) thermisch gekoppelt ist, und dass
das Kopplungselement (1 19, 125) mit dem Wärmekreislauf (1 17, 123) mittels einer lösbaren Verbindung mechanisch verbunden ist.
Kältegerät (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung eine Kraftschlussverbindung, insbesondere eine Schraubverbindung, eine Steckverbindung oder eine Formschlussverbindung, insbesondere eine Rastverbindung, umfasst.
Kältegerät (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmetauscher (1 15, 121 ) ein Kältemittel-Verdampfer (107) oder ein Kältemittel- Verflüssiger (1 1 1 ) ist.
Kältegerät (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmetauscher (1 15) ein Kältemittel-Verdampfer (107) ist, und dass
der Wärmekreislauf (1 17) ausgebildet ist, eine Wärmemenge aus einem Kühlbereich des Kältegeräts (100) aufzunehmen und an den Kältemittel-Verdampfer (107) abzugeben.
Kältegerät (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmetauscher (121 ) ein Kältemittel-Verflüssiger (1 1 1 ) ist, welcher ausgebildet ist, eine Wärmemenge an den Wärmekreislauf (123) abzugeben, und dass
der Wärmekreislauf (123) ausgebildet ist, die aufgenommene Wärmemenge an den Außenbereich des Kältegeräts (100) abzugeben. Kältegerät (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmetauscher (1 15) ein Kältemittel-Verdampfer (107) ist, dass der Kältemittelkreislauf (105) einen weiteren Wärmetauscher (121 ) umfasst, welcher ein Kältemittel-Verflüssiger (1 1 1 ) ist, und dass das Kältegerät (100) einen weiteren Wärmekreislauf (123) umfasst, wobei
der Wärmekreislauf (1 17) ausgebildet ist, eine Wärmemenge aus einem Kühlbereich des Kältegeräts (100) aufzunehmen und an den Kältemittel-Verdampfer (107) abzugeben, um die Wärmemenge dem Kältemittelkreislauf (105) zuzuführen, wobei der Kältemittel-Verflüssiger (1 1 1 ) ausgebildet ist, die dem Kältemittelkreislauf (105) zugeführte Wärmemenge an den weiteren Wärmekreislauf (123) abzugeben, und wobei
der weitere Wärmekreislauf (123) ausgebildet ist, die aufgenommene Wärmemenge an den Außenbereich des Kältegeräts (100) abzugeben.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1 15, 121 ) ein Innenrohr zur Leitung des Kältemittels umfasst, wobei das Innenrohr eine poröse oder geriffelte Oberflächenstruktur aufweist.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1 15, 121 ) als eine thermisch leitende Platte ausgebildet ist.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (1 19, 125) eine thermisch leitende Platte umfasst.
0. Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmekreislauf (1 17, 123) ein Thermosiphon, ein belüftetes Thermosiphon oder ein Heizrohr umfasst, bevorzugt ein belüftetes Thermosiphon. 1 . Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmekreislauf (1 17, 123) eine Wärmetransportsubstanz enthält, welche ein Alkan, einen Fluorkohlenwasserstoff, einen Alkohol oder Wasser umfasst, bevorzugt Isobutan, einen Alkohol oder Wasser.
12. Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmekreislauf (1 17, 123) ein Ventil umfasst, wobei das Ventil ausgebildet ist, in einer ersten Position den Wärmekreislauf (1 17, 123) freizugeben, und in einer zweiten Position den Wärmekreislauf (1 17, 123) zu verschließen.
13. Kältegerät (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältegerät (100) einen Temperatursensor zur Erfassung eines Temperaturwerts eines
Kühlbereichs des Kältegeräts (100), und eine Ventilsteuerung zur Steuerung des Ventils umfasst, wobei die Ventilsteuerung ausgebildet ist, das Ventil in Abhängigkeit des erfassten Temperaturwerts zu steuern.
4. Kältegerät (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlbereich ein Kühlfach aufweist, wobei der Wärmekreislauf (1 17, 123) mit dem Kühlfach thermisch gekoppelt ist, wobei der Temperatursensor ausgebildet ist, einen Temperaturwert in dem Kühlfach zu erfassen, und wobei die Ventilsteuerung ausgebildet, dass Ventil in Abhängigkeit des erfassten Temperaturwerts zu steuern.
5. Kältegerät (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfach des Kältegeräts (100) eine Tiefkühlkammer umfasst.
PCT/EP2015/077014 2014-12-02 2015-11-18 Kältegerät mit einem wärmekreislauf WO2016087210A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580065452.0A CN107003043B (zh) 2014-12-02 2015-11-18 具有加热回路的制冷器具
US15/532,520 US10495367B2 (en) 2014-12-02 2015-11-18 Refrigeration appliance with a heat circuit
EP15797097.1A EP3227621A1 (de) 2014-12-02 2015-11-18 Kältegerät mit einem wärmekreislauf

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014224669.5A DE102014224669A1 (de) 2014-12-02 2014-12-02 Kältegerät mit einem Wärmekreislauf
DE102014224669.5 2014-12-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016087210A1 true WO2016087210A1 (de) 2016-06-09

Family

ID=54557428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/077014 WO2016087210A1 (de) 2014-12-02 2015-11-18 Kältegerät mit einem wärmekreislauf

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10495367B2 (de)
EP (1) EP3227621A1 (de)
CN (1) CN107003043B (de)
DE (1) DE102014224669A1 (de)
WO (1) WO2016087210A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10718558B2 (en) * 2017-12-11 2020-07-21 Global Cooling, Inc. Independent auxiliary thermosiphon for inexpensively extending active cooling to additional freezer interior walls

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6067814A (en) * 1995-11-14 2000-05-30 Kvaerner Asa Method for cooling containers and a cooling system for implementation of the method
EP1692437A1 (de) * 2003-11-20 2006-08-23 Arcelik Anonim Sirketi Kühlvorrichtung
US20080156028A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Whirlpool Corporation Utilities grid for distributed refrigeration system
DE102012207683A1 (de) * 2012-05-09 2013-11-14 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Haushaltskältegerät mit Wärmetauscher und Verdampfer am Gefrierfach

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100377618B1 (ko) * 2000-06-09 2003-03-26 엘지전자 주식회사 상변화 물질을 이용한 냉장고
US6668570B2 (en) * 2001-05-31 2003-12-30 Kryotech, Inc. Apparatus and method for controlling the temperature of an electronic device under test
US8219569B2 (en) * 2003-08-25 2012-07-10 Oracle International Corporation In-place evolution of XML schemes
EP2653386B1 (de) * 2012-04-17 2014-12-10 Airbus Operations GmbH Wärmeableitung der Leistungselektronik einer Kühleinheit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6067814A (en) * 1995-11-14 2000-05-30 Kvaerner Asa Method for cooling containers and a cooling system for implementation of the method
EP1692437A1 (de) * 2003-11-20 2006-08-23 Arcelik Anonim Sirketi Kühlvorrichtung
US20080156028A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Whirlpool Corporation Utilities grid for distributed refrigeration system
DE102012207683A1 (de) * 2012-05-09 2013-11-14 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Haushaltskältegerät mit Wärmetauscher und Verdampfer am Gefrierfach

Also Published As

Publication number Publication date
EP3227621A1 (de) 2017-10-11
CN107003043A (zh) 2017-08-01
US20170343266A1 (en) 2017-11-30
CN107003043B (zh) 2020-09-15
US10495367B2 (en) 2019-12-03
DE102014224669A1 (de) 2016-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2891397B1 (de) Wärmetauscher für die schaltschrankkühlung und eine entsprechende kühlanordnung
EP2625478B1 (de) Kältegerät mit einem kältespeicher
EP1416233B1 (de) Adsorptions-Kühlapparat mit Pufferspeicher
DE102005011807A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Kühlung eines Substrats, insbesondere eines Halbleiters
DE102011007415A1 (de) Verdunstungsvorrichtung für ein Kältegerät
EP3213012A1 (de) Kältegerät mit einem wärmetauschelement
DE69903657T2 (de) Den peltiereffekt verwendender haushaltkühlschrank mit wärmespeichern und thermosiphons mit verdampfung
WO2015128164A1 (de) Kältegerät
EP2686624A2 (de) Kältegerät mit wärmespeicher
WO2016087210A1 (de) Kältegerät mit einem wärmekreislauf
EP2697580B1 (de) Verdunstungsvorrichtung für ein kältegerät
WO2008028790A1 (de) Kältegerät
DE202013101884U1 (de) Vorrichtung zum Aufnehmen und Verdampfen von kondensierten Flüssigkeiten an einer Kälteanlage und Kälteanlage mit dieser Vorrichtung
DE102014222113A1 (de) Kältegerät mit einem Wärmekreislaufsystem
EP3810999B1 (de) Verfahren zum betrieb einer wärmepumpe und eine kältemaschine
EP3260797A1 (de) System zum konditionieren von luft eines raumes und anordnung des systems
WO2016173792A1 (de) Kältegerät mit einem wärmetauscher
WO2016074893A1 (de) Nofrost-kältegerät
DE102004057432B4 (de) Kühlgerät
DE102019202649A1 (de) Kältegerät
DE102023202884A1 (de) Wärmetauscher mit Abtauvorrichtung und Vorrichtung zum Temperieren
DE1601010C3 (de) Kühlgerät, insbesondere Zweitemperaturen-Kühlschrank
DE102015207747A1 (de) Kältegerät mit einem Wärmetauscher
DE102017128524A1 (de) Wärmepumpe
DE102015207842A1 (de) Kältegerät mit einem Heizabschnitt

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15797097

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015797097

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15532520

Country of ref document: US