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Title:
REFRIGERATION DEVICE HAVING A NON-FOGGING WINDOW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/118938
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a refrigeration device (10), in particular a refrigerator or freezer, having a housing (12), which encloses an inner compartment which is cooled with respect to the surroundings, and at least one window (16). In order to prevent fogging, it is proposed for at least one window (16) and/or a frame element (18) of the housing accommodating said window to be provided at least in some regions with panel heating, which enables local and homogeneous heating of the window (16) and/or the frame element (18) and thus prevents fogging.

Inventors:
NEUMANN MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/053863
Publication Date:
October 21, 2010
Filing Date:
March 25, 2010
Export Citation:
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Assignee:
BSH BOSCH SIEMENS HAUSGERAETE (DE)
NEUMANN MICHAEL (DE)
International Classes:
F25D21/04
Domestic Patent References:
WO2008085541A22008-07-17
WO1997019621A11997-06-05
WO1998042163A11998-09-24
WO2005030013A12005-04-07
Foreign References:
US20060016097A12006-01-26
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Kältegerät (10), insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem Gehäuse (12), das einen gegenüber der Umgebung gekühlten Innenraum einschließt und das wenigstens ein Sichtfenster (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sichtfenster (16) und/oder ein dieses Sichtfenster (16) aufnehmendes Rahmenelement (18) des Gehäuses (12) zumindest bereichsweise mit einer Flächenheizung (26, 28) versehen ist, die ein lokales, homogenes Erwärmen des Sichtfensters (16) und/oder des Rahmenelements (18) ermöglicht.

2. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sichtfenster (16) aus Glas gebildet und das Rahmenelement (18) aus gut wärmeleitendem Material, insbesondere Metall, gebildet ist.

3. Kältegerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizung aus einer elektrisch leitfähigen Heizlackschicht (26, 28) gebildet ist.

4. Kältegerät (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Heizlackschicht (26, 28) Kohlenstoffnanoröhren enthält.

5. Kältegerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizung bzw. Heizlackschicht (26, 28) transparent ist.

6. Kältegerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizung (26, 28) auf einer unmittelbar der Umgebung ausgesetzten Außenseite des Sichtfensters (16) und/oder des Rahmenelements (18) aufgebracht ist.

7. Kältegerät (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizlackschicht (26, 28) auf einer elektrisch isolierenden Unterlackschicht (30) aufgebracht ist.

8. Kältegerät (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizlackschicht (26, 28) mit einer Schutzlackschicht versiegelt ist.

9. Kältegerät (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizlackschicht (26, 28) mit einer Kleinspannung betreibbar ist.

10. Kältegerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungstemperatur der Flächenheizung (26, 28) einstellbar ist.

11. Kältegerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit umfasst ist, die den Betrieb der Flächenheizung (26, 28) steuert.

12. Kältegerät (10) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur und/oder Umgebungsfeuchte umfasst ist, der mit der Steuereinheit verbunden ist.

13. Kältegerät (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichtfenster (16) in einer Türe (14) des Gehäuses (12) angeordnet ist.

14. Kältegerät (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Kühlschrank, Weinlagerschrank, oder Gefrierschrank ausgebildet ist.

15. Verwendung eines elektrisch leitfähigen Heizlacks auf Basis von Kohlenstoffnanoröh- ren als Flächenheizung für ein Sichtfenster (16) oder ein dieses Sichtfenster aufnehmendes Rahmenelement (18) eines Kältegeräts, insbesondere Haushaltskältegeräts.

Description:
Kältegerät mit beschlagfreiem Sichtfenster

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät bzw. ein Kühlgerät mit einem Gehäuse, das einen gegenüber der Umgebung gekühlten Innenraum einschließt. Dieses Gehäuse weist wenigstens ein Sichtfenster auf, durch welches Einblick in den gekühlten Innenraum ermöglicht ist. Ein Kältegerät der betreffenden Art ist insbesondere ein Kühlschrank und/oder ein Gefrierschrank.

Kältegeräte mit Sichtfenstern finden z.B. in privaten Haushalten, insbesondere als Wein- lagerschrank im Einzel- und Großhandel, in der Gastronomie und in Arztpraxen sowie Krankenhäusern Verwendung. Durch das Sichtfenster hindurch können die im Innenraum befindlichen und gekühlten Gegenstände oder Produkte betrachtet oder inspiziert werden, ohne dass hierzu das Kältegerät geöffnet werden muss. Kältegeräte mit Sichtfenstern eignen sich somit optimal zur Bestandskontrolle oder auch zur Warenpräsentation. Des Weiteren erfüllen Sichtfenster in Kältegeräten auch eine Designfunktion.

Problematisch an Sichtfenstern in Kältegeräten ist, dass diese beschlagen können. So sammelt sich z.B. an der der Umgebung ausgesetzten Außenseite Kondenswasser bzw. Tauwasser aus der Umgebungsluft an, da das Sichtfenster quasi von innen gekühlt wird und somit eine niedrigere Temperatur als die Umgebung aufweist. Insbesondere im Be- reich eines das Sichtfenster aufnehmenden Rahmenelements des Gehäuses bestehen Kältebrücken aus dem gekühlten Innenraum, so dass sich bevorzugt in diesen Übergangsbereichen Kondenswasser ansammelt. Dies wird fälschlicherweise als Qualitätsmangel des Kältegeräts wahrgenommen.

Abhilfe erzielt man derzeit durch Limitierung der Innentemperatur, um die Temperaturdifferenz zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Kältegeräts möglichst gering zu halten. Darüber hinaus kommen aufwändige Rahmenkonstruktionen zum Einsatz, um das Sichtfenster thermisch vom gekühlten Innenraum zu entkoppeln. Ferner werden Dreifach- verglasungen verwendet, um die Temperatur der äußersten Scheibe gleich der Umge- bungstemperatur zu halten. Dies ist jedoch aufwändig und führt nur bedingt zum Erfolg. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Möglichkeit aufzuzeigen, an einem Kältegerät das Beschlagen eines Sichtfensters und/oder der angrenzenden Bereiche zuverlässig zu verhindern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Kältegerät gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung löst die Aufgabe ferner durch die im nebengeordneten Anspruch angegebene Verwendung.

Erfindungsgemäß wird ein Kältegerät vorgeschlagen, mit einem Gehäuse, das einen ge- genüber der Umgebung gekühlten Innenraum einschließt und das wenigstens ein Sichtfenster aufweist, wobei wenigstens ein Sichtfenster und/oder ein dieses Sichtfenster aufnehmendes Rahmenelement des Gehäuses zumindest bereichsweise mit einer Flächenheizung versehen ist, die ein lokales, homogenes Erwärmen des Sichtfensters und/oder des Rahmenelements ermöglicht.

Die insbesondere elektrisch betriebene Flächenheizung ermöglicht innerhalb der beheizten Fläche eine einheitliche Wärmeverteilung, indem die beheizte Fläche homogen erwärmt wird. Dadurch kann ein hinsichtlich Kondenswasseransammlung gefährdeter lokaler Bereich gleichmäßig erwärmt werden, so dass dieser zumindest die Umgebungstem- peratur aufweist, was die Kondensation von Wasser aus der Umgebungsluft unterbindet. Vorteilhaft reduziert die homogene Erwärmung mögliche Materialspannungen im Sichtfenster und/oder Rahmenelement. Das erfindungsgemäße Kältegerät kann für Klimaklassen bereit gestellt werden, für welche die bisherigen Kältegeräte mit Sichtfenster nur eingeschränkt tauglich waren. Dies sind insbesondere die Klimaklassen ST (Subtropen) und T (Tropen). Ferner kann auf die eingangs genannten Abhilfemaßnahmen verzichtet werden. An dem erfindungsgemäßen Kältegerät ist z.B. möglicherweise eine einfache Dop- pelverglasung anstelle der o.g. Dreifachverglasung ausreichend. Damit werden Materialkosten, Fertigungsaufwand und Gewicht eingespart.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Flächenheizung aus einer elektrisch leitfähigen Heizlackschicht gebildet ist. Bei einer derartigen Heizlackschicht fließt der Strom über die gesamte Fläche, was den Vorteil hat, dass die Heizung auch dann noch funktioniert, wenn die Lackschicht teilweise beschädigt ist. Die Heizlackschicht kann z.B. aus einem leitfähigen Kunststoff bestehen.

Besonders bevorzugt ist die elektrisch leitfähige Heizlackschicht auf Basis von Koh- lenstoffnanoröhren bzw. Nanokohlenstoffröhren (Carbon Nano Tubes, CNT) gebildet. Kohlenstoffnanoröhren sind mikroskopisch kleine röhrenförmige Gebilde aus Kohlenstoff, die in den Heizlack eingebunden sind und welche bei Anlegen einer elektrischen Spannung Wärme erzeugen können. Der Durchmesser der Kohlenstoffnanoröhren liegt bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 nm, die Länge einzelner Röhren kann bis zu mehrere mm betragen. Die Kohlenstoffnanoröhren bilden bevorzugt ein netzartiges Muster über die Fläche der Heizlackschicht, durch die in alle Richtungen Strom fließen kann. Die Wärmeerzeugung basiert z.B. auf einem Widerstandseffekt und/oder auf einem Schwingungseffekt der Kohlenstoffnanoröhren. Die Kohlenstoffnanoröhren können in ein geeignetes Trägermaterial z.B. aus Kunststoff eingebettet sein.

In vorteilhafter Weise kann ein derartiger Heizlack exakt auf einen hinsichtlich von Kon- denswasseransammlung kritischen Bereich des Sichtfensters oder Rahmenelements als Heizlackschicht aufgebracht werden. Das Aufbringen kann z.B. mittels eines Sprayverfahrens oder Tauchverfahrens erfolgen. Angeschlossen an eine Spannungsquelle verwandelt sich die Heizlackschicht in eine passgenaue Flächenheizung, die selbst dann noch prob- lemlos funktioniert, wenn die Heizlackschicht stellenweise beschädigt sein sollte. Da der Strom über die gesamte Fläche der Heizlackschicht fließt, kommt es zu einer homogenen Erwärmung dieser Fläche, so dass die Heizlackschicht quasi in jedem Punkt gleich erwärmt wird. Die Heizlackschicht speichert keine Wärme, so dass die elektrische Energie fast vollständig in nutzbare Wärme umgewandelt wird, bei einer relativ geringen Leis- tungsaufnahme. Zudem ermöglicht eine derartige Heizlackschicht ein Beheizen bzw. Erwärmen in kürzester Zeit. In vorteilhafter Weise kann die Heizlackschicht auch als mechanischer Korrosionsschutz oder Feuchteschutz dienen, insbesondere beim Transport und der Zwischenlagerung eines erfindungsgemäßen Kältegeräts.

Die nachfolgenden Ausgestaltungen sind im Zusammenhang mit der oben erläuterten Heizlackschicht beschrieben. Diese treffen sinngemäß aber auch auf eine erfindungsgemäße Flächenheizung ohne eine solche Heizlackschicht oder einer andersartigen Heizlackschicht zu. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Flächenheizung bzw. Heizlackschicht transparent ist. Somit kann die Heizlackschicht ohne Beeinträchtigung auch in sichtbaren und sogar durchsichtigen Bereichen aufgebracht werden, z.B. auf der Glasscheibe eines Sichtfensters. Der Heizlack kann jedoch auch intransparent oder farbig ausgebildet und z.B. in nicht durchsichtigen Bereichen wie dem Rahmenelement aufgebracht sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizlackschicht auf einer unmittelbar der Umgebung ausgesetzten Außenseite des Sichtfensters und/oder des Rahmenelements aufgebracht ist. Hierzu eignet sich insbesondere ein transparenter Heizlack. Die Heizlackschicht kann jedoch auch auf einer Innenseite des Sichtfensters, insbesondere bei einer oben erwähnten Doppelverglasung, oder auf einer Rückseite des Rahmenelements aufgebracht sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizlackschicht auf einer elektrisch isolierenden Unterlackschicht (Isolierlack) aufgebracht ist. Dies ist z.B. bei einem metallischen Rahmenelement bevorzugt. Dessen ungeachtet besteht die Möglichkeit, die Heizlackschicht über ein metallisches Rahmenelement elektrisch zu kontaktieren. Eine Unterlackschicht kann auch bei einem Rahmenelement aus Kunststoff verwendet werden und dient hier z.B. der Verbesserung der Anhaftung.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizlackschicht mit einer Schutzlackschicht versiegelt ist. Die Schutzlackschicht stellt einen mechanischen Schutz für die Heizlackschicht dar, insbesondere falls diese auf einer Außenseite aufge- bracht ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizlackschicht mit einer Kleinspannung betreibbar ist. Unter einer Kleinspannung wird eine Wechselspannung bis ca. 50 Volt Effektivwert und insbesondere eine Gleichspannung bis ca. 120 Volt verstanden, die für einen Menschen weitgehend ungefährlich sind. Hierdurch kann die Betriebssicherheit verbessert werden. Die Heizlackschicht könnte jedoch ebenso auch mit einer normalen Netz-Niederspannung mit 220 Volt betrieben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Erwärmungstemperatur der Heizlackschicht einstellbar ist. Das Einstellen erfolgt bevorzugt elektrisch, z.B. durch Verändern der angelegten Spannung. Darüber hinaus ist es auch möglich, einzelne Heizlackfelder vorzusehen, die separat eingeschaltet und ausgeschaltet werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Steuereinheit umfasst ist, die den Betrieb der Heizlackschicht steuert. Das Steuern umfasst das Einschalten und Ausschalten, sowie das Einstellen der Erwärmungstemperatur. Die Steuereinheit ist bevorzugt in die Kältegeräteelektronik integriert.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur und/oder Umgebungsfeuchte umfasst ist, der mit der Steuereinheit verbunden ist. Die Steuerung bzw. Ansteuerung der Heizlackschicht mittels der Steuereinheit soll in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und/oder der Umgebungsfeuchte (damit ist vorrangig die relative Luftfeuchte der Umgebungsluft gemeint) erfolgen, um den Energie- verbrauch so gering wie möglich zu halten.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das (beschlagfreie) Sichtfenster in einer Türe oder Klappe des Gehäuses angeordnet ist. Die Türe kann als Schwenktüre oder als Schiebetüre ausgebildet sein. Ein solches Kältegerät wird auch als Glastürgerät bezeichnet. Die elektrische Kontaktierung der Heizlackschicht erfolgt z.B. über ein Flachkabel (bei einer Schwenktüre) oder eine Stromschiene (bei einer Schiebetü- re).

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Kältegerät als Standgerät oder als Einbaugerät ausgebildet ist. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein Haushaltsgerät, insbesondere einen Kühlschrank, Tiefkühlschrank oder Weinlagerschrank.

Der nebengeordnete Anspruch betrifft die Verwendung eines elektrisch leitfähigen Heiz- lacks auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren als Flächenheizung für ein Sichtfenster oder ein dieses Sichtfenster aufnehmendes Rahmenelement eines Kältegeräts, wie insbesondere eines Kühlschranks oder Gefrierschranks. Hierzu gelten sinngemäß die obigen Ausführungen. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Kältegeräts mit einem Sichtfenster; und

Fig. 2 eine schematische, perspektivische Darstellung eines kritischen Eckbereichs des Sichtfensters aus Fig. 1 , mit einer erfindungsgemäßen Flächenheizung.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Kältegeräts 10, bei dem es sich z.B. um einen als Standgerät ausgebildeten Kühlschrank, Weinlagerschrank oder Gefrierschrank handeln kann. Das Kältegerät 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das einen gekühlten Innenraum umschließt bzw. einschließt. An der Frontseite des Gehäuses 12 ist eine schwenkbare Türe 14 angeordnet, über die eine Zugriffsmöglichkeit zum gekühlten Innen- räum gegeben ist. In die Türe 14 ist ein Sichtfenster 16 integriert, durch welches Einblick in den gekühlten Innenraum ermöglicht ist. Das Sichtfenster 16 ist von einem Rahmen bzw. einem Rahmenelement 18 umgeben, welcher bzw. welches das Sichtfenster 16 aufnimmt bzw. einfasst. Zwischen dem Sichtfenster 16 und dem Rahmenelement 18 kann eine optionale Dichtung und/oder Isolierung 20 vorgesehen sein. Abweichend hierzu kann ein Sichtfenster auch an einer anderen Stelle des Gehäuses 12 angeordnet sein, z.B. in einer Seitenwand.

In Abhängigkeit der Umgebungstemperatur und/oder der Umgebungsfeuchte kann es zur Kondenswasserbildung bzw. Tauwasserbildung aus der Umgebungsluft auf der Außensei- te des Sichtfensters 16 kommen, da dieses quasi von innen gekühlt wird und somit eine niedrigere Temperatur als die Umgebung aufweist. Kritische Bereiche sind insbesondere die Übergangsbereichen zwischen dem Sichtfenster 16 und dem Rahmenelement 18, da dort durch das Rahmenmaterial hindurch Kältebrücken aus dem gekühlten Innenraum bestehen. Ein solcher kritischer Bereich ist strichliert umrandet und mit 22 bezeichnet.

Um die Ansammlung von Kondenswasser in einem kritischen Bereich 22 zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, diesen Bereich mit einer Flächenheizung auszustatten, die ein über der betreffenden Fläche homogenes Erwärmen des Sichtfensters 16 und/oder des Rahmenelements 18 ermöglicht und somit das für die Kondenswasseran- sammlung ursächliche Temperaturgefälle zur Umgebung beseitigt. Eine solche Flächenheizung ist bevorzugt aus einer elektrisch leitfähigen Heizlackschicht gebildet. Dies wird nachfolgend anhand der Fig. 2 erläutert.

Die Fig. 2 zeigt vergrößert den kritischen Bereich 22 der Fig. 1. Das Sichtfenster 16, hier als Doppelverglasung ausgeführt, und das angrenzende Rahmenelement 18 sind auf ihren Außenseiten jeweils bereichsweise mit einer durchsichtigen Heizlackschicht 26 und 28 auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren beschichtet. Das Sichtfenster 16 und das Rahmenelement 18 weisen getrennte Heizlackschichten 26 und 28 auf, die elektrisch separat ansteuerbar sind. Stattdessen kann auch eine Heizlackschicht ausgebildet sein, welche die Übergangsbereiche zwischen dem Sichtfenster 16 und dem Rahmenelement 18 zusammenhängend beschichtet. Die Heizlackschicht 26 auf dem Sichtfenster 16 ist durch verdeckt platzierte Kontaktelemente 27a und 27b elektrisch kontaktiert. Diese Kontaktelemente 27a und 27b können z.B. in der optionalen Dichtung und/oder Isolierung 20 ein- gearbeitet sein. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung fließt durch die Heizlackschichten 26 und 28 ein Strom, der mittels der im Heizlack enthaltenen Kohlenstoffnanoröhren in Wärme umgewandelt wird. Die Steuerung der Heizlackschichten 26 und 28 erfolgt mittels einer Steuereinheit, die in die Kältegeräteelektronik integriert sein kann. Im Übrigen wird hier auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Um die Haftung der Heizlackschicht 28 zu verbessern, ist auf dem Rahmenelement 18 eine Unterlackschicht 30 aufgebracht. Diese kann auch der elektrischen Isolierung dienen, falls z.B. das Rahmenelement 18 aus einem metallischen Material gebildet ist. Ferner kann über einer Heizlackschicht 26 und/oder 28 eine zusätzliche Schutzlackschicht aufgebracht werden.