[0001] Die Erfindung betrifft ein Kühlmöbel mit wenigstens zwei thermisch voneinander getrennten
Fächern, deren Verdampfer zusammen mit einem Verdichter und einem Verflüssiger in
einem Kältekreis liegen und von dem Verdichter bei einer Signalisierung eines Kältebedarfs
in den Fächern mit flüssigem Kältemittel beaufschlagt werden, wobei die zur Kälteerzeugung
beitragende Kältemenge steuerbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein zum
Betrieb dieses Kühlmöbels geeignetes Verfahren.
[0002] Zur Regelung unterschiedlicher Fächer eines Kühlmöbels auf unterschiedliche Temperaturniveaus
sind unterschiedlichste Ausgestaltungen von Kühlmöbeln bekannt.
[0003] So wird beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift
DE 23 50 998 ein Kühlmöbel mit Einfachkreislauf beschrieben, welches kostengünstig mit lediglich
einer einzigen Eintrittstelle für das Kältemittel in die Verdampfer ausgestaltet ist.
Hierbei sind einem Tiefkühlfach und einem Normalkühlfach jeweils Verdampfer zugeordnet,
welche im Kältekreislauf hintereinander geschaltet sind. Diese Hintereinanderschaltung
der Verdampfer hat jedoch den Nachteil, dass die Dimensionierung der einzelnen Verdampfer
entsprechend des in den einzelnen Fächern bestehenden Kältebedarfs, beziehungsweise
den dort gegebenen Temperaturanforderungen, erfolgen muss. Folglich lassen sich die
Verdampfer in ihrer Gestaltung nicht hinsichtlich einer erwünschten Energieeffizienz
optimieren, da hierzu die Verdampfer möglichst großflächig ausgelegt werden müssten.
Auch ist es von besonderem Nachteil, dass sich die Temperatur der einzelnen Fächer
nicht unabhängig voneinander einstellen lässt, da bei derartigen Kühlmöbeln bei benötigter
Kühlung in einem im Kältemittelstrom abwärtsliegenden Fach gleichzeitig auch eine
Kühlung in den bezüglich dieses Fachs stromaufwärts liegenden Fächern erfolgt.
[0004] Um bei Kühlmöbeln mit mehreren Kühlfächern diese möglichst unabhängig voneinander
kühlen zu können, wird vorgeschlagen, den einzelnen Kühlfächern individuell ansteuerbare
Kühlkreisläufe zuzuordnen. Derartige Kühlmöbel werden beispielsweise in den deutschen
Offenlegungsschriften
DE 35 08 805 A1 oder
DE 40 20 537 A1 beschrieben. Dabei sind die den einzelnen Kühlfächern zugeordneten Verdampfer in
einem Kältemittelkreis miteinander parallelgeschaltet. Die Eintrittstellen des Kältemittels
in diese Verdampfer weisen absperrbare Drosselventile auf. Diese Drosselventile werden
von einer Temperaturregelung individuell angesteuert und hierdurch dann geöffnet,
wenn in dem jeweiligen Kühlfach ein Kältebedarf festgestellt wird. Bei dem in der
DE 35 08 805 A1 beschriebenen Kühlmöbel ist im Kältemittelkreis vor einer zu den Verdampfern führenden
Verzweigung ein Reservoir zur Zwischenspeicherung von flüssigem Kältemittel vorgesehen.
Hieraus kann bei erhöhtem Kältemittelbedarf, insbesondere bei gleichzeitigem Betrieb
beider Verdampfer, gezielt durch Beheizung des Reservoirs zusätzliches Kältemittel
in den Kältemittelkreis eingebracht werden. Bei dem in der
DE 40 20 537 A1 beschriebenen Kühlmöbel wird das in die Verdampfer einzubringende Kältemittel entsprechend
dessen Bedarf an einer bzw. gleichzeitig an mehreren Entnahmestellen dem Verflüssiger
entzogen. Nachteilig wirkt sich bei diesem Stand der Technik aus, dass zum Zweck der
Steuerung der aus der Zu- bzw. Abschaltung der einzelnen Verdampfer resultierenden,
variablen Menge an Kältemittel energieverbrauchende Speichermittel oder aber ineffizient
genutzte Verflüssiger verwendet werden. Auch führt die parallele Anordnung von mehreren
Verdampfern auf Grund der zweifachen Auslegung des Einspritzsystems (Ventil, Drosselkapillare,
Einspritzstelle) zu deutlichen Mehrkosten gegenüber Einfachkreisläufen.
[0005] Ein Einfachkreislauf, der gegenüber den obigen Systemen kostengünstig und energieeffizient
realisierbar ist und trotzdem die einzelnen Kühlfächer des Kühlmöbels weitgehend individuell
in ihrer Temperatur regelbar gestaltet, wird in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 44 33 712 A1 beschrieben. Hierbei liegen im dem Kältekreislauf mehrere Verdampfer in Reihe, welchen
entlang der Strömungsrichtung des Kältemittels einem Gefrierfach, einem Kaltlagerfach
und einem Normalkühlfach zugeordnet sind. Um die einzelnen Fächer des Kühlmöbels individuell
zu kühlen, wird die Menge der in die Kette von Verdampfern eingebrachten Kältemenge
gezielt gesteuert. Dann, wenn nur der an erster Stelle hinter dem Verflüssiger liegende
Verdampfer des Gefrierfachs gekühlt werden soll, wird dem Kühlkreislauf Kältemittel
entzogen und in einem Reservoir zwischengespeichert. Dies führt in der Verdampferkette
zu einer Verarmung an Kältemittel, so dass in dem nachgeordneten Verdampfer des Normalkühlfachs
keine Kühlung mehr erfolgt. Soll aber nun dieses Normalkühlfach gekühlt werden, so
wird der vom Verflüssiger kommende Kältemittelstrom durch Umlenkung des Kühlkreislaufes
durch das Reservoir geführt, so dass hierdurch aus diesem eine erhöhte Menge von Kältemittel
in die Verdampfer einfließt. Durch diesen mittels eines Magnetventils gesteuerten
Umlenkmechanismus im Kältekreislauf kann mit minimalem Energieaufwand die Menge an
zur Verfügung stehendem Kältemittel gesteuert werden und im gleichen Zuge der Verflüssiger
auch bei geringem Bedarf an Kältemittel dieses ungehindert zur Einlagerung im Reservoir
erzeugen und zwischenspeichern. Auch hier führt die geschaltete Kältemittelleitung
durch das Reservoir bzw. an diesem vorbei zu erhöhten Mehrkosten bei der Fertigung
des Kühlmöbels.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Kühlmöbel mit wenigstens zwei thermisch
voneinander getrennten Fächern sowie ein zum Betrieb dieses Kühlmöbels geeignetes
Verfahren zu finden, bei welchem eine fachspezifische Temperaturregelung unter Verwendung
nur eines einzigen gemeinsamen Kältekreislaufs gegeben und eine einheitliche, modulare
Fertigung der Verdampferkomponenten ermöglicht ist.
[0007] Die Aufgabe wird durch ein Kühlmöbel und ein zum Betrieb dieses Kühlmöbels geeignetes
Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche
beschrieben.
[0008] Bei dem Kühlmöbel mit wenigstens zwei thermisch voneinander getrennten Fächern ist
jedem dieser Fächer ein Verdampfer zugeordnet. Hierbei sind ein Expansionsventil und
diese Verdampfer in einem Kältemittelkreis hintereinander geschaltet. In erfinderischer
Weise sind hierbei an dem Expansionsventil wenigstens zwei Zustände mit unterschiedlichen
nichtverschwindenden Durchflusskoeffizienten einstellbar.
[0009] Die Erfindung beruht somit auf einer gezielten Veränderung des Durchflusskoeffizienten
eines Expansionsventils im Kältemittelkreis eines Kühlmöbels. Hiermit lässt sich der
Kältemittelstrom durch die Verdampfer des Kühlmöbels gezielt verändern. In einem Kühlmöbel
mit Einfachkreislauf bewirkt dies eine Veränderung des Verhältnisses von flüssigem
zu gasförmigem Kältemittel in den einzelnen Verdampfern und somit eine Veränderung
der in den Verdampfern verfügbaren Kühlleistung.
[0010] Aus der so erreichten Variabilität der Kühlleistung ergibt sich, dass die Abmessungen
der einzelnen Verdampfer nicht mehr, wie bisher bei Kühlmöbeln mit in Reihe verbundenen
Verdampfern üblich, durch das erwartete Verhältnis der in den einzelnen Fächern benötigten
Kühlleistungen bestimmt ist. Die Verdampfer können daher im Hinblick auf optimale
Energieeffizienz großformatig bemessen werden.
[0011] Die Vorteile der Erfindung kommen insbesondere bei Mehrzonenkühlgeräten zum Tragen,
bei denen einzelnen Fächer wie etwa Gefrierfach, Normalkühlfach, Kellerfach und/oder
0°-Fach individuell versorgt und aktiv geregelt werden sollen.
[0012] Da sich die Verdampfer des Kühlmöbels durch die Erfindung unabhängig vom Kältebedarf
in den einzelnen Fächern frei gestalten/dimensionieren lassen, eröffnet sich gewinnbringend
das Potential, Mehrzonenkühlmöbel herzustellen, deren Komponenten (insbesondere Verdampfer)
einheitlich (modular) in großer Stückzahl verwendet werden können und hierbei die
Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Kühlmöbel hinsichtlich Energieeffizienz
und Regelbarkeit der Fächer eröffnet.
[0013] Es ist bei der Fertigung der Verdampfer für die einzelnen Kühlfächer des Kühlmöbels
dabei nicht notwendig, diese als einzelne, individuelle Komponenten zu fertigen und
zur Montage am Kühlmöbel zur Verfügung zu stellen. Es ist vielmehr besonders vorteilhaft,
die einzelnen Verdampfer auf einem gemeinsamen Träger auszubilden und so ein schnell
und kostengünstig verbaubares Verdampfermodul zu schaffen.
[0014] Um eine gezielte Steuerung bzw. Regelung des Kältemittelflusses durch die Verdampfer
zu ermöglichen, ist es zum einen denkbar das Expansionsventil so auszugestalten, dass
sein Durchflusskoeffizient stufenlos einstellbar ist. Zum anderen ist es sehr wohl
auch möglich, das Expansionsventil mit umschaltbaren diskreten Durchflusskoeffizienten
auszuführen. Eine derartig diskrete Umschaltbarkeit bietet sich insbesondere bei Ausgestaltungen
von Kühlmöbeln an, welche wenige thermisch voneinander getrennte Fächer aufweisen.
[0015] Um die Temperatur in dem Kühlmöbel besonders vorteilhaft regeln zu können, ist es
möglich, den thermisch voneinander getrennten Fächern des Kühlmöbels Temperaturfühler
zuzuordnen. Dabei stehen diese Temperaturfühler mit einer Auswerteschaltung zur Signalisierung
eines Kältebedarfs in den einzelnen Fächern in Verbindung, wobei diese Auswerteschaltung
einen Teil einer Temperaturregelung bildet. Wenn dieser Temperaturregelung über einen
der Temperaturfühler in wenigstens einem der Fächer des Kühlmöbels ein Kältebedarf
signalisiert wird, wird durch diese der Durchflusskoeffizient des Expansionsventils
so eingestellt, dass das hindurchströmende Kältemittel bevorzugt in demjenigen Fach
verdampft, in dem der Kältebedarf erfasst wurde.
[0016] So kann ein Kühlmöbel mit wenigstens zwei thermisch voneinander getrennten Fächern
bereitgestellt werden, wobei jedem der Fächer ein Verdampfer zugeordnet ist, bei welchem
ein Expansionsventil und diese Verdampfer in einem von Kältemittel durchströmten Kältekreis
hintereinander geschaltet sind. An dem Expansionsventil sind wenigstens zwei Zustände
mit unterschiedlichen nichtverschwindenden Durchflusskoeffizienten einstellbar.
[0017] Gemäß einem Aspekt umfasst ein Kühlmöbel wenigstens zwei thermisch voneinander getrennten
Fächer, wobei jedem der Fächer ein Verdampfer zugeordnet ist, bei welchem ein Expansionsventil
und diese Verdampfer in einem von Kältemittel durchströmten Kältekreis hintereinander
geschaltet sind, wobei an dem Expansionsventil wenigstens zwei Zustände mit unterschiedlichen
nichtverschwindenden Durchflusskoeffizienten einstellbar sind.
[0018] Gemäß einer Ausführungsform ist der Durchflusskoeffizient des Expansionsventils stufenlos
einstellbar.
[0019] Gemäß einer Ausführungsform ist das Expansionsventil zwischen diskreten Werten des
Durchflusskoeffizienten umschaltbar.
[0020] Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Expansionsventil zwei parallele Leitungsabschnitte
und ein Sperrglied zum Absperren eines der zwei Leitungsabschnitte in einem der zwei
Zustände.
[0021] Gemäß einer Ausführungsform ist an dem Expansionsventil ferner ein dritter Zustand
einstellbar, in dem es für das Kältemittel undurchlässig ist.
[0022] Gemäß einer Ausführungsform sind die Verdampfer auf einem gemeinsamen Träger ausgebildet.
[0023] Gemäß einer Ausführungsform befindet sich im Kältekreis ein dem Verflüssiger nachgeordnetes
Reservoir, das der Aufnahme bzw. Zwischenspeicherung von flüssigem Kältemittel dient.
[0024] Gemäß einer Ausführungsform ist den thermisch voneinander getrennten Fächern jeweils
ein Temperaturfühler zugeordnet, wobei diese Temperaturfühler mit einer Auswerteschaltung
zur Signalisierung eines Kältebedarfs in Verbindung stehen, welche einen Teil einer
Temperaturregelung bildet.
[0025] Gemäß einem Aspekt wird zum Betrieb eines Kühlmöbels mit wenigstens zwei thermisch
voneinander getrennten Fächern, insbesondere nach dem vorgenannten Aspekt und/oder
einer der vorstehend genannten Ausführungsformen, ein Verfahren herangezogen, bei
welchem Kältebedarf in den Fächern des Kühlmöbels erfasst wird und die Versorgung
von zur Kälteerzeugung den Fächern zugeordneten und in Reihe verbundenen Verdampfern
mit flüssigem Kältemittel in Abhängigkeit von dem Kältebedarf gesteuert wird, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuerung der Kältemittelversorgung durch Einstellen wenigstens
zweier Zustände mit unterschiedlichen nichtverschwindenden Durchflusskoeffizienten
in einem steuerbaren Expansionsventil erfolgt, wobei der Zustand danach gewählt wird,
in welchem der Fächer der Kältebedarf erfasst wird.
[0026] Gemäß einer Ausführungsform wird bei Erfassung von Kältebedarf in einem Fach, dessen
Verdampfer weit von dem Expansionsventil entfernt ist, ein hoher Durchflusskoeffizient
des Expansionsventils eingestellt und bei Erfassung von Kältebedarf in einem Fach,
dessen Verdampfer nah am Expansionsventil liegt, ein niedriger Durchflusskoeffizient
des Expansionsventils eingestellt.
[0027] Gemäß einer Ausführungsform wird dann, wenn in keinem der Fächer des Kühlmöbels ein
Kältebedarf besteht, das Expansionsventil geschlossen gehalten.
[0028] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Kühlmöbel mit einem Expansionsventil gemäß der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 2
- mögliche Ausgestaltungen eines in dem Kühlmöbel einsetzbaren, dreistufig schaltbaren
Expansionsventils.
[0029] Bei dem in der Fig.1 beispielhaft aufgezeigten Ausführungsbeispiel wurde zur Vereinfachung
der Darstellung ein Kühlmöbel mit nur zwei Fächern herangezogen. Selbstverständlich
beschränkt sich die Erfindung nicht auf eine derartige Ausgestaltungsform, sondern
lässt sich durch fachmännisches Handeln hiervon ausgehend auf Kühlmöbel mit einer
beliebigen Anzahl Fächern übertragen.
[0030] Die Fig. 1 zeigt ein Kühlmöbel 20, welches zwei Fächer21, 21' aufweist, welche auf
unterschiedliche Temperatur zu regeln sind. Jedem der Fächer 21, 21' ist ein Verdampfer
2, 2' zugeordnet. Diese Verdampfer 2, 2' liegen in einem von Kältemittel durchströmten
Kältemittelkreis 1 in Reihe hinter einem Verdichter 3, einem Verflüssiger 4 und einem
Expansionsventil 5.
[0031] Jedem der Fächer 21, 21' ist ein Temperaturfühler 12, 12' zugeordnet. Diese Temperaturfühler
12, 12' stehen mit einer Auswerteschaltung 11 zur Signalisierung eines Kältebedarfs
in Verbindung, welche einen Teil einer Temperaturregelung 10 bildet. In an sich bekannter
Weise schaltet die Temperaturregelung 10 über eine Steuerleitung 14 den Verdichter
3 ein, wenn in einem der Fächer Kältebedarf erfasst wird, und wieder aus, wenn kein
Kältebedarf mehr erfasst wird. Zusätzlich steuert die Temperaturregelung 10 bei der
Signalisierung eines Kältebedarfs in wenigstens einem Fach 12, 12' über eine Steuerleitung
13 das Expansionsventil 5 an, um in Abhängigkeit vom erfassten Kältebedarf dessen
Durchflusskoeffizienten einzustellen.
[0032] Solange in keinem der Fächer 21, 21' ein Kältebedarf besteht und folglich der Verdichter
3 ausgeschaltet ist, wird das Expansionsventil 5 durch die Temperaturregelung 10 geschlossen
gehalten. Durch die hierdurch bewirkte Verhinderung des Druckausgleichs zwischen Verflüssiger
4 und Verdampfer 5 während der Standzeit des Verdichters 3 lässt sich je nach Auslegung
des Kältemittelkreises eine Energieersparnis von rund 3%-10% erzielen.
[0033] Um bei großem Kältebedarf kurzfristig eine größere Menge flüssiges Kältemittel in
die Verdampfer 2, 2' einbringen zu können, ist es von Vorteil, in den Kältekreis 1
ein dem Verflüssiger 4 nachgeordnetes Reservoir 6 einzubringen, das der Aufnahme von
flüssigem Kältemittel dient. Hieraus kann bei Bedarf, beispielweise durch Erwärmung
des Reservoirs 6, kurzfristig zusätzliches Kältemittel in den Kühlkreislauf eingebracht
werden.
[0034] Wenn in einem der Fächer 21, 21' Kältebedarf erfasst wird, stellt einer einfachen
Ausgestaltung zufolge die Temperaturregelung 10 am Expansionsventil 5 einen von zwei
diskreten nichtverschwindenden Werten des Durchflusskoeffizienten ein, und zwar einen
niedrigen Wert bei Kältebedarf im Fach 21' und einen hohen Wert bei Kältebedarf im
Fach 21.
[0035] Wenn der Durchlasskoeffizient des Expansionsventils 5 durch die Temperaturregelung
10 klein eingestellt ist, wird durch den Verdichter 3 aus den Verdampfern 2, 2' mehr
Kältemittel abgesaugt, als über das Expansionsventil 5 in die Verdampfer 2, 2' eingebracht
wird. Der Druck in den Verdampfern ist niedrig, die Verdampfungstemperatur dementsprechend
tief. Auf diese Weise verdampft das Kältemittel nur in der Nähe seiner Austrittstelle
aus dem Expansionsventil 5, im Verdampfer 2', und es wird im Wesentlichen nur das
Fach 21' gekühlt.
[0036] Wenn der Kältebedarf in dem von dem Expansionsventil 5 entlang des Strömungsweges
des Kältemittels weiter entfernten Verdampfer 2 besteht, wird der Durchlasskoeffizient
des Expansionsventils 5 durch die Temperaturregelung 10 groß gewählt. Da durch den
Verdichter 3 weniger Kältemittel abgesaugt wird, als über das Expansionsventil 5 in
die Verdampfer 2, 2' eingebracht wird, steigt der Druck in den Verdampfern und dementsprechend
auch der Siedepunkt des Kältemittels. Wenn er höher ist als die Temperatur des Fachs
21', durchläuft das Kältemittel den Verdampfer 2', ohne zu verdampfen, und verdampft
erst im Verdampfer 2 des wärmeren Fachs 21. Auf diese Weise wird im Wesentlichen nur
das Fach 21' gekühlt.
[0037] Ein mittlerer Durchlasskoeffizient kann gewählt werden, wenn in beiden Fächern 21,
21' gleichzeitig Kältebedarf besteht. Dann verdampft jeweils ein Teil des Kältemittels
im Verdampfer 21' und der Rest im Verdampfer 21.
[0038] Derselbe mittlere Durchlasskoeffizient kann gewählt werden, wenn das Fach 21' einen
ungewöhnlich hohen Kältebedarf hat, etwa beim Schnellfrosten von neu eingelagertem
Kühlgut.
[0039] Einer nicht gezeichneten Ausgestaltung zufolge hat ein Kühlmöbel drei oder mehr durch
in Reihe verbundene Verdampfer gekühlte Fächer, und ein den Verdampfern in einem Kältemittelkreis
vorgelagertes Expansionsventil ist zwischen wenigstens so vielen Werten des Durchlasskoeffizienten
umschaltbar, wie Fächer vorhanden sind. Die Werte sind jeweils so gewählt, dass bei
Einstellung eines dieser Werte die Verdampfung des Kältemittels überwiegend in einem
diesem Wert zugeordneten Verdampfer stattfindet. Der einem Verdampfer zugeordnete
Wert des Durchlasskoeffizienten ist um so höher, je weiter stromabwärts der zugeordnete
Verdampfer im Kältemittelkreis liegt.
[0040] Um die benötigten verschiedenen Werte des Durchlasskoeffizienten einzustellen, kann
ein Expansionsventil mit stufenlos steuerbarem Durchlasskoeffizienten verwendet werden.
Besonders einfach und für die meisten Anwendungen ausreichend sind Expansionsventile,
bei denen nur eine kleine Zahl von diskreten Werten des Durchlasskoeffizienten einstellbar
sind.
[0041] In dem Fall des in Fig. 1 skizzierten Kühlmöbels 20, welches nur über zwei zu kühlende
Fächer21, 21' verfügt, genügt es, wenn zwei verschiedene nichtverschwindende Durchlasskoeffizienten
des Expansionsventils 5 einstellbar sind. Auf diese Weise lässt sich gewinnbringend
eine sehr kostengünstige Temperaturregelung realisieren.
[0042] In der Fig. 2 werden drei mögliche Ausgestaltungen hierfür geeigneten Expansionsventils
5 aufgezeigt. Allen Ausführungsformen gleich ist die Aufspaltung (beispielsweise mittels
T-Stück) der Hauptleitung 31 des Kältemittelkreises am Eingang zum Expansionsventil
5 in zwei parallele Leitungspfade. Nach dieser Aufspaltung werden diese beiden Leitungspfade
einen Sperrglied 30 zugeführt. Dieses Sperrglied 30, z. B. ein Wegeventil, verfügt
über eine erste Schaltstufe, in der beide Leitungspfade abgesperrt sind, eine zweite
Schaltstufe, in der einer der beiden Leitungspfade offen und der andere abgesperrt
ist, und eine dritte Schaltstufe, in der der andere Leitungspfad offen ist, wobei
der eine Leitungspfad in dieser dritten Schaltstufe offen oder gesperrt sein kann.
Am Ausgang des Sperrglieds 30 befindet sich ein Kapillarrohr 34, das in an sich bekannter
Weise unmittelbar in den Verdampfer 21' mündet.
[0043] Bei der in der Fig. 2a) skizzierten beispielhaften Ausgestaltung des Expansionsventils
5 umfassen die oben erwähnten parallel geführten Leitungspfade den Eingängen des Sperrglieds
30 vorgeschaltete Kapillarrohre 32, 33 von unterschiedlicher Länge und gleichem Querschnitt.
Je nach Schaltstufe des Sperrglieds 30 fließt das Kältemittel durch das Kapillarrohr
32, das Kapillarrohr 33 oder durch beide parallel, woraus sich jeweils unterschiedliche
Durchflusskoeffizienten des Expansionsventils 5 ergeben.
[0044] Der gleiche Effekt wird bei der in der Fig. 2b) skizzierten Ausgestaltung des Expansionsventils
5 durch Verwendung von Kapillarrohren 42, 43 mit unterschiedlichen Querschnitten.
[0045] Bei dem in der Fig. 2c) skizzierten Expansionsventil ist auf nur einem der beiden
Leitungszweige ein Kapillarrohr 52 vorgesehen; der andere Leitungszweig 53 weist aufgrund
von geringer Länge oder großem Querschnitt keinen wesentlichen Strömungswiderstand
auf. Schaltet das Sperrglied 30 seinen Durchgang auf den Leitungszweig 53, so entspricht
dies einem direkten Durchschalten der Hauptleitung 31 auf das am Ausgang des Sperrgliedes30
befindliche Kapillarrohr 34. Der Leitungszweig 53 bildet somit einen Bypass um das
Kapillarrohr 52.
[0046] Selbstverständlich ist die Ausgestaltung eines mehrstufig steuerbaren Expansionsventils
nicht auf die in der Fig. 2 aufgezeigten Ausführungsformen beschränkt. Anstelle der
Kapillarrohre können Blenden in einer ansonsten geräumigen Kältemittelleitung eingesetzt
werden. Mehr als zwei nichtverschwindende Werte des Durchflusskoeffizienten sind realisierbar,
indem ein Wegeventil mit vier Stellungen, entsprechend den vier möglichen Kombinationen
von "Offen" und "Gesperrt" der zwei Leitungszweige vorgesehen wird, oder indem die
Hauptleitung 31 im Expansionsventil 5 in mehr als zwei parallele, einzeln schaltbare
Leitungszweige aufgespalten wird.
1. Kühlmöbel (20) mit wenigstens zwei thermisch voneinander getrennten Fächern (21, 21'),
wobei jedem der Fächer (21, 21') ein Verdampfer (2, 2') zugeordnet ist, bei welchem
ein Expansionsventil und diese Verdampfer (2, 2') in einem von Kältemittel durchströmten
Kältekreis (1) hintereinander geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsventil (5) zwischen wenigstens so vielen nichtverschwindenden Werten
eines Durchflusskoeffizienten umschaltbar ist wie Fächer vorhanden sind.
2. Kühlmöbel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte jeweils so gewählt sind, dass bei Einstellung eines dieser Werte die Verdampfung
des Kältemittels überwiegend in einem diesem Wert zugeordneten Verdampfer stattfindet.
3. Kühlmöbel nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einem Verdampfer zugeordnete Wert des Durchlasskoeffizienten um so höher ist,
je weiter stromabwärts der zugeordnete Verdampfer im Kältemittelkreis liegt.
4. Kühlmöbel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsventil (5) zwischen diskreten Werten des Durchflusskoeffizienten umschaltbar
ist.
5. Kühlmöbel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsventil zwei parallele Leitungsabschnitte (32, 33, 42, 43, 52, 53) und
ein Sperrglied (30) zum Absperren eines der zwei Leitungsabschnitte in einem der zwei
Zustände umfasst.
6. Kühlmöbel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Expansionsventil (5) ein Zustand einstellbar ist, in dem es für das Kältemittel
undurchlässig ist.
7. Kühlmöbel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfer (2,2') auf einem gemeinsamen Träger ausgebildet sind.
8. Kühlmöbel nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Kältekreis (1) ein dem Verflüssiger (4) nachgeordnetes Reservoir (6) befindet,
das der Aufnahme bzw. Zwischenspeicherung von flüssigem Kältemittel dient.
9. Kühlmöbel nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den thermisch voneinander getrennten Fächern jeweils ein Temperaturfühler (12, 12')
zugeordnet ist, wobei diese Temperaturfühler (12, 12') mit einer Auswerteschaltung
(11) zur Signalisierung eines Kältebedarfs in Verbindung stehen, welche einen Teil
einer Temperaturregelung (10) bildet.
10. Verfahren zum Betrieb eines Kühlmöbels(20) mit wenigstens zwei thermisch voneinander
getrennten Fächern (21, 21') nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, bei welchem Kältebedarf
in den Fächern (21, 21') des Kühlmöbels (20) erfasst wird und die Versorgung von zur
Kälteerzeugung den Fächern (21, 21') zugeordneten und in Reihe verbundenen Verdampfern
(2,2') mit flüssigem Kältemittel in Abhängigkeit von dem Kältebedarf gesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Kältemittelversorgung das Expansionsventil (5) zwischen wenigstens
so vielen nichtverschwindenden Werten eines Durchflusskoeffizienten umschaltbar ist
wie Fächer vorhanden sind.
11. Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassung von Kältebedarf in einem Fach, dessen Verdampfer weit von dem Expansionsventil
entfernt ist, ein hoher Durchflusskoeffizient des Expansionsventils (5) eingestellt
wird und bei Erfassung von Kältebedarf in einem Fach, dessen Verdampfer nah am Expansionsventil
(5) liegt, ein niedriger Durchflusskoeffizient des Expansionsventils (5) eingestellt
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn in keinem der Fächer (21, 21') des Kühlmöbels (20) ein Kältebedarf besteht,
das Expansionsventil (5) geschlossen gehalten wird.