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Title:
REFRIGERATION APPLIANCE WITH TWO EVAPORATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/056767
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a refrigeration appliance with a refrigerant circuit (200), which has a compressor (202), at least one first evaporator (214) and a second evaporator (216). The refrigerant circuit (200) has a main branch (278), at least one first parallel branch (274) and a second parallel branch (276), wherein the compressor (202) is arranged in the main branch (278), the first evaporator (214) is arranged in the first parallel branch (274) and the second evaporator (216) is arranged in a second parallel branch (276). A diverter valve (208) having at least one inlet (222), a first outlet (224) and a second outlet (226) is arranged between a compressor outlet (234) of the compressor (202), an evaporator inlet (248) of the first evaporator (214) and an evaporator inlet (256) of the second evaporator (216), wherein the inlet (222) of said diverter valve is connected to the main branch (278), the first outlet (224) of the diverter valve is connected to the first parallel branch (274) and the second outlet (226) of the diverter valve is connected to the second parallel branch (276) so as to carry refrigerant. According to the invention, a second diverter valve (218) having at least one first inlet (228), a second inlet (230) and an outlet (232) is arranged between a compressor inlet (264) of the compressor (202), an evaporator outlet (250) of the first evaporator (214) and an evaporator outlet (258) of the second evaporator (216), wherein the first inlet (228) of said second diverter valve is connected to the first parallel branch (274), the second inlet (230) of the second diverter valve is connected to the second parallel branch (276) and the outlet (232) of the second diverter valve is connected to the refrigerant circuit (200) so as to carry refrigerant.

Inventors:
BABUCKE ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/070501
Publication Date:
April 17, 2014
Filing Date:
October 02, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BSH BOSCH & SIEMENS HAUSGERAETE GMBH (DE)
International Classes:
F25B5/02; F25B41/04; F25B41/06; F25B49/02; F25D11/02
Foreign References:
DE3431452A11986-02-27
EP1707900A12006-10-04
DE102006015989A12007-10-11
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

Kältegerät (100) mit einem Kältemittelkreislauf (200), der einen Verdichter (202) und zumindest einen ersten Verdampfer (214) und einen zweiten Verdampfer (216) aufweist, wobei der Kältemittelkreislauf (200) einen Hauptzweig (278) und zumindest einen ersten Parallelzweig (274) und einen zweiten Parallelzweig (276) aufweist, wobei der Verdichter (202) im Hauptzweig (278), der erste Verdampfer (214) im ersten Parallelzweig (274) und der zweite Verdampfer (216) im zweiten Parallelzweig (276) angeordnet sind, und wobei zwischen einem Verdichterausgang (234) des Verdichters (202) und einem Verdampfereingang (248) des ersten Verdampfers (214) und einem Verdampfereingang (256) des zweiten Verdampfers (216) ein

Umlenkventil (208) mit einem Eingang (222) und zumindest einem ersten Ausgang (224) und einem zweiten Ausgang (226) angeordnet ist, wobei der Eingang (222) mit dem Hauptzweig (278), der erste Ausgang (224) mit dem ersten Parallelzweig (274) und der zweite Ausgang (226) mit dem zweiten Parallelzweig (276) kältemittelführend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Verdichtereingang (264) des Verdichters (202) und einem Verdampferausgang (250) des ersten Verdampfers (214) und einem Verdampferausgang (258) des zweiten Verdampfers (216) ein zweites Umlenkventil (218) mit zumindest einem ersten Eingang (228) und einem zweiten Eingang (230) und einem Ausgang (232) angeordnet ist, wobei der erste Eingang (230) mit dem ersten Parallelzweig (274), der zweiten Eingang (230) mit dem zweiten Parallelzweig (276) und der Ausgang (232) mit dem

Kältemittelkreislauf (200) kältemittelführend verbunden ist.

Kältegerät (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Umlenkventil (208) und dem Verdampfereingang (248) des ersten

Verdampfers (214) eine erste Drossel (210) angeordnet ist, und zwischen dem zweiten Umlenkventil (218) und dem Verdampfereingang (256) des zweiten

Verdampfers (216) eine zweite Drossel (212) angeordnet ist.

Kältegerät (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem

Kältemittelkreislauf (200) zwischen dem Verdichter (202) und dem ersten Verdampfer (214) und dem zweiten Verdampfer (216) ein Saugrohr-Drosselrohr-Wärmetaucher (220) angeordnet ist, der wärmeübertragend mit der ersten Drossel (210) und/oder mit der zweiten Drossel (212) verbunden ist. Kältegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das erste Umlenkventil (208) eine erste Schaltstellung aufweist, in der der erste Ausgang (224) des ersten Umlenkventils (208) für

Kältemittel durchlässig mit dem Verdampfereingang (248) des ersten Verdampfers (214) verbunden ist, und der zweite Ausgang (226) des ersten Umlenkventils (208) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist.

Kältegerät (100) nach einem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Umlenkventil (208) eine zweite Schaltstellung aufweist, in der der zweite Ausgang (226) des ersten Umlenkventils (208) durchlässig mit dem Verdampfereingang (256) des zweiten Verdampfers (216) verbunden ist, und der erste Ausgang (224) des ersten Umlenkventils (208) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist.

Kältegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das zweite Umlenkventil (218) eine erste Schaltstellung aufweist, in der der erste Eingang (228) des zweiten Umlenkventils (218) für Kältemittel durchlässig mit dem Verdampferausgang (250) des ersten Verdampfers (214) verbunden ist, und der zweite Eingang (230) des zweiten Umlenkventils (218) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist.

Kältegerät (100) nach einem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Umlenkventil (218) eine zweite Schaltstellung aufweist, in der der zweite Eingang (230) des zweiten Umlenkventils (218) durchlässig mit dem

Verdampferausgang (258) des zweiten Verdampfers (216) verbunden ist, und der erste Eingang (228) des zweiten Umlenkventils (218) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist.

Kältegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Kältegerät (100) in einem Normalbetrieb betreibbar ist, in dem sich zumindest zeitweise das erste Umlenkventil (208) in einer ersten

Schaltstellung und das zweite Umlenkventil (218) zeitgleich in einer ersten

Schaltstellung befinden, wobei in der ersten Schaltstellung des ersten Umlenkventils (208) der erster Ausgang (224) des ersten Umlenkventils (208) für Kältemittel durchlässig mit dem Verdampfereingang (248) des ersten Verdampfers (214) verbunden und der zweiter Ausgang (226) des ersten Umlenkventils (208) für

Kältemittel undurchlässig gesperrt ist, und wobei in der ersten Schaltstellung des zweiten Umlenkventils (218) der erster Eingang (228) des zweiten Umlenkventils (218) für Kältemittel durchlässig mit dem Verdampferausgang (250) des ersten Verdampfers (214) verbunden ist, und der zweiter Eingang (230) des zweiten Umlenkventils (218) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist.

Kältegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Kältegerät (100) in einem Normalbetrieb betreibbar ist, in dem sich zumindest zeitweise das erste Umlenkventil (208) in einer zweiten

Schaltstellung und das zweite Umlenkventil (218) zeitgleich in einer zweiten

Schaltstellung befinden, wobei in der zweiten Schaltstellung des ersten Umlenkventils (208) der zweite Ausgang (226) des ersten Umlenkventils (208) durchlässig mit einem dem Verdampfereingang (256) des zweiten Verdampfers (216) verbunden ist, und der erste Ausgang (224) des ersten Umlenkventils (208) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist, und wobei in der zweiten Schaltstellung des zweiten Umlenkventils (218) der zweite Eingang (230) des zweiten Umlenkventils (218) durchlässig mit einem dem Verdampferausgang (258) des zweiten Verdampfers (216) verbunden ist, und der erste Eingang (228) des zweiten Umlenkventils (218) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist.

Kältegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Kältegerät (100) in einem Übertragungsbetrieb betreibbar ist, in dem sich zumindest zeitweise das erste Umlenkventil (208) in einer ersten Schaltstellung und das zweite Umlenkventil (218) zeitgleich in einer zweiten

Schaltstellung befinden, wobei in der ersten Schaltstellung des ersten Umlenkventils (208) der erster Ausgang (224) des ersten Umlenkventils (208) für Kältemittel durchlässig mit dem Verdampfereingang (248) des ersten Verdampfers (214) verbunden und der zweiter Ausgang (226) des ersten Umlenkventils (208) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist, und wobei in der zweiten Schaltstellung des zweiten Umlenkventils (218) der zweite Eingang (230) des zweiten Umlenkventils (218) durchlässig mit einem dem Verdampferausgang (258) des zweiten

Verdampfers (216) verbunden ist, und der erste Eingang (228) des zweiten

Umlenkventils (218) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist. Kältegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältegerät (100) in einem Übertragungsbetrieb betreibbar ist, in dem sich zumindest zeitweise das erste Umlenkventil (208) in einer zweiten Schaltstellung und das zweite Umlenkventil (218) zeitgleich in einer ersten

Schaltstellung befinden, wobei in der zweiten Schaltstellung des ersten Umlenkventils (208) der zweite Ausgang (226) des ersten Umlenkventils (208) durchlässig mit einem dem Verdampfereingang (256) des zweiten Verdampfers (216) verbunden ist, und der erste Ausgang (224) des ersten Umlenkventils (208) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist, und wobei in der ersten Schaltstellung des zweiten Umlenkventils (218) der erster Eingang (228) des zweiten Umlenkventils (218) für Kältemittel durchlässig mit dem Verdampferausgang (250) des ersten Verdampfers (214) verbunden ist, und der zweiter Eingang (230) des zweiten Umlenkventils (218) für Kältemittel undurchlässig gesperrt ist.

12. Kältegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (200) einen Verflüssiger (204) aufweist, wobei zwischen dem Verflüssiger (204) und dem ersten Umlenkventil (218) ein Stoppventil (206) vorgesehen ist.

13. Kältegerät (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem

Übertragungsbetrieb bei angetriebenem Verdichter (202) ein Stoppventil (206) zumindest zeitweise eine Kältemittelströmung im Kältemittelkreislauf (200) unterbindet.

Kältegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Kältegerät (100) eine Steuerung (268) aufweist, die zumindest mit dem ersten Umlenkventil (208) und dem zweiten Umlenkventil (218) zum Ansteuern des ersten Umlenkventil (208) und zweiten Umlenkventils (218) verbunden ist. 15. Kältegerät (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältegerät (100) eine Steuerung (268) aufweist, die zumindest messignaleübertragend mit einem Temperatursensor (272) verbunden ist.

Description:
Kältegerät mit zwei Verdampfern

Die Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Kältemittelkreislauf, der einen Verdichter und zumindest einen ersten Verdampfer und einen zweiten Verdampfer aufweist, wobei der Kältemittelkreislauf einen Hauptzweig und zumindest einen ersten Parallelzweig und einen zweiten Parallelzweig aufweist, wobei der Verdichter im Hauptzweig, der erste Verdampfer im ersten Parallelzweig und der zweite Verdampfer im zweiten Parallelzweig angeordnet sind, und wobei zwischen einem Auslass des Verdichters und einem Einlass des ersten Verdampfers und einem Einlass des zweiten Verdampfers ein Umlenkventil mit einem Eingang und zumindest einem ersten Ausgang und einem zweiten Ausgang angeordnet ist, wobei der Eingang mit dem Kältemittelkreislauf, der erste Ausgang mit dem ersten Parallelzweig und der zweite Ausgang mit dem zweiten Parallelzweig kältemittelführend verbunden ist.

Kältegeräte, insbesondere als Haushaltsgeräte ausgebildete Kältegeräte, sind bekannt und werden zur Haushaltsführung in Haushalten oder im Gastronomiebereich eingesetzt, um verderbliche Lebensmittel und/oder Getränke bei bestimmten Temperaturen zu lagern.

Aus der DE 10 2006 015 989 A1 ist ein Kältegerät mit einem Kältemittelkreislauf bekannt, der neben einem Verdichter zwei Verdampfer aufweist, die beide im Kältemittelkreislauf parallel zueinander angeordnet sind. Der Kältemittelkreislauf weist ferner ein 3/2-Wegeventil auf, das mit einem Auslass des Verdichters und mit je einem Einlass der beiden Verdampfer verbunden ist. Jedem der beiden Verdampfer ist je ein Kältefach zugeordnet. Bei Kältegeräten mit mehr als einem Verdampfer spielt die Verteilung des Kältemittels im Kältekreislauf eine große Rolle, um die beiden Verdampfer optimal zu füllen. Die Verdampfer sind jeweils mit einem optimalen Füllgrad zu betreiben, um eine hohe Verdampfungstemperatur zu erreichen. Gleichzeitig ist ein Überlaufen von flüssigem Kältemittel zu vermeiden, da die daher eingehende Saugrohrabkühlung einen Verlust an Kühlleistung nach sich zieht. Bei derartig parallel geschalteten Verdampfern, wie z.B. bei einem Twin-Nofrost-System, ist sicherzustellen, dass beim Betrieb des wärmeren Kältefaches der beiden Kältefächer verdampftes Kältemittel nicht im kälteren Verdampfer kondensiert. Hierzu sieht die DE 10 2006 015 989 A1 vor, bei einem Kältemittelbedarf in einem ersten Kältefach in einem Vorbereitungsschritt zunächst den Verdampfer des zweiten Kältefachs mit Kältemittel zu beaufschlagen. Anschließend wird der Kältemittelkreislauf zum Verdampfer des zweiten Kältefachs verschlossen und nur noch der Verdampfer des ersten Kältefachs mit Kältemittel beaufschlagt. Eine alternative Lösung hierzu ist ein Rückschlagventil, das zwischen dem Verdichter und einem der beiden Verdampfer angeordnet ist. So kann durch Absaugen von Kältemittel aus dem kälteren der beiden Verdampfer der dem wärmeren Kältefach zugeordnete Verdampfer mit einem verbesserten Füllgrad betrieben werden. Jedoch erfordert das Absaugen Energie und erhöht somit den Energiebedarf des Kältegeräts.

Es ist daher die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Kältegerät mit reduziertem Energiebedarf bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Zeichnungen.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch vollständiges Abtrennen von einem der beiden Verdampfer der jeweils nicht abgetrennte Verdampfer mit einem optimalen Füllgrad betrieben werden kann.

Gemäß einem ersten Aspekt wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Kältegerät gelöst, bei dem zwischen einem Verdichtereingang des Verdichters und einem Verdampferausgang des ersten Verdampfers und einem Verdampferausgang des zweiten Verdampfers ein zweites Umlenkventil mit zumindest einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang angeordnet ist, wobei der erste Eingang mit dem ersten Parallelzweig, der zweiten Eingang mit dem zweiten Parallelzweig und der Ausgang mit dem Kältemittelkreislauf kältemittelführend verbunden ist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass jeweils einer der beiden Verdampfer mit einem optimalen Füllgrad betrieben werden kann. Somit ist kein Absaugen von Kältemittel aus dem jeweils anderen Verdampfer mehr erforderlich. Daher muss keine Energie für das Absaugen von Kältemitteln aufgewendet werden, so dass der Energiebedarf des Kältegeräts reduziert ist. Mit dem ersten Umlenkventil kann Kältemittel wahlweise in den ersten oder zweiten Parallelzweig geleitet werden, und mit dem zweiten Umlenkventil kann wahlweise der erste oder zweite Parallelzweig mit dem Kältemittkreislauf verbunden werden. Sowohl das erste Umlenkventil als auch das zweite Umlenkventil können 3/2-Wegeventile sein. 3/2-Wegeventile weisen zwei Ventilsitze auf, wobei wechselseitig immer einer der beiden Ventilsitze geöffnet oder geschlossen bleibt. Somit ist im Fall des ersten Umlenkventils in einer ersten Schaltstellung des ersten Umlenkventils der erste Ausgang geöffnet und der zweite Ausgang geschlossen, oder in einer zweiten Schaltstellung des ersten Umlenkventils ist der erste Ausgang geschlossen und der zweite Ausgang geöffnet. Im Fall des zweiten Umlenkventils ist in einer ersten Schaltstellung des zweiten Umlenkventils der erste Eingang geöffnet und der zweite Eingang geschlossen, oder in einer zweiten Schaltstellung des zweiten Umlenkventils ist der erste Eingang geschlossen und der zweite Eingang geöffnet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen dem ersten Umlenkventil und dem Verdampfereingang des ersten Verdampfers eine erste Drossel angeordnet, und zwischen dem zweiten Umlenkventil und dem Verdampfereingang des zweiten Verdampfers ist eine zweite Drossel angeordnet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass jedem Verdampfer eine an den Verdampfer angepasste Drossel vorgeschaltet ist. So wird ein energieeffizienter Betrieb der beiden Verdampfer möglich.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Kältemittelkreislauf zwischen dem Verdichter und dem ersten Verdampfer und dem zweiten Verdampfer ein Saugrohr- Drosselrohr-Wärmetauscher angeordnet, der wärmeübertragend mit der ersten Drossel und/oder mit der zweiten Drossel verbunden ist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Restkälte des aus dem Verdampfer ausströmenden Kältemittels genutzt wird, da dem Kältemittel in der ersten Drossel und/oder die zweiten Drossel Wärme entzogen wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das erste Umlenkventil eine erste Schaltstellung auf, in der der erste Ausgang des ersten Umlenkventils für Kältemittel durchlässig mit dem Verdampfereingang des ersten Verdampfers verbunden ist, und der zweite Ausgang des ersten Umlenkventils ist für Kältemittel undurchlässig gesperrt. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein flexibler Betrieb des Kältegeräts mit einer Anpassung an verschiedene Randbedingungen, wie z.B. unterschiedliche Umgebungstemperaturen, möglich ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das erste Umlenkventil eine zweite Schaltstellung auf, in der der zweite Ausgang des ersten Umlenkventils durchlässig mit dem Verdampfereingang des zweiten Verdampfers verbunden ist, und der erste Ausgang des ersten Umlenkventils ist für Kältemittel undurchlässig gesperrt. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein flexibler Betrieb des Kältegeräts mit einer Anpassung an verschiedene Randbedingungen, wie z.B. unterschiedliche Umgebungstemperaturen, möglich ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das zweite Umlenkventil eine erste Schaltstellung auf, in der der erste Eingang des zweiten Umlenkventils für Kältemittel durchlässig mit dem Verdampferausgang des ersten Verdampfers verbunden ist, und der zweite Eingang des zweiten Umlenkventils ist für Kältemittel undurchlässig gesperrt. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein flexibler Betrieb des Kältegeräts mit einer Anpassung an verschiedene Randbedingungen, wie z.B. unterschiedliche Umgebungstemperaturen, möglich ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das zweite Umlenkventil eine zweite Schaltstellung auf, in der der zweite Eingang des zweiten Umlenkventils durchlässig mit dem Verdampferausgang des zweiten Verdampfers verbunden ist, und der erste Eingang des zweiten Umlenkventils ist für Kältemittel undurchlässig gesperrt. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein flexibler Betrieb des Kältegeräts mit einer Anpassung an verschiedene Randbedingungen, wie z.B. unterschiedliche Umgebungstemperaturen, möglich ist durch eine Kältemittelumschichtung von einem Kältefach in das andere.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Kältegerät in einem Normalbetrieb betreibbar, in dem sich zumindest zeitweise das erste Umlenkventil in der ersten Schaltstellung und das zweite Umlenkventil zeitgleich in der ersten Schaltstellung befinden. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der erste Verdampfer in den Kältemittelkreislauf eingeschleift und der zweite Verdampfer vollständig vom Kältekreislauf getrennt werden kann. So ist eine ungewollte Verlagerung von Kältemittel aus dem zweiten Verdampfer in den ersten Verdampfer ausgeschlossen. Daher ist ein Betrieb mit optimalen Füllgrad möglich.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Kältegerät in einem Normalbetrieb betreibbar, in dem sich zumindest zeitweise das erste Umlenkventil in der zweiten Schaltstellung und das zweite Umlenkventil zeitgleich in der zweiten Schaltstellung befinden. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der zweite Verdampfer in den Kältemittelkreislauf eingeschleift und der erste Verdampfer vollständig vom Kältekreislauf getrennt werden kann. Somit ist ein Betrieb beider Verdampfer mit jeweils optimalen Füllgrad möglich. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Kältegerät in einem Übertragungsbetrieb betreibbar, in dem sich zumindest zeitweise das erste Umlenkventil in der ersten Schaltstellung und das das zweite Umlenkventil in der zweiten Schaltstellung zeitgleich befinden. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass Kältemittel von einem ersten Verdampfer in den zweiten Verdampfer verlagert werden kann. So kann der Füllgrad durch einen Betrieb im Übertragungsbetrieb angepasst werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Kältegerät in einem Übertragungsbetrieb betreibbar, in dem sich zumindest zeitweise das erste Umlenkventil in der zweiten Schaltstellung und das das zweite Umlenkventil in der ersten Schaltstellung zeitgleich befinden. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass Kältemittel auch von dem zweiten Verdampfer in den ersten Verdampfer verlagert werden kann. So kann der Füllgrad beider Verdampfer durch einen Betrieb im Übertragungsbetrieb angepasst werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Kältemittelkreislauf einen Verflüssiger auf, wobei zwischen dem Verflüssiger und dem ersten Umlenkventil ein Stoppventil vorgesehen ist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine ungewollte Kältemittelverlagerung vom Verflüssiger zum Verdampfer während Stillstandzeiten des Verdichters unterbunden werden können. In einer vorteilhaften Ausführungsform unterbindet in einem Übertragungsbetrieb bei angetriebenem Verdichter ein Stoppventil zumindest zeitweise eine Kältemittelströmung im Kältemittelkreislauf. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Saugwirkung des Verdichters Kältemittel aus dem ersten Verdampfer und/oder dem zweiten Verdampfer angesaugt werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Kältegerät eine Steuerung auf, die zumindest mit dem ersten Umlenkventil und dem zweiten Umlenkventil zum Ansteuern des ersten Umlenkventil und zweiten Umlenkventils verbunden ist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch eine gezielte Ansteuerung ein flexibler Betrieb des Kältegeräts mit einer Anpassung an verschiedene Randbedingungen, wie z.B. unterschiedliche Umgebungstemperaturen, möglich ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuerung zumindest messsignaleübertragend mit einem Temperatursensor verbunden. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Steuerung z.B. bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts für die erfasste Temperatur von dem Normalbetrieb in den Übertragungsbetrieb wechselt und so selbsttätig eine Anpassung des Füllgrads vornimmt, sodass auch bei extremen Temperaturen, wie z.B. in den Tropen ein Betrieb mit einem optimalen Füllgrad möglich ist. Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Kältegeräts, und Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kältemittelkreislaufes des Kältegeräts der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Kühlschrank als Ausführungsbeispiel für ein Kältegerät 100. Das Kältegerät 100 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kühl-Gefrier-Kombination ausgebildet und weist ferner im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Twin-Nofrost-System auf.

Das Kältegerät 100 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erstes, oberes Kältefach 102 auf, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Gefrierfach ausgebildet ist. Daneben weist das Kältegerät 100 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein zweites, unteres Kältefach 104 auf, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kühlfach ausgebildet ist.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kältemittelkreislaufs 200 eines derartigen Kältegeräts 100. Der Kältemittelkreislauf 200 weist einen Verdichter 202, einen Verflüssiger 204, ein Stoppventil 206, ein erstes Umlenkventil 208, eine erste Drossel 210, eine zweite Drossel 212, einen ersten Verdampfer 214, einen zweiten Verdampfer 216, ein zweites Umlenkventil 218 und einen Saugrohr-Drosselrohr-Wärmetauscher 220 auf.

Der Verdichter 202 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein mechanisch angetriebenes Bauteil, das Kältemitteldampf von einem der beiden Verdampfer 214, 216 absaugt und gegen einen höheren Druck zum Verflüssiger 204 fördert. Der Verflüssiger 204 ist als Wärmetauscher ausgebildet, in dem nach der Kompression das verdampfte Kältemittel durch Wärmeabgabe an ein äußeres Kühlmedium, d.h. die Umgebungsluft, verflüssigt wird.

Der erste Verdampfer 214 und der zweite Verdampfer 216 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Wärmetauscher ausgebildet, in dem nach einer Expansion das flüssige Kältemittel durch Wärmeaufnahme von dem zu kühlenden Medium, d.h. Luft im Inneren des Kühlschranks, verdampft wird. Ferner sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der erste Verdampfer 214 und/oder der zweite Verdampfer 216 als statischer Verdampfer ausgebildet. Somit sind keine Ventilatoren zur Zwangsbestromung des ersten Verdampfers 214 und/oder des zweiten Verdampfers 216 nötig.

Dabei ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der erste Verdampfer 214 dem ersten Kältefach 102 und der zweite Verdampfer 216 dem zweiten Kältefach 104 zugeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sowohl der erste Verdampfer 214 als auch der zweite Verdampfer 216 als Lamellenverdampfer ausgebildet.

Dem ersten Verdampfer 214 ist die erste Drossel 210 und dem zweiten Verdampfer 216 ist die zweite Drossel 212 zugeordnet. Die Drosseln 210, 212 sind Vorrichtungen zur Verminderung des Druckes durch Querschnittsverminderung.

Die erste Drossel 210 und der erste Verdampfer 214 sind in Reihe geschaltet, und die zweite Drossel 212 und der zweite Verdampfer 216 sind in Reihe geschaltet, wobei diese beiden Reihenschaltungen im vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel geschaltet sind. D.h. der Kältekreislauf 200 teilt sich in zwei Parallelzweige 274, 276, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Verdichter 202, der Verflüssiger 204, das Stoppventil 206 und der Saugrohr-Drosselrohr-Wärmetauscher 220 in einem Hauptzweig 278 des Kältekreislaufs 200 angeordnet sind.

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. Außerdem umfasst der Kältemittelkreislauf 200 im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Stoppventil 206, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein ansteuerbares Magnetventil ist, mit dem eine Kältemittelströmung im Kältemittelkreislauf 200 unterbrochen werden kann.

Ferner umfasst der Kältemittelkreislauf 200 im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Saugrohr-Drosselrohr-Wärmetauscher 220, so dass auch die Restkälte des aus dem Verdampfer ausströmenden Kältemittels genutzt wird.

Das erste Umlenkventil 208 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Eingang 222 sowie einen ersten Ausgang 224 und einen zweiten Ausgang 226 auf. Das zweite Umlenkventil 218 weist einen ersten Eingang 228 und einen zweiten Eingang 230 sowie einen Ausgang 232 auf. Mit dem ersten Umlenkventil 208 kann Kältemittel wahlweise in den ersten Parallelzweig 274 oder in den zweiten Parallelzweig 276 geleitet werden, und mit dem zweiten Umlenkventil 218 kann wahlweise der erste Parallelzweig 274 oder der zweite Parallelzweig 276 mit dem Verdichter 202 verbunden werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sowohl das erste Umlenkventil 208 als auch das zweite Umlenkventil 218 als 3/2-Wegeventil ausgebildet. 3/2-Wegeventile weisen zwei Ventilsitze auf, wobei wechselseitig immer einer der beiden Ventilsitze geöffnet oder geschlossen bleibt. Somit ist im Fall in einer ersten Schaltstellung des ersten Umlenkventils 208 der erste Ausgang 224 geöffnet und der zweite Ausgang 226 geschlossen, oder in einer zweiten Schaltstellung des ersten Umlenkventils 208 ist der erste Ausgang 224 geschlossen und der zweite Ausgang 226 geöffnet. Im Fall des zweiten Umlenkventils 218 ist in einer ersten Schaltstellung des zweiten Umlenkventils 218 der erste Eingang 228 geöffnet und der zweite Eingang 230 geschlossen, oder in einer zweiten Schaltstellung des zweiten Umlenkventils 218 ist der erste Eingang 228 geschlossen und der zweite Eingang 230 geöffnet.

Der Verdichter 202 weist einen Verdichterausgang 234 auf, der mit einem Verflüssigereingang 236 des Verflüssigers 204 kältemittelführend verbunden ist.

Ein Verflüssigerausgang 238 des Verflüssigers 204 ist mit einem Eingangsanschluss 240 des Stoppventils 206 kältemittelführend verbunden. Ein Ausgangsanschluss 242 des Stoppventils 206 ist mit dem Eingang 222 des ersten Umlenkventils 208 kältemittelführend verbunden.

Der erste Ausgang 224 des ersten Umlenkventils 208 ist mit einem Drosseleingang 244 der ersten Drossel 210 verbunden.

Ein Drosselausgang 246 der ersten Drossel 210 ist mit einem Verdampfereingang 248 des ersten Verdampfers 214 kältemittelführend verbunden.

Ein Verdampferausgang 250 des ersten Verdampfers 214 ist mit dem ersten Eingang 230 des zweiten Umlenkventils 218 kältemittelführend verbunden.

Der zweite Ausgang 226 des ersten Umlenkventils 208 ist mit einem Drosseleingang 252 der zweiten Drossel 212 kältemittelführend verbunden. Ein Drosselausgang 254 der zweiten Drossel 212 ist mit einem Verdampfereingang 256 des zweiten Verdampfers 216 kältemittelführend verbunden.

Ein Verdampferausgang 258 des zweiten Verdampfers 214 ist mit dem zweiten Eingang 228 des zweiten Umlenkventils 218 kältemittelführend verbunden.

Der Ausgang 232 des zweiten Umlenkventils 218 ist mit einem Wärmetauschereingang 260 des Saugrohr-Drosselrohr-Wärmetauschers 220 kältemittelführend verbunden.

Ein Wärmetauscherausgang 262 des Saugrohr-Drosselrohr-Wärmetauschers 220 ist über ein Saugrohr 266 mit einem Verdichtereingang 264 des Verdichters 202 kältemittelführend verbunden.

Das erste Umlenkventil 208 und das zweite Umlenkventil 218 sind über Steuerleitungen 270 steuerungssignaleübertragend mit einer Steuerung 268 verbunden. Ferner sind das Stoppventil 206 über eine Steuerleitungen 280 und der Verdichter 202 über eine Steuerleitungen 282 steuerungssignaleübertragend mit einer Steuerung 268 verbunden.

Im Normalbetrieb steuert die Steuerung 268 das erste Umlenkventil 208 und das zweite Umlenkventil 218 in die erste Schaltstellung. Zugleich steuert die Steuerung 268 das zweite Umlenkventil 218 in die erste Schaltstellung. Somit strömt in der ersten Phase des Normalbetriebszyklus Kältemittel durch die erste Drossel 210 und den ersten Verdampfer 214 und kühlt somit das dem ersten Verdampfer 214 zugeordnete Kältefach 102. Hingegen sind in der ersten Phase des Normalbetriebszyklus die zweite Drossel 212 und der zweite Verdampfer 216 vom Kältemittelkreislauf 200 abgetrennt.

In einer zweiten Phase des Normalbetriebszyklus steuert die Steuerung 268 das erste Umlenkventil 208 in die zweite Schaltstellung. Zugleich steuert die Steuerung 268 das zweite Umlenkventil 218 in die zweite Schaltstellung. Somit strömt in der zweiten Phase des Normalbetriebszyklus Kältemittel durch die zweite Drossel 212 und den zweiten Verdampfer 216 und kühlt somit das dem zweiten Verdampfer 216 zugeordnete Kältefach 104. Hingegen sind in der zweiten Phase des Normalbetriebszyklus die erste Drossel 210 und der erste Verdampfer 214 vom Kältemittelkreislauf 200 abgetrennt.

Abweichend von der im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Normalbetriebszyklus mit der oben beschriebenen zweiten Phase beginnen gefolgt von der ersten Phase.

Durch das wechselseitige Abtrennen jeweils einer Drossel 210, 212 und eines Verdampfers 214, 216 können sowohl der erste Verdampfer 214 als auch der zweite Verdampfer 216 jeweils mit einer optimalen Füllmenge an Kältemittel betrieben werden, d.h. mit einem optimalen Füllgrad. Daher muss kein Kältemittel aus dem jeweils anderen Verdampfer 214, 216 abgesaugt werden, sodass hierfür keine Energie aufgewendet werden muss. Somit wird der Energieverbrauch des Kältegeräts 100 reduziert.

Ferner kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuerung 268 das erste Umlenkventil 208 und das zweite Umlenkventil 218 in einem Übertragungsbetrieb betreiben.

In dem Übertragungsbetrieb wird z.B. Kältemittel von dem zweiten Verdampfer 216 abgesaugt, um ausreichend Kältemittel für den Betrieb des ersten Verdampfers 214 zur Verfügung zu haben. Hierzu steuert die Steuerung 268 das erste Umlenkventil 208 in seine erste Schaltstellung. Ferner steuert die Steuerung 268 das zweite Umlenkventil 218 in seine zweite Schaltstellung,. Nun wird Kältemittel aus dem zweiten Verdampfer 216 angesaugt und anschließend zum Normalbetrieb gewechselt. Ferner kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch Kältemittel aus dem ersten Verdampfer 214 angesaugt werden. Hierzu steuert die Steuerung 268 das erste Umlenkventil 208 in seine zweite Schaltstellung,. Ferner steuert die Steuerung 268 das zweite Umlenkventil 218 in seine erste Schaltstellung. Nun wird Kältemittel aus dem ersten Verdampfer 214 angesaugt und anschließend zum Normalbetrieb gewechselt.

Aufgrund unterschiedlicher Füllgrade des Verflüssigers 204 bei Betrieb des ersten Verdampfers 214 und des zweiten Verdampfers 216 ergibt sich bei jedem Wechseln von der ersten Phase zur zweiten Phase des Normalbetriebs eine Veränderung der effektiven Kältemittelfüllmenge. Durch einen Wechsel von dem Normalbetrieb in den Übertragungsbetrieb, z.B. innerhalb vorgegebener Intervalle, wird erreicht, dass eine Verlagerung von Kältemittel im Normalbetrieb, verursacht durch unterschiedliche Betriebstemperaturen des ersten Verdampfers 214 und des zweiten Verdampfers 216, wieder rückgängig gemacht werden kann, so dass ein Betrieb des ersten Verdampfer 214 als auch des zweiten Verdampfer 216 mit dem jeweils optimalen Füllgrad gewährleistet ist. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Übertragungsbetrieb bei betriebenen Verdichter 202 das Stoppventil 206 in seinen Sperrzustand gebracht werden, so dass eine ungewollte Kältemittelströmung im Kältemittelkreislauf 200 unterbunden ist. Durch die Saugwirkung des Verdichters 202 kann dann aus dem ersten Verdampfer 214 und/oder zweiten Verdampfer 216 Kältemittel abgesaugt werden.

Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuerung 268 mit einem Temperatursensor 272 verbunden. Wenn der mit dem Temperatursensor 272 erfasste Temperaturwert, z.B. die Umgebungstemperatur des Kältegeräts, einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wird von der Steuerung 268 zum Übertragungsbetrieb gewechselt, um eine Anpassung der Kältemittelmenge an die herrschenden Randbedingungen vorzunehmen. So kann z.B. bei tropischen Randbedingungen (hohe Kälteleitung wegen hoher Umgebungstemperaturen bei hoher Luftfeuchtigkeit) ein Kondensieren von Feuchtigkeit an dem Saugrohr 266 verhindert werden. Ferner kann der Kältemittelkreislauf 200 dazu dienen, neben dem ersten, als Gefrierfach, ausgebildeten Kältefach 102 und dem zweiten, als Kühlfach ausgebildeten Kältefach 104, ein drittes Kältefach zu kühlen, z.B. ein Frischefach, oder noch weitere Kältefächer, wie ein viertes oder fünftes Kältefach etc.. Jedem der Kältefächer ist dann ein Verdampfer zugeordnet, der in einem Parallelzweig des Kältemittelskreislaufs 200 angeordnet ist. Somit ist die Anzahl der Verdampfer gleich der Anzahl der Parallelzweige des Kältemittelkreislaufs 200. Entsprechend weist dann das erste Umlenkventil 208 eine der Anzahl der Parallelzweige entsprechende Anzahl von Ausgängen auf und das zweite Umlenkventil 218 weist eine entsprechende Anzahl von Eingängen auf. Ferner weisen dann das erste Umlenkventil 208 und das zweite Umlenkventil 218 dann eine der Anzahl der Parallelzweige entsprechende Anzahl von Schaltstellungen auf.

Bezugszeichenliste

100 Kältegerät

102 erstes Kältefach

104 zweites Kältefach

200 Kältemittelkreislauf

202 Verdichter

204 Verflüssiger

206 Stoppventil

208 erstes Umlenkventil

210 erste Drossel

212 zweite Drossel

214 erster Verdampfer

216 zweiter Verdampfer

218 zweites Umlenkventil

220 Saugrohr-Drosselrohr-Wärmetauscher

222 Eingang des ersten Umlenkventils

224 erster Ausgang des ersten Umlenkventils

226 zweiter Ausgang des ersten Umlenkventils 228 erster Eingang des zweiten Umlenkventils

230 zweiter Eingang des zweiten Umlenkventils

232 Ausgang des zweiten Umlenkventils

234 Verdichterausgang

236 Verflüssigereingang

238 Verflüssigerausgang

240 Eingangsanschluss

242 Ausgangsanschluss

244 Drosseleingang der ersten Drossel

246 Drosselausgang der ersten Drossel

248 Verdampfereingang des ersten Verdampfers

250 Verdampferausgang des ersten Verdampfers

252 Drosseleingang der zweiten Drossel

254 Drosselausgang der zweiten Drossel

256 Verdampfereingang des zweiten Verdampfers 258 Verdampferausgang des zweiten Verdampfers

260 Wärmetauschereingang

262 Wärmetauscherausgang

264 Verdichtereingang

266 Saugrohr

268 Steuerung

270 Steuerleitung

272 Temperatursensor

274 erster Parallelzweig

276 zweiter Parallelzweig

278 Hauptzweig

280 Steuerleitungen

282 Steuerleitungen