ХОЛОДИЛЬНЫЙ ШКАФ Российский патент 2003 года по МПК F25D11/00 F25D23/00 

Изобретение относится к оборудованию для торговли и бытового обслуживания, а именно для хранения охлажденных и замороженных пищевых продуктов, и может быть использовано также в пищевой, молочной, дрожжевой, мясной, биотехнологических отраслях, в медицине и в научных лабораториях.

Известен бытовой холодильник (см. а.с. 1219889), включающий теплоизолированный: шкаф, разделенный на морозильное и холодильное отделения, поддон, имеющий окна для ввода и вывода воздуха из морозильного отделения, холодильный агрегат с теплообменником и испарителем-, размещенным над поддоном. К недостаткам бытового холодильника следует отнести большие теплопритоки в морозильное и холодильное отделения из-за высоких значений коэффициентов теплопередачи теплоизоляции по мере снижения ее качества в процессе эксплуатации и, следовательно, большого расхода электроэнергии на привод компрессора.

Известен способ установки формованных изделий в холодильные шкафы (см. заявку 4230085 ФРГ), где предполагается размещение внутри теплоизоляционной полости холодильных шкафов и морозильников вакуумированных формованных элементов, повышающих эффективность тепло- и пароизоляции. Симметричные или асимметричные формованные элементы приклеивают к внутренней поверхности наружного или наружной поверхности внутреннего кожухов до их сборки. После сборки кожухов межстенное пространство с формованными элементами заполняется вспененным полиуретаном или полистиролом. К недостаткам выполненных по известному способу холодильных шкафов или морозильников следует отнести трудоемкость изготовления элементов, невозможность восстановить вакуум в отдельных элементах при потере ими герметичности, что приводит к снижению теплоизоляционных характеристик ограждения.

Известен холодильный (морозильный) шкаф (см. заявку 470463 Швеция), который выполнен с герметичной теплоизолированной полостью, заполненной порошково-вакуумной теплоизоляцией, в которой поддерживается вакуум в результате периодического подключения герметичной рубашки к вакуум-насосу, через приводную муфту связанного с электродвигателем холодильного компрессора. К недостаткам указанного холодильного шкафа следует отнести необходимость постоянного подключения к герметичной полости вакуум-насоса, жесткую связь этого насоса с электроприводом холодильного компрессора, необходимость дополнительного оборудования для периодического включения и отключения вакуум-насоса.

Известен холодильный шкаф с вакуумной теплоизоляцией (см. заявку 4409091 ФРГ), в котором межстенное пространство наружного ограждения заполнено теплоизоляционным материалом (порошок, пеноматериалы) и находится под вакуумом. При гладких внутренних стенках шкафов для размещения и монтажа, необходимых элементов предлагается через дверной проем шкафа вставлять внутрь короб, изготовленный из искусственного материала. В коробе на боковых стенках предусмотрены направляющие для полок, паз для электропроводки и капиллярной трубки, выступы для освещения и терморегулятора. Нижняя, верхняя и боковые стенки короба должны плотно прилегать к соответствующим гладким металлическим стенкам наружного ограждения, а в зазоре между задними стенками шкафа и короба должен размещаться испаритель. К недостаткам известного шкафа следует отнести отсутствие жесткости вакуумной конструкции прямоугольной формы при появляющихся в процессе эксплуатации температурных деформациях, необходимость формовки короба сложной конфигурации и сложность обеспечения плотной установки короба к соответствующим гладким нижней, верхней и боковым стенкам.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в сохранении жесткости вакуумной конструкции шкафа при появляющихся в процессе эксплуатации температурных деформациях, при сохранении вакуума в теплоизоляционном ограждении и обеспечении минимальных затрат электроэнергии на работу холодильного агрегата.

Поставленная задача достигается тем, что заявляемый холодильный шкаф содержит теплоизолированный корпус, снабженный дверью и уплотнением, морозильным и холодильным отделениями, полками для размещения продуктов и холодильным агрегатом, содержащим компрессор, конденсатор, дросселирующий элемент, и внутри корпуса установлена камера в виде двух концентрично установленных обечаек из вакуумно-плотного материала, между которыми помещена вакуумно-экранная теплоизоляция, при этом концы каждой обечайки выполнены разведенными на угол α, больший π, но не более 2π, причем зазор между обечайками сверху и снизу закрыт дистанционными кольцами, продольный зазор между обечайками закрыт полосой и к наружной обечайке подсоединен патрубок с введенным в цепь управления автоматизированного агрегата датчиком вакуума, при этом на внешних краях внутренней обечайки установлены распорные теплоизолированные крышки, внутри холодильного отделения установлено не менее двух перфорированных распорных полок, причем в морозильном и холодильном отделениях установлены испарители, выполненные по форме обечаек, и между корпусом и полосами на обоих краях обечаек симметрично установлены дистанционные профильные проставки, выполненные из нетеплопроводного материала, через которые проложены трубопроводы хладагента, связывающие испарители в морозильном и холодильном отделениях и холодильный агрегат, а между корпусом и наружной обечайкой симметрично установлены центрирующие профильные проставки, выполненные из нетеплопроводного материала.

Оснащение холодильника камерой в виде двух концентрично установленных обечаек из вакуум-плотного материала, между которыми помещена вакуумно-экранная теплоизоляция, при этом концы каждой обечайки выполнены разведенными на угол α, больший π, но не более 2π, причем зазор между обечайками сверху и снизу закрыт дистанционными кольцами, продольный зазор между обечайками закрыт полосой и на внешних краях во внутренней обечайке размещены распорные теплоизолированные крышки, а внутри холодильного отделения размещено не менее двух перфорированных распорных полок, обеспечивает сохранение стабильного угла разведения обечаек α на угол π, больший π, но не более 2α, и позволяет сохранить жесткость вакуумной конструкции шкафа при изменении температуры внутри шкафа; размещение между корпусом и наружной обечайкой симметрично установленных центрирующих профильных проставок, выполненных из нетеплопроводного материала, обеспечивает стабильное положение камеры внутри корпуса, что позволяет значительно сократить теплопритоки внутрь морозильного и холодильного отделений из-за низких значений коэффициента теплопередачи вакуумно-порошковой теплоизоляции.

Оснащение холодильника камерой в виде двух концентрично установленных обечаек из вакуум-плотного материала, между которыми помещена вакуумно-экранная теплоизоляция, и к наружной обечайке подсоединен патрубок с введенным в цепь управления автоматизированного агрегата датчиком вакуума, обеспечивает контроль за изменением величины вакуума и поддержание постоянства теплоизоляционной характеристики ограждения и минимума энергозатрат на производство холода.

Выполнение испарителей в морозильном и холодильном отделениях в виде обечаек, концы которых разведены на угол α, больший π, но не более 2π, обеспечивает компактность и эффективный равномерный отвод теплопритоков относительно всей внутренней поверхности обечайки, чтобы исключить температурные деформации обечайки, И размещение между корпусом и полосами на обоих краях обечаек симметрично установленных дистанционных профильных проставок, выполненных из нетеплопроводного материала, позволяет проложить через них трубопроводы хладагента, связывающие испарители в морозильном и холодильном отделениях и холодильный агрегат, не нарушая герметичность вакуумного корпуса.

На фиг. 1 показан фронтальный вид холодильного шкафа, на фиг. 2 - продольный разрез, на. фиг. 3 и 4 - поперечные разрезы холодильного шкафа.

Холодильный шкаф (по фиг. 1, 2, 3 и 4) содержит внешний корпус 1, снабженный дверью 2 и уплотнением 3, установленные внутри корпуса концентрично наружную 4 и внутреннюю 5 обечайки из вакуумно-плотного материала, размещенную между обечайками 4 и 5 вакуумно-экранную теплоизоляцию 6; зазор между обечайками 4 и 5 сверху и снизу закрыт дистанционными кольцами 7 и 8. Концы каждой обечайки 4, 5 выполнены разведенными на угол α, больший π, но не более 2π, и продольный зазор между обечайками 4 и 5 закрыт полосой 9. К наружной обечайке 4 подсоединен через патрубок 10 датчик вакуума 11, снабженный вентилем и заглушкой (условно не показаны). Датчик вакуума 11 введен в цепь управления автоматизированного холодильного агрегата.

На внешних краях обечайки 5 установлены распорные теплоизолированные верхняя 12 и нижняя13 крышки, между морозильным и холодильным отделениями установлена разделительная теплоизолированная крышка 14, внутри холодильного отделения установлено не менее двух перфорированных распорных полок 15.

В верхнем - морозильном отделении установлен испаритель 16, в нижнем - холодильном установлен испаритель 17, выполненные по форме обечаек, и их концы разведены на угол α, больший π, но не более 2π, и испарители 16 и 17 связаны между собой и через трубопровод отвода паров хладагента 18 - с холодильным компрессором 19. Последний трубопроводом подачи паров хладагента 20 связан с конденсатором 21, к которому подсоединен дросселирующий элемент 22, жидкостным трубопроводом 23 подсоединенный к испарителю 16.

Между корпусом 1 я наружной обечайкой 4 со стороны конденсатора. 21 размещен слой теплоизоляция 24. Между корпусом 1 и наружной обечайкой 4 симметрично установлены центрирующие профильные проставки 25, выполненные из нетеплопроводного материала. Между корпусом 1 и полосами 9 на обоих краях обечаек симметрично установлены дистанционные профильные проставки 26, выполненные из нетеплопроводного материала. Трубопроводы 18 и 23 проложены внутри корпуса 1 через проставки 25 и 26.

Холодильный шкаф по фиг. 14 работает следующим образом.

При загрузке пищевых продуктов в пространство, ограниченное внутренней обечайкой 5, например на полки 15, хладагент в испарителе 17 кипит, охлаждая продукт. Пары хладагента по трубопроводу 18 отсасываются компрессором 19, нагнетаются по трубопроводу 20 в конденсатор 21, где конденсируются. Жидкий хладагент проходит через дроссельное устройство 22 и по трубопроводу 23 возвращается в испаритель.

В процессе работы холодильного агрегата холодильного шкафа (в режимах охлаждения или замораживания) изменение габаритов корпуса в результате термических деформаций компенсируется распорными крышками 12, 13 и полками 15. Испарители 16 и 17, выполненные по форме обечаек, и также разведенные на угол α не более 2π, равномерно воспринимают теплопритоки от продуктов и внешние теплопритоки.

При снижении величины вакуума в полости 6 датчик вакуума 11, связанный с полостью 6, подает соответствующий сигнал в цепь управления автоматизированного агрегата. В зависимости от значения сигнала для сохранения постоянства теплоизоляционной характеристики холодильного шкафа к патрубку 10 подсоединяют вакуум-насос, и вакуумируют полость 6 между обечайками 4 и 5 до установленного проектного значения.

Таким образом, заявляемый холодильный шкаф, по сравнению с известными, позволяет:
- исключить возможность деформация вакууммированного ограждения вследствие температурных перепадов с возможным нарушением плотности сварных швов и потери вакуума в теплоизоляционном слое;
- исключить необходимость непрерывного подключения вакуум-насоса к внутренней полости обечаек;
- обеспечить поддержание в морозильном и холодильном отделениях стабильного значения коэффициента теплопередачи теплоизоляции на протяжении всего периода эксплуатации, что гарантирует охлаждение, замораживание и хранение продуктов при заданных температурах обработки и хранения;
- обеспечить минимальные затраты электроэнергии на привод холодильного компрессора вследствие поддержания стабильного вакуума во внутренней полости обечаек.

Изобретение предназначено для использования в пищевой, молочной, дрожжевой, мясной, биотехнологических отраслях, а также в медицине и в научных лабораториях для хранения продуктов. Холодильный шкаф содержит теплоизолированный корпус, морозильное и холодильное отделения, холодильный агрегат. Внутри корпуса установлена камера в виде двух концентрично установленных обечаек из вакуумно-плотного материала. Между ними помещена вакуумно-экранная теплоизоляция. Концы каждой обечайки выполнены разведенными на угол α, больший π, но не более 2π. Зазор между обечайками сверху и снизу закрыт дистанционными кольцами. Продольный зазор между обечайками закрыт полосой. К наружной обечайке подсоединен патрубок с датчиком вакуума в полости между обечайками, вентилем и заглушкой. Во внутренней обечайке установлены распорные теплоизолированные крышки и не менее двух перфорированных распорных полок. Испарители в морозильном и холодильном отделениях выполнены по форме обечаек. Холодильный шкаф имеет профильные проставки между корпусом и полосами на обоих концах обечаек и между корпусом и наружной обечайкой. Проставки выполнены из нетеплопроводного материала. В полости между обечайками установлен датчик вакуума. Изобретение обеспечивает сохранение жесткости конструкции шкафа при появляющихся в процессе эксплуатации температурных деформациях, сохранение вакуума в теплоизоляционном ограждении и минимальные затраты электроэнергии на работу холодильного агрегата. 4 ил.

Холодильный шкаф, содержащий теплоизолированный корпус, снабженный дверью и уплотнением, морозильным и холодильным отделениями, полками для размещения продуктов и холодильным агрегатом, содержащим компрессор, конденсатор, дросселирующий элемент, отличающийся тем, что внутри корпуса установлена камера в виде двух концентрично установленных обечаек из вакуумно-плотного материала, между которыми помещена вакуумно-экранная теплоизоляция, при этом концы каждой обечайки выполнены разведенными на угол α, больший π, но не более 2π, причем зазор между обечайками сверху и снизу закрыт дистанционными кольцами, продольный зазор между обечайками закрыт полосой и к наружной обечайке подсоединен патрубок с введенным в цепь управления автоматизированного агрегата датчиком вакуума, при этом на внешних краях внутренней обечайки установлены распорные теплоизолированные крышки, внутри холодильного отделения установлено не менее двух перфорированных распорных полок, причем в морозильном и холодильном отделениях установлены испарители, выполненные по форме обечаек, и между корпусом и полосами на обоих краях обечаек симметрично установлены дистанционные профильные проставки, выполненные из нетеплопроводного материала, через которые проложены трубопроводы хладагента, связывающие испарители в морозильном и холодильном отделениях и холодильный агрегат, а между корпусом и наружной обечайкой симметрично установлены центрирующие профильные проставки, выполненные из нетеплопроводного материала.