[0001] Die Erfindung betrifft ein Kühlmöbel mit einer Kälteanlage, welche einen Kältemittelverdampfer
sowie einen Kältemittelverflüssiger aufweist, und mit einer Verdunsterschale, in welche
Abtauwasser vom Kältemittelverdampfer eingeleitet wird.
[0002] Derartige Kühlmöbel werden beispielsweise in Supermärkten zur Lagerung und Präsentation
von Waren, die unterhalb der Umgebungstemperatur gehalten werden müssen, aufgestellt.
In vielen Fällen lohnt sich dabei ein Anschluß an eine zentrale Verbundkälteanlage
nicht, die flüssiges, unter Druck stehendes Kältemittel an die Kältemittelverdampfer
mehrerer Kühlmöbel und/oder Kühlräume liefert. Das Kühlmöbel muß also eine eigene
Kälteanlage besitzen, in der gasförmiges Kältemittel verdichtet und verflüssigt und
anschließend wieder dem Kältemittelverdampfer zugeführt wird. Der Verflüssiger wird
dabei in der Regel mit Luft gekühlt, die von einem Gebläse herangeführt wird.
[0003] Um einen effektiven Wärmeübergang am Kältemittelverdampfer zu gewährleisten, werden
dessen Außenflächen von Zeit zu Zeit abgetaut. Um größeren Aufwand zu vermeiden, wird
im allgemeinen das dabei anfallende Abtauwasser in eine im Möbel angeordnete Verdunsterschale
geleitet. Dabei muß gewährleistet werden, daß auch bei maximaler Außentemperatur und
maximaler Luftfeuchtigkeit genügend Abtauwasser verdunstet, damit kein unkontrollierter
Überlauf entsteht.
[0004] Bei bekannten Kühlmöbeln der eingangs genannten Art ist es üblich, bei der Verdichtung
und Verflüssigung von Kältemittel abfallende Wärme zum Verdunsten von Abtauwasser
einzusetzen. Dazu wird die Verdunsterschale in der Nähe von Kältemittelverdichter
und -verflüssiger montiert (in der Regel im Sockelbereich des Möbels). Die Verdunsterschale
wird auf der Abluftseite des Verflüssigers angeordnet. Zusätzlich ist es notwendig,
heißen Kältemitteldampf (zwischen Verdichten und Verflüssigen) in indirekten Wärmeaustausch
mit Abtauwasser zu bringen. Dazu müssen mehrere Schlangen von Kältemittelleitungen
in die Verdunsterschale eingebracht werden.
[0005] Gerade letztere Maßnahme bewirkt hohe Kosten in der Herstellung eines derartigen
Kühlmöbels. Zum einen ist zusätzliches Material für Kältemittelleitungen erforderlich,
die für die Kälteanlage selbst nicht unbedingt notwendig ist. Zum anderen hat sich
aber vor allem die Montage von Leitungsschlangen in einer Verdunsterschale als sehr
aufwendiges und arbeitsintensives Unterfangen herausgestellt.
[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühlmöbel der eingangs genannten
Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Herstellungskosten besonders gering gehalten
werden können und dennoch eine zuverlässige Verdunstung des anfallenden Abtauwasser
gewährleistet ist.
[0007] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verdunsterschale mehrere durch Barrieren
voneinander getrennte Füllräume aufweist, wobei das Abtauwasser vom Kältemittelverdampfer
her in einen der Füllraume eingeleitet wird und jeweils dann in einen weiteren Füllraum
einfließt, wenn ein benachbarter Füllraum so weit gefüllt ist, daß Abtauwasser über
die Barriere zwischen dem weiteren Füllraum und den benachbarten Füllraum überläuft.
[0008] Die Verdunsterschale enthält also mindestens zwei Teilräume, die hier als Füllräume
bezeichnet werden. Diese sind durch eine Barriere voneinander getrennt. Abtauwasser
wird vom Kältemittelverdampfer her in einen der Füllräume eingeleitet. In diesem steigt
der Wasserspiegel an, bis die Oberkante der Barriere zum benachbarten Füllraum erreicht
ist. Bei weiterem Zustrom läuft Wasser über die Barriere über und fließt in den benachbarten
Füllraum ein.
[0009] In der Regel werden mehrere Füllräume vorgesehen sein. Ihre Anordnung relativ zueinander
ist prinzipiell nicht eingeschränkt. Sinnvollerweise sind allerdings Lage der Füllräume
und die Höhe der Barrieren so gewählt, daß bei maximaler Abtauwassermenge alle Füllräume
ausgenutzt werden können.
[0010] Der Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion der Verdunsterschale besteht darin,
daß durch das Überlaufen zusätzliche Flächen benetzt werden. Die Gesamtoberfläche,
welche zum Verdunsten zur Verfügung steht wird damit erhöht, so daß aufwendige Maßnahmen
wie indirekter Wärmetausch mit heißem Kältemittel entbehrlich werden.
[0011] Günstig ist es, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Verdunsterschale
eine Anzahl n von in einer Reihe angeordneten Füllräumen aufweist, wobei Abtauwasser
in den ersten Füllraum eingeleitet wird und jeweils durch Überlaufen des (j-1)-ten
Füllraumes in den j-ten Füllraum einströmt.
[0012] Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn dabei der j-te Füllraum tiefer als der
(j-1)-te Füllraum angeordnet ist. Der stufenartige Aufbau ermöglicht eine weitere
Erhöhung der für die Verdunstung wirksamen Oberflächen.
[0013] In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlmöbels werden die Barrieren zwischen
jeweils zwei Füllräumen durch jeweils zwei im Winkel zueinander angeordnete Wände
gebildet.
[0014] Die beiden Wände sind zur Vertikalen geneigt angeordnet. Ihre gemeinsame Kante bildet
die Oberkante der jeweiligen Barriere. Abtauwasser fließt beim Überlaufen eines Füllraumes
über eine solche Wand in den benachbarten Füllraum. Die geneigte Anordnung erhöht
weiter die benetzte Oberfläche und verringert außerdem die Fließgeschwindigkeit beim
Überlaufen. Beides verbessert die Verdunstung von Abtauwasser.
[0015] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können jeweils zwei Wände zweier benachbarter
Barrieren, welche einen Füllraum einschließen, an ihren unteren Enden zusammenstoßen
und dort den tiefsten Punkt dieses Füllraumes bilden.
[0016] Insgesamt ergibt sich im Querschnitt eine Zickzack-Form aus miteinander verbundenen
Wänden, üblicherweise aus ebenen Blechen hergestellt. Hierdurch erreicht man mit sehr
niedrigen Produktionskosten günstige Verdunstungseigenschaften.
[0017] Umfangreiche Versuche mit dieser Art von Verdunsterschalen haben gezeigt, daß in
vielen Fällen - ausreichende Belüftung vorausgesetzt - keine weiteren Maßnahmen zur
Erhöhung der Verdunstungsleistung erforderlich sind.
[0018] Sollte dies aber dennoch der Fall sein, ist es günstig, der Verdunsterschale warme
Luft vom Kältemittelverflüssiger her zuzuführen.
[0019] Dies kann einfach durch entsprechende Anordnung der Verdunsterschale im Abluftstrom
bewerkstelligt werden.
[0020] Vorteilhaft ist dabei, wenn die warme Luft zunächst dem am tiefsten angeordneten
Füllraum zugeleitet wird.
[0021] Die warme Luft strömt dadurch nicht nur über die Oberflächen des in den Füllräumen
stehenden Wassers, sondern auch über die benetzten Flächen der Barrieren. Die der
Verdunstung zur Verfügung stehende Fläche wird also vollständig von der erwärmten
(und damit relativ trockenen) Luft angeströmt.
[0022] Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei ist
nicht das gesamte erfindungsgemäße Kühlmöbel dargestellt, sondern die Verdunsterschale
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlmöbels, in Figur 1 in Draufsicht und
in Figur 2 im Querschnitt. Die Neigung der schräg zur Horizontalen orientierten Flächen
ist in Figur 1 durch unterschiedliche Schraffierung gekennzeichnet.
[0023] Die Verdunsterschale ist nach außen hin durch einen Rahmen 3 und einen Boden 4 begrenzt.
Beide sind, wie auch die übrigen Teile, vorzugsweise aus Aluminiumblech hergestellt.
[0024] Erfindungsgemäß weist die Verdunsterschale eine Mehrzahl von Füllräumen F₁ bis F
n. Die Anzahl n der Füllräume beträgt in dem speziellen Ausführungsbeispiel acht. Als
sinnvoll hat sich allgemein ein Wertebereich von sieben bis zwanzig für die Anzahl
n herausgestellt.
[0025] Die Füllräume F₁ bis F
n sind paarweise durch Barrieren B₁ bis B
n-1 voneinander getrennt. Die Barrieren B₁ bis B
n-1 verlaufen horizontal über die gesamte Breite der Verdunsterschale (waagerecht in
Figur 1, senkrecht zur Zeichenebene von Figur 2).
[0026] Jede Barriere B
j wird durch zwei Wände W
j,a und W
j,b gebildet, die schräg zur Vertikalen stehen. Ihre gemeinsame Kante stellt gleichzeitig
die Oberkante der Barriere B
j dar, welche den Überlauf vom Füllraum F
j in den Füllraum F
j+i regelt.
[0027] Dieselben Wände bilden auch die Begrenzungen der Füllräume F₂ bis F
n-1 nach unten: Der Füllraum F
j stellt beispielsweise eine über die gesamte Breite der Verdunsterschale verlaufende
Rinne dar. Diese Rinne wird durch die beiden Wände W
j-1,b und W
j,a der an den Füllraum F
j angrenzenden Barrieren B
j-1 und B
j gebildet. Es ergibt sich dadurch der in Figur 2 deutlich erkennbare zickzackförmige
Verlauf im Querschnitt.
[0028] Außerdem sind ist die Höhe der Füllräume F₁ bis F
n treppenförmig abgestuft (von links nach rechts im Querschnitt von Figur 2). Ein Füllraum
F
j ist jeweils etwa 10 bis 40 mm, vorzugsweise etwa 18 mm tiefer als der (in Figur 2
links) vorangehende Füllraum F
j-1 angeordnet. Der äußere Rahmen 3 der Verdunsterschale erhält in Anpassung an die Stufenform
im wesentlichen Trapezform.
[0029] Sobald Abtauwasser anfällt wird dieses in den ersten Füllraum F₁ eingeleitet (Pfeil
1). Dazu dient beispielsweise ein Schlauch, der von einem Wassersammler unterhalb
des Kältemittelverdampfers zur Verdunsterschale führt.
[0030] Wenn der erste Füllraum F₁ bis zur Oberkante der Barriere B₁ aufgefüllt ist, läuft
Wasser über die Barriere B₁ hinweg in den zweiten Füllraum F₂ hinein. Solange die
Verdunstungsleistung der bisher aufgefüllten Füllräume F₁ bis F
j-1 nicht ausreicht, um die momentan zuströmende Menge an Abtauwasser zu verdampfen,
strömt überlaufendes Abtauwasser über die Barriere B
j-1 hinweg jeweils in den folgenden Füllraum F
j ein. Sowohl in dieser Auffüllphase als auch im stationären Zustand, wenn insgesamt
genausoviel Wasser verdunstet, wie oben in den Füllraum F₁ einströmt, sind sämtliche
Wände W
1,b bis W
j-1,b der Barrieren B₁ bis B
j-1 durch überlaufendes Wasser benetzt. Erst wenn weniger Abtauwasser nachströmt als
verdunstet, wird die Benetzung der Barrieren (von B₁ aus beginnend) wieder beendet.
[0031] Die Anzahl und Form der Füllräume muß so gewählt werden, daß die Verdunstungsleistung
der Gesamtheit der Füllräume und Barrieren der maximal anfallenden Abtauwassermenge
entspricht.
[0032] Sollte dies nicht allein durch die geometrische Gestaltung der Verdunsterschale erreichbar
sein, kann warme Luft vom Kältemittelverflüssiger her über die Verdunsterschale geführt
werden (Pfeile 2 in Figur 2). Hier ist die treppenförmige Gestaltung wieder von besonderem
Vorteil: Die in Figur 2 nach rechts weisenden Wände W
j,b der Barrieren B₁ bis B
n-1 können dadurch nämlich direkt von der seitlich herangeführten warmen Luft angeströmt
werden, so daß ein besonders intensiver Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch und damit
eine hohe Verdunstungsleistung erreicht wird.
[0033] Bei einem Versuchsgerät, einer oben offenen Tiefkühltruhe, wurde nachgewiesen, daß
die detailliert beschriebene Ausführungsvariante auch bei Extrembedingungen von Außentemperatur
und Luftfeuchtigkeit in der Lage ist, das gesamte anfallende Abtauwasser zu verdunsten.
1. Kühlmöbel mit einer Kälteanlage, welche einen Kältemittelverdampfer sowie einen Kältemittelverflüssiger
aufweist, und mit einer Verdunsterschale, in welche Abtauwasser vom Kältemittelverdampfer
eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdunsterschale mehrere durch Barrieren
(B₁ bis Bn-1) voneinander getrennte Füllräume (F₁ bis Fn) aufweist, wobei das Abtauwasser vom Kältemittelverdampfer her in einen (F₁) der
Füllraume (F₁ bis Fn) eingeleitet wird (1) und jeweils dann in einen weiteren Füllraum (Fj, j=2,...,n) einfließt, wenn ein benachbarter Füllraum (Fj-1) so weit gefüllt ist, daß Abtauwasser über die Barriere (Bj-1) zwischen dem weiteren Füllraum (Fj) und den benachbarten Füllraum (Fj-1) überläuft.
2. Kühlmöbel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdunsterschale eine Anzahl
n von in einer Reihe angeordneten Füllräumen (F₁ bis Fn) aufweist, wobei Abtauwasser in den ersten Füllraum (F₁) eingeleitet (1) wird und
jeweils durch Überlaufen des (j-1 )-ten Füllraumes (Fj-1, j=2,...,n) in den j-ten Füllraum (Fj) einströmt.
3. Kühlmöbel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der j-te Füllraum (Fj, j=2,...,n) tiefer als der (j-1)-te Füllraum (Fj-1) angeordnet ist.
4. Kühlmöbel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Barrieren
(Bj, j=1,...,n-1) zwischen jeweils zwei Füllräumen (Fj, Fj+1) durch jeweils zwei im Winkel zueinander angeordnete Wände (Wj,a, Wj,b) gebildet wird.
5. Kühlmöbel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wände (Wj-1,b, Wj,a) zweier benachbarter Barrieren (Bj-1, Bj; j=2,...,n), welche einen Füllraum (Fj) einschließen, an ihren unteren Enden zusammenstoßen und dort den tiefsten Punkt
dieses Füllraumes (Fj) bilden.
6. Kühlmöbel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdunsterschale
warme Luft (2) vom Kältemittelverflüssiger her zugeführt wird.
7. Kühlmöbel nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die warme Luft (2) zunächst
dem am tiefsten angeordneten Füllraum (Fn) zugeleitet wird.