Verdampferanordnung, insbesondere für verdichterbetriebene Haushalts-Kältegeräte

Abstract

 Bei einer Verdampferanordnung, insbesondere für verdichterbetriebene Haushalts-Kältegeräte mit wenigstens zwei strömungstechnisch in Reihenschaltung miteinander verbundenen, eine unterschiedliche Kälteleistung aufweisenden, platinenartigen Verdampferabschnitten, deren Kältemittelkanalanordnung durch Steuerorgane gesteuert mit von einem Kältemittelverdichter geförderten Kältemittel beaufschlagbar ist, welches über Einspritzstellen den Verdampferabschnitten zugeführt und über eine den Verdampferabschnitten gemeinsame Saugleitung abgeführt ist, weist der Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung im zuflußseitigen Bereich seiner Kältermittelkanalanordnung eine zur strömungstechnischen Verschaltung der Verdampferabschnitte dienende Verbindungsstelle auf, welche in einem monoton fallend angeordneten Abschnitt der Kältemittelkanalanordnung vorgesehen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Verdampferanordnung, insbesondere für verdichterbetriebene Haushalts-Kältegeräte mit wenigstens zwei strömungstechnisch in Reihenschaltung miteinander verbundenen, eine unterschiedliche Kälteleistung aufweisenden, platinenartigen Verdampferabschnitten, deren Kältemittelkanalanordnung durch Steuerorgane gesteuert mit von einem Kältemittelverdichter geförderten Kältemittel beaufschlagbar ist, welches über Einspritzstellen den Verdampferabschnitten zugeführt und über eine den Verdampferabschnitten gemeinsame Saugleitung abgeführt ist.

[0002] Es sind Mehrtemperaturen-Kühlgeräte bekannt, deren thermisch voneinander getrennten Kältefächer anhand einer Verdampferanordnung mit einer entsprechenden Anzahl von Verdampferabschnitten unterschiedlicher Kälteleistung innerhalb ihres zweckbestimmten Temperaturbereiches gehalten sind. Die Verdampferabschnitte sind bei derartigen Mehrtemperaturen-Kältegeräten durch als Magnetventile ausgebildete Steuerorgane einzeln mit Kältemittel beaufschlagbar und zu diesem Zweck mit einer Einspritzstelle versehen, wobei die Verdampferabschnitte geringerer Kälteleistung, wie z.B. Frischkühlfach und Normalkühlfach dem Verdamperabschnitt höherer Kälteleistung, wie beispielsweise einem Gefrierfach in Reihenschaltung vorgeschaltet sind, um den Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung ständig mit Kältemittel zu durchströmen. Bei einer derartigen Verdampferanordnung besteht jedoch die Gefahr, daß während der Abtauphase eines der Verdampferabschnitte geringerer Kälteleistung flüssiges Kältemittel von der Verbindungsstelle mit dem Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung in dessen Kältemittelkanalanordnung eintritt und an der Eintrittsstelle aufgrund der betriebsbedingt in diesem Verdampferabschnitt herrschenden höheren Temperatur verdampft. Dies führt dazu, daß trotz der ständig wiederkehrenden Abtauzyklen sich im Eintrittsbereich des Verdampferabschnitts geringerer Kälteleistung ein stetig anwachsender Eisansatz bildet, welcher letztendlich zu Funktionsstörungen des Gerätes führt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdampferanordnung vorzuschlagen, bei welcher mit einfachen konstruktiven Maßnahmen die Nachteile des Standes der Technik vermieden sind.

[0004] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung im zuflußseitigen Bereich seiner Kältemittelkanalanordnung eine zur strömungstechnischen Verschaltung der Verdampferabschnitte dienende Verbindungsstelle aufweist, welche in einem monoton fallend angeordneten Abschnitt der Kältemittelkanalanordnung vorgesehen ist.

[0005] Durch die erfindungsgemäße Lösung ist einerseits sichergestellt, daß der Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung auch bei Betrieb der Verdampferabschnitte geringerer Kälteleistung mit flüssigem Kältemittel beaufschlagt und somit stets mitgekühlt ist. Andererseits ist gleichzeitig, ohne technisch aufwendige Maßnahmen zur Verhinderung des Rückflusses von flüssigen Kältemittel in einen oder mehrere momentan inaktive Verdampferabschnitte treffen zu müssen, lediglich aufgrund der auf das flüssige Kältemittel einwirkenden Schwerkraft stets sichergestellt, daß keine Flüssigkeitsanteile in die inaktiven Verdampferabschnitte gelangen können. Außerdem ist die Verdampferanordnung auch bezüglich einer gewissen Schrägstellung des Kältegerätes unempfindlich.

[0006] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß drei Verdampferabschnitte vorgesehen sind, von denen einer eine höhere Kälteleistung als die beiden anderen aufweist und jedem der anderen Verdampferabschnitte kältetechnisch in Reihenschaltung nachgeschaltet ist, wobei beide Verdampferabschnitte geringerer Kälteleistung durch eine einzige Verbindungsstelle mit dem Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung strömungstechnisch verschaltet sind.

[0007] Eine solche Lösung zeichnet sich vor allem durch die fertigungsfreundliche und somit kostengünstige Anbindung der Verdampferabschnitte geringerer Kälteleistung an den Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung, aber auch durch ihren kühltechnisch und somit energetisch günstigen Wirkungsgrad aus.

[0008] Besonders einfach und dennoch sicher ist die Anbindung der beiden Verdampferabschnitte geringerer Kälteleistung an den Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung, wenn nach einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß der Verbindungsstelle, entgegen der Strömungsrichtung des Kältemittels ein Kältemittelkanalstück vorgelagert ist, in welchem der Kältemittelstrom aus jeder Kältemittelkanalanordnung der Verdampferabschnitte geringerer Kälteleistung zusammengeführt und in die Verbindungsstelle eingeleitet ist.

[0009] Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung als C-förmig ausgebildeter, einen Boden-, einen Decken- und einen Rückwandabschnitt aufweisender Gefrierfachverdampfer ausgeführt ist, bei welchem die Verbindungsstelle innerhalb des Rückwandabschnittes angeordnet ist.

[0010] Bei einem derartig ausgebildeten Verdampferabschnitt hat sich der Ort für die Anbringung der Verbindungsstelle als besonders günstig hinsichtlich der Verhinderung des Rückflusses von flüssigem Kältemittel in einen der nicht aktiven Verdampferabschnitte erwiesen.

[0011] Nach einer letzten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgsehen, daß der Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung und die Verdampferabschnitte geringerer Kälteleistung innerhalb einer einstückigen Verdampferplatine angeordnet sind und daß jeder der Verdampferabschnitte innerhalb der einstückigen Verdampferplatine mit einer an seiner Wärmetauschfläche vorgesehenen Einspritzstelle versehen ist.

[0012] Durch eine solche Lösung ist einerseits eine innerhalb des Fertigungsprozesses besonders einfach zu handhabende Verdampferanordnung geschaffen, bei welcher zudem noch eine besonders exakte Temperaturführung aufgrund der jedem Verdampferabschnitt separat zugeordneten Einspritzstelle für das flüssige Kältemittel möglich ist.

[0013] Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der beigefügten Zeichnung vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

[0014] Die einzige Figur zeigt einen platinenartigen Verdampfer in gestreckter Darstellung mit drei innerhalb der Platinenfläche angeordneten Verdampferabschnitten.

[0015] Eine zum Einsatz in einem nicht dargestellten Dreitemperaturen-Kältegerät bestimmte Verdampferanordnung 10 ist durch Preßschweißen von zwei einstückig ausgebildeten, unmittelbar übereinander angeordneten Aluminiumblech-Platinen erzeugt und mit Verdampferabschnitten unterschiedlicher Kälteleistung ausgestattet. Von diesen ist der die geringste Kälteleistung aufweisende Verdampferabschnitt als Kühlfachverdampfer 11 ausgeführt, welcher an seiner freien längeren Rechteckseite mit einer Anschlußstelle 12 versehen ist, in welche ein nicht dargestelltes, als Einspritzrohr dienendes Drosselrohr einbringbar ist. An die Anschlußstelle 12 schließt sich eine Kältemittelkanalanordnung 13 an, deren auslaufseitiges Ende als Doppelkanal ausgebildet ist und entlang eines einstückig mit dem Kühlfachverdampfer 11 verbundenen Verbindungssteges 14 verläuft. Dieser ist zu seiner mechanischen Fixierung über nicht näher dargestellte Haltestege an einem als Nullgrad-Fach-Verdampfer 15 ausgebildeten Verdampferabschnitt angekoppelt. Der Nullgrad-Fach-Verdampfer 15 weist auf seiner den Kühlfach-Verdampfer 11 zugewandten Abschnittsseite eine Anschlußstelle 16 auf, welche wie die des Kühlfach-Verdampfers 11 zum Einbringen für ein als Einspritzrohr zum Einsatz kommenden, nicht dargestellten Drosselrohres dient, welches in der Anschlußstelle mittels einer Lötverbindung druckdicht festgesetzt ist. Mit der Anschlußstelle 16 ist ein in Windungen über die Wärmetauschfläche des Null-Grad-Fach-Verdampfers verlaufende Kältemittelkanalanordnung 17 verbunden, deren auslaufseitiges Ende sich in einen Doppelkanal 18 aufzweigt, welcher entlang eines einstückig mit dem Null-Grad-Fach-Verdampfer 15 verbundenen Verbindungssteges 19 verläuft. Dieser ist, wie der Verbindungssteg 14 einstückig mit einem benachbart zu dem als Null-Grad-Fach-Verdampfer 15 dienenden Verdampferabschnitt angeordneten Verdampferabschnitt verbunden, welcher die höchste Kälteleistung aufweist. Dieser Verdampferabschnitt ist als Gefrierfachverdampfer 20 ausgeführt und in seiner einbaufertigen Formgebung [-förmig ausgebildet. Der Gefrierfachverdampfer 20 weist einen Bodenabschnitt 21, einen Rückwandabschnitt 22 und einen Deckenabschnitt 23 auf, welche als Wärmetauschflächen dienen, wobei im Deckenabschnitt 23 eine Einspritzstelle 24 vorgesehen ist, welche durch Festprägen eines nicht dargestellten Drosselrohres erzeugt ist. An die Einspritzstelle 24 schließt sich strömungstechnisch ein über den überwiegenden Teil seiner Länge in Windungen verlegter Kältemittelkanal an, welcher sich in einem Zug durchgängig über die drei Bereiche des Gefrierfachverdampfers 20 hinweg erstreckt und welcher dessen Kältemittelkanalanordnung 25 bildet. Diese ist im Bereich ihres Kältemittelzuflusses über die Einspritzstelle 24, im in Einbaulage der Verdampferanordnung 10 vertikal angeordneten Rückwandbereich 22 mit einer als Zuströmöffnung ausgebildeten Verbindungsstelle 26 versehen. Der Verbindungsstelle 26 ist entgegen der vom Verdichter erzeugten Kältemittelflußrichtung ein Kältemittelkanalstück 27 vorgeschaltet, welches zur strömungstechnischen Anbindung der Kältemittelkanalanordnungen 13 bzw. 17 des Kühlfachverdampfers 11 bzw. des Null-Grad-Fach-Verdampfers 15 an die Kältemittelkanalanordnung 25 dient, so daß jeweils eine dieser Kältemittelkanalanordnungen 13 bzw. 17 in Reihenschaltung vor der Kältemittelkanalanordnung 25 liegt. Die Kältemittelkanalanordnungen 13 bzw. 17 sind zum Zweck ihrer Anbindung jeweils über einen einzügig ausgebildeten Kältemittelkanal, welcher seinerseits an den am jeweiligen Verbindungssteg 14 bzw. 19 vorgesehenen Doppelkanal anschließt an das Kältemittelkanalstück 27 herangeführt. Während im Falle des Kühlfachverdampfers 11 der im Anbindungsbereich des Verbindungssteges 14 an den Doppelkanal anschließende Kältemittelkanal zuerst den Bodenbereich 21, dann den Rückwandbereich 22 und im Anschluß daran den Deckenbereich 23 durchläuft, von wo er dann erneut in den Rückwandbereich 22 zum Anschluß an das Kältemittelkanalstück übergeht, durchläuft der im Anbindungsbereich des Verbindungssteges 19 an den dort angeordneten Doppelkanal anschließende Kältemittelkanal in einem ersten Schritt den Rückwandbereich 22, im Anschluß daran den Deckenbereich 23, von wo er dann in den Rückwandbereich 22 übergeht und im Kältemittelkanalstück 27 mündet. Dadurch, daß die Anbindung der Kältemittelkanalanordnungen 13 und 17 an die Kältemittelkanalanordnung 25 an dessen vertikal angeordneten Abschnitt im Rückwandbereich 22 erfolgt, ist verhindert, daß flüssiges Kältemittel in einen momentan aus der Kältemittelzirkulation ausgekoppelten Verdampfer strömen kann. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß in diesem, z.B. für Abtauzwecke inaktiven Verdampfer, keine durch einströmendes flüssiges Kältemittel hervorgerufene Störungen in Form einer ständig anwachsenden Eisbildung an der Eintrittstelle zu diesem Verdampfer auftreten.

[0016] Zur Steuerung des Kältemittel-Zuflusses zu den Einspritzstellen 12, 16 und 24 der Verdampfer 11, 15 und 20 sind nicht dargestellte, elektrisch ansteuerbare 3/2-Wege-Magnetventile vorgesehen, welche entsprechend dem Kältebedarf aus den Kältefächern angesteuert sind. Das über die Einspritzstellen 12, 16 und 24 den Kältemittelkanalanordnungen 13, 17 und 25 der Verdampfer 11, 15 und 20 zugeführte Kältemittel wird im gasförmigen Zustand über eine einzige, in Kältemittelflußrichtung vor der Einspritzstelle 24 im Deckenbereich 23 angeordnete Saugstelle 28 abgesaugt, welche zu diesem Zweck über ein nicht dargestelltes Saugrohr mit dem Kältemittelverdichter verbunden ist.

[0017] Anstelle des [-förmig ausgebildeten Gefrierfachverdampfers 20 kann ein solcher, wie der Kühlfachverdampfer 11 und der Null-Grad-Fach-Verdampfer 15, lediglich als ebene Platinenfläche ausgebildet sein.

Ansprüche

1. Verdampferanordnung, insbesondere für verdichterbetriebene Haushalts-Kältegeräte mit wenigstens zwei strömungstechnisch in Reihenschaltung miteinander verbundenen, eine unterschiedliche Kälteleistung aufweisenden, platinenartigen Verdampferabschnitten, deren Kältemittelkanalanordnung durch Steuerorgane gesteuert, mit von einem Kältemittelverdichter geförderten Kältemittel beaufschlagbar ist, welches über Einspritzstellen den Verdampferabschnitten zugeführt und über eine den Verdampferabschnitten gemeinsame Saugleitung abgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung (20) im zuflußseitigen Bereich seiner Kältemittelkanalanordnung (25) wenigstens einen annähernd vertikal angeordneten Abschnitt aufweist, welcher mit einer zur strömungstechnischen Verschaltung der Verdampferabschnitte (11, 15, 20) dienenden Verbindungsstelle (26) ausgestattet ist, welche in einem monoton fallend angeordneten Abschnitt der Kältemittelkanalanordnung (25) vorgesehen ist.

2. Verdampferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Verdampferabschnitte (11, 15, 20) vorgesehen sind, von denen einer eine höhere Kälteleistung als die beiden anderen aufweist und jedem der anderen Verdampferabschnitte kältetechnisch in Reihenschaltung nachgeschaltet ist, wobei beide Verdampferabschnitte (11, 15) geringerer Kälteleistung durch eine einzige Verbindungsstelle (26) mit dem Verdampferabschnitt (20) höherer Kälteleistung strömungstechnisch verschaltet sind.

3. Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstelle (26) entgegen der Strömungsrichtung des Kältemittels ein Kältemittelkanalstück (27) vorgelagert ist, in welchem der Kältemittelstrom aus jeder Kältemittelkanalanordnung der Verdampferabschnitte (11, 15) geringerer Kälteleistung zusammengeführt und in die Verbindungsstelle (26) eingeleitet wird.

4. Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferabschnitt (20) höherer Kälteleistung als C-förmig ausgebildeter, einen Bodenbereich (21), einen Rückwandbereich (22) und einen Deckenbereich (23) aufweisender Gefrierfachverdampfer (20) ausgeführt ist, bei welchem die Verbindungsstelle (26) innerhalb des Rückwandbereiches (22) angeordnet ist.

5. Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferabschnitt (20) höherer Kälteleistung und die Verdampferabschnitte (11, 15) geringerer Kälteleistung innerhalb einer einstückigen Verdampferplatine (10) angeordnet sind, und daß jeder der Verdampferabschnitte (11, 15, 20) innerhalb der Verdampferplatine (10) mit einer an seiner Wärmetauschfläche vorgesehenen Einspritzstelle (12, 16, 24) versehen ist.

Zeichnung