Verdampfer für ein Mehr-Temperaturen Kühlgerät

Abstract

 in einem Mehrtemperaturen-Kühlgerät ist ein kombinierter Verdampfer vorgesehen, bei dem der dem Tiefkühlfach zugeordnete Verdampfer (2) als liegendes U und der Verdampfer für das darunter angeordnete Normalkühlfach als Platte ausgebildet ist. Die Einspritzung des expandierten Kältemittels erfolgt in den Kältemittelkanal (7) der Deckenplatine (2) des Tiefkühlfach-Verdampfers, der windungsfrei durch die Seitenwand (3) in die Bohrung der Bodenplatine (1) geführt ist. Von dort verzweigt sich der Kältemittelkanal (7) in einen Parallelkanal (10), der durch die Seitenwand (3) in die Deckenplatine (2) geleitet ist und in die dort angeordnete mäanderförmige Berohrung mündet sowie durch die Seitenwand (3) zum Hauptkühlfach-Verdampfer (5) geführt ist. Im Parallelkanal befindet sich wenigstens ein Querkanal (11), der ebenso wie die übrige Führung und Ausbildung des Kältemittelkanals zur Trennung des flüssigen vom verdampften Kältemittelkompressor dient. Dadurch wird eine Vereisung des Kältemittelkanals an der Einmündung in den Normalkühlfach-Verdampfer zumindest weitgehend verhindert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Verdampfer gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.

[0002] Der Verdampfer ist Teil einer intermittierend betriebenen Kompressionskältemaschine,wobei der dem Hauptkühlfach zugeordnete Verdampferteil während der Stillstandszeit der Kompressionskältemaschine von Reif- und Eisansatz abgetaut wird. Diese für die beschriebene Kühlgeräteausführung bevorzugt angewandte Verdampferanordnung hat in den bekannten Ausführungen den Nachteil, daß während der Stillstandszeit der Kompressionskältemaschine bedingt durch den Druckausgleich in dem Kältesystem flüssiges Kältemittel von dem dem Tiefkühlfach zugeordneten Verdampfer in den dem Hauptkühlfach zugeordneten Verdampfer transportiert wird. Dieses flüssige Kältemittel verdampft durch die höhere Wärmebelastung beim Eintritt in den Hauptkühlfachverdampfer, vornehmlich an der Verbinüngsstelle des Tiefkühl- und des Hauptkihlfachverdampfers und verhindert durch die hieraus resultierende stetige Kühlung dieses Verdampferteiles die erforderliche vollständige Abtauung des Hauptkühlfachverdampfers. Um einen die Funktion des Hauptkühlfachverdampfers gefährdenden Eisaufbau zu vermeiden, werden bei bekannten Kühlgeräten dieser Bauart zusätzliche Maßnahmen zur vollständigen Abtauuhg und Vermeidung von Eisansatz erforderlich. Die zur Abtauung der in der Stillstandszeit durch nachströmende Flüssigkeit gekühlten Flächen erforderliche zusätzliche Erwärmung wird unter Ausnutzung der Umgebungswärme durch lange Stillstandszeiten oder durch Anordnung eines elektrischen Heizungssystemes am Verdampfer erreicht. Dies hat im ersteren Fall zu große Temperaturschwankungen im Kühlgut und im zweiten Fall eine unnötige Erhöhung des Energieverbrauches durch Einbringung einer Wärmequelle im Kühlfach zur Folge.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verdampfer gem-äß dem Oberbegriff des ersten Anspruches Maßnahmen zu treffen, durch die bei einfachem Aufbau Vereisungen am Hauptkühlfachverdampfer im Bereich der Verbindungsstelle von Tiefkühlfachverdampfer und Hauptkühlfachverdampfer vermieden werden können, insbesondere dadurch, daß das Nachströmen von flüssigem Kältemittel während der Stillstandszeit der Kompressionskältemaschine in den Hauptkühlfachverdampfer vermieden wird und damit die erforderliche zusätzliche Energie:zur Abtauung wesentlich reduziert werden oder entfallen kann.

[0004] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruches.

[0005] Durch eine Ausgestaltung gemäß der Erfindung wird das von dem als Drosselorgan wirkenden Kapillarrohr kommende Kältemittel durch die Deckenplatine auf kurzem Wege in die Bodenplatine des Tiefkühlfachverdampfers geleitet, in welcher die Berohrung großvolumig mit mehreren Parallelwegen zur Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit geführt ist. Von der Bodenplatine führt ein Parallelkanal steil nach oben zur Deckenplatine, wobei in der Seitenwand wenigstens ein Querkanal zwischen den Rohren des Parallelkanals vorgesehen ist. In der Deckenplatine dagegen verläuft die Berohrung einzügig in mehreren mäanderförmigen Windungen. Bei dieser Kältemittelkanalanordnung wirkt die untere Bodenplatine als eine Art Sammelgefäß, in dem eine weitgehende Trennung von gasförmigen und flüssigem Kältemittel eintritt, wenn der Kompressor im Kältemittelkreislauf abgeschaltet ist und der Antrieb des Kältemittels durch den Druckausgleich im Kältemittelkreislauf erfolgt. Insbesondere werden durch den Parallelkanal und den Querkanal in der Seitenwand nochmals die Gasblasen von Flüssigkeitstropfen nach statischen Gesetzmäßigkeiten getrennt, so daß in den Stillstandszeiten des Kompressors aus der Bodenplatine praktisch kein flüssiges Kältemittel nach oben in die Deckenplatine mitgenommen wird. Durch die Strömung mitgerissene geringe Flüssigkeitsmengen trennen sich in der Deckenplatine vom Gasstromund werden durch die steigende Anordnung der Deckenplatinenberohrung in die Bodenplatine zurückgeführt. Durch diese Abtennung von flüssigem Kältemittel wird erreicht, daß nur gasförmiges Kältemittel zum Hauptkühlfachverdampfer strömt. Dadurch wird die Unterkühlung des Verbindungshalses der Verdampfer durch verdampfendes Kältemittel unterbunden und damit die Abtauung des Hauptkühlfachverdempfers auch in diesen kritischen Bereich sibhergestellt.

[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

[0007] Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.'

[0008] Eine Bodenplatine 1 und eine demgegenüber leicht geneigte Deckenplatine 2 bilden zusammen mit einer senkrechten Seitenwand 3 einen einstückig hergestellten Tiefkühlfachverdampfer, an den sich über einen Verbindungshals 4 ein plattenförmiger Hauptkühlfachverdampfer 5 anschließt, welcher etwa in der Ebene der Seitenwand 3 steht. Die Deckenplatine 2 ist von ihrer Verbindungskante 6-mit der Seitenwand 3 aus ansteigend gegenüber einer waagerechten Ebene geneigt. An der Verbin- dun^gskante 6 ist in der Deckenplatine 2 ein Drosselrohr 14 eingeführt, durch die das Kältemittel in den Kältemittelkanal 7 eingeleitet wird. Der Kältemittelkanal 7 ist durch die Deckenplatine 2 und die Seitenwand 3 direkt und windungsfrei in die Bodenplatine 1 geführt. In der Bodenplatine 1 verzweigt sich der Kältemittelkanal 7 in drei hintereinander geschaltete Abschnitte mit parallelen Rohrleitungen 8, die gruppenweise durch mehrere Querleitungen 9 kommunizieren. Hierdurch wird nicht nur.ein großes Volumen für die Aufnahme von Kältemittel sondern aufgrund niedriger Strömungsgeschwindigkeiten in der Druckausgleichsphase des Kältesystems eine Trennung von flüssigem und gasförmigen Kältemittel erreicht. Die parallelen Windungsäste der Berohrung in der Bodenplatine 1 ermöglichen insbesondere den gasförmigen Anteilen einen getrennten Strömungsweg von den stark flüssigkeitsbehafteten Kanalabschnitten, so daß die flüssigen Anteile zum überwiegenden Teil in der Bodenplatine 1 verbleiben. Die gasförmigen Anteile strömen dagegen durch einen vom letzten Windungsast wegführenden Parallelkanal 10 senkrecht durch die Seitenwand 3 nach oben in die Deckenplatine 2. Dabei ist im Parallelkanal 10 zur weiteren Trennung von flüssigem und gasförmigen Kältemittel nach statischen Gesetzmäßigkeiten wenigstens ein Querkanal 11 vorgesehen. In der Deckenplatine 2 ist die Berohrung einzügig in Windungen über die Fläche verteilt, wobei das Abströmrohr 12 durch die Seitenwand 3 stetig fallend nach unten zum Verbindungshals 4 und weiter zu den Windungen des Hauptkühlfachverdampfers 5 verläuft. In der Deckenplatine 2, die von der Verbindungskante 6 an leicht nach oben geneigt ist, wird durch die Steigung eine weitere Trennung zwischen gasförmigem und flüssigem Kältemittel erreicht, wobei das flüssige Kältemittel in die Bodenplatine 1 des Tiefkühlfach- verdampfers zurückgeführt wird. Somit wird nach der Trennung der Gas- und Flüssigphasen von dem höchsten Punkt 13 durch das Abströmrohr 12 die für den Druckausgleich im Kältemittelsystem erforderliche Kältemittelmasse nur im Gaszustand mit geringer Enthalpie in den Hauptkühlfachverdampfer geleitet. In den Stillstandszeiten des Kompressors wird daher der Verbindungshals 4 nicht mehr mit verdampf⁼ barem Kältemittel beaufschlagt, so daß keine nennenswerte Kälteleistung zum Hauptkühlfachverdampfer 5 gelangt. Dadurch ist der Verbindungshals 4, der im Betrieb erfahrungsgemäß zur Vereisung neigt, während der Abtauphase einer wesentlich geringeren Kältebelastung ausgesetzt, so daß an ihm kein stärkerer reif - bzw. Eisansatz als am Hauptkühlfachverdampfer 5 möglich ist. Es bedarf daher keiner oder nur geringer Beheizung dieses Verbundungshalses 4, wodurch eine erhebliche Energieeinsparung möglich ist.

Ansprüche

1. Verdampfer für ein Mehr- Temperaturen-Kühlgerät mit einem unterhalb eines Tiefkühlfaches oder Gefrierfaches angeordneten Hauptkühlfach, mit einem dem Tiefkühlfach oder Gefrierfach zugeordneten Verdampfer. der wenigstens in einer Deckenplatine- in einer Seitenwand und in einer Bodenplatine eine in Windungen geführte Berohrung zur Führung von Kältemittel aufweist, wobei die Einspritzung des expandierten Kältemittels in den Kältemittelkanal in der Deckenplatine erfolgt, und der Tiefkühlfachverdampfer in Reihe vor dem dem Normalkühlfach zugeordneten Verdampfer im Kältemittelkreislauf liegt. dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelkanal (7) windungsfrei in der Deckenplatine (2) und steil abfallend in der Seitenwand (3) direkt zur Berohrung der Bodenplatine (1) geführt ist, daß die Berohrung der Bodenplatine (1) am strömungsseitigen Ende in einen stetig steil steigenden, in der Seitenwand (3) verlaufenden Parallelkanal (10) übergeht, daß die Kanalzweige des Parallelkanals (10) über mindestens einen Querkanal (11) miteinander verbunden sind. daß der Parallelkanal (10) unmittelbar an die Berohrung der Deckenplatine (2) angeschlossen ist. und daß der Kältemittelkanal von dem strömungsseitigen Ende (12) der Deckenplatinenberohrung stetig fallend durch die Seitenwand (3) zum damit verbundenen Hauptkühlfachverdampfer (5) geführt ist.

2. Verdampfer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. daß die Windungsäste der Berohrung der Bodenplatine (1) jeweils parallel zueinander verlaufende Rohre (8) aufweisen. und daß die Rohre (8) jedes Windungsastes durch Querleitungen (9) miteinander verbunden sind.

3. Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet daß die Deckenplatine (2) gegenüber einer waagrechten Ebene geneigt ist derart, daß die Verbindungskante (6) mit der Seitenwand (3) tiefer liegt. daß die Windungen der Berohrung parallel zur Verbindungskante (6) verlaufen. daß der Parallelkanal (10) nahe der Verbindungskante (6) an die Berohrung angeschlossen ist und daß das strömungsseitige Ende der Berohrung der Decken^platine durch einen Punkt (13) läuft der höher als die übrige mäanderförmige Berohrung der Deckenplatine (2) liegt.

4. Verdampfer nach Anspruch 1, 2 oder 3. dadurch,gekennzeichnet, daß der Kältemittelkanal von dem strömungsseitigen Ende der Berohrung der Deckenplatine auf einem nicht mit einer Seitenwand verbundenen stegartigen Verbindungsstück oder als Rohr zum Hauptkühlfachverdampfer (5) geführt ist.

Zeichnung