ХОЛОДИЛЬНИК С ИНДИКАЦИЕЙ ДИАПАЗОНА ТЕМПЕРАТУР Российский патент 2005 года по МПК F25D29/00 

Область техники

Данное изобретение относится к холодильнику, имеющему, по меньшей мере, одну ограниченную корпусом и дверью холодильную камеру, во всем объеме которой температура колеблется в некотором диапазоне в зависимости от места и времени.

Уровень техники

Диапазон колебаний температуры во времени определяется в основном прерывистым режимом работы холодильной машины такого холодильника, а диапазон колебаний температуры в зависимости от места определяется тем, что холодильная камера охлаждается, как правило, только с одной стороны, а тепло может проникать в нее из всех направлений через отгружающий корпус притом, что качество теплоизоляции не везде одинаково. Отсюда следует, что, если не приняты контрмеры, градиент температуры в холодильной камере обычно направлен от относительно высоких температур в верхней части холодильной камеры вблизи двери к более низким температурам в нижней части вблизи задней станки. Некоторые современные холодильники, правда, оснащаются цифровым индикатором температуры, который показывает температуру в холодильной камере, однако пользователь не в состоянии определить, к какому участку холодильной камеры относится показываемая температура и каковы возможные отклонения температуры от показываемого значения в сторону увеличения или уменьшения в других частях холодильной камеры.

Подобные различия температуры до определенной степени желательны, так как оптимальная температура хранения не для всех продуктов одинакова. Однако могут возникнуть серьезные проблемы, если продукты, зараженные микроорганизмами, например сальмонеллой или листерией, хранить при неподходящей температуре. В частности, в отношении листерии, которая в прошедшие годы вызвала случаи заболевания в различных европейских странах, известно, что она может размножаться при температурах холодильника, так что необходимо обеспечить достаточно низкую температуру хранения продуктов, в которых потенциально могут содержаться эти микроорганизмы.

Сделать это в обычных холодильниках пользователю затруднительно, так как распределение температур внутри холодильной камеры ему неизвестно. Изготовитель такого холодильника, правда, может в соответствующей инструкции по эксплуатации дать рекомендации, какие продукты при типичной уставке термостата холодильника в каких частях камеры следует хранить. Но так как обычно при пользовании холодильником не возникает необходимости заглядывать в инструкцию по эксплуатации, велика вероятность, что подобные указания не будут приняты к сведению пользователями и не будут реализованы.

Но и продукты, не содержащие опасных микроорганизмов, могут храниться не при оптимальных для них условиях и поэтому преждевременно потерять качество или испортиться.

Раскрытие изобретения

Задача данного изобретения состоит в том, чтобы создать холодильник, который поможет пользователю хранить различные продукты в общей холодильной камере при оптимальных для них различных условиях хранения.

Эта задача решена тем, что внутри холодильной камеры выделяется, по меньшей мере, одна область, в которой локальный диапазон колебаний температуры в зависимости от места и времени меньше, чем общий диапазон колебаний температуры в зависимости от места и времени для всей холодильной камеры, и эта область снабжается индикатором для репрезентативного указания интервала температур, характерного для этой области.

В простейшем случае это указание может представлять собой численное значение температуры, в частности значение средней температуры в этой области, или верхний и нижний пределы температурного интервала. Более удобен для пользователя вариант, при котором указание сообщает, какие продукты рекомендуется хранить в этой области. Эти данные могут приводиться в текстовой форме или в форме пиктограмм. Последний способ предпочтительнее, так как не требуется приспосабливать холодильник к языку потенциального пользователя.

Чтобы облегчить разнесение различных продуктов по соответствующим областям холодильной камеры, индикатор предпочтительно следует размещать в холодильной камере территориально близко к области, к которой он относится. В альтернативном варианте или дополнительно индикатор можно размещать также на передней стенке корпуса холодильника, так чтобы можно было определить, к какой области он относится.

Разбивка холодильной камеры на области может производиться в горизонтальном направлении, когда холодильная камера делится на первую группу, состоящую из одной или нескольких близких к двери, относительно теплых областей, и на вторую группу, состоящую из одной или нескольких удаленных от двери, относительно более холодных областей. При вертикальном членении границей между областями может служить расположенная в холодильной камере полка.

В принципе можно вывести на индикатор постоянное сообщение, например в виде надписи. Однако предпочтительно, чтобы индикатор мог отображать меняющуюся информацию, соответствующую фактическим температурным условиям в холодильнике, имеющим место в данное время.

Одна из возможностей осуществить такое соответствие состоит в том, чтобы связать индикатор с датчиком, измеряющим температуру в данной области. Способ такой связи может быть в принципе любым. Возможна, например, электрическая связь между термоэлементом и электрически управляемым индикатором, например, на светодиодах или жидких кристаллах, возможна "механическая" связь в виде, например, столба жидкости в термометре, баллон которого может рассматриваться как датчик температуры, а шкала - как индикатор в смысле данного изобретения, или даже может быть использована идентичность датчика с индикатором, если в качестве датчика температуры использовать материал, цвет которого меняется в зависимости от температуры.

Вместо прямого измерения температуры в соответствующей области можно также оценивать температуру в соответствующей области исходя из температуры, измеренной в другом месте холодильника, и зная соотношение между измеренной температурой и температурой в соответствующей области. Предпочтительно использовать для этого, по меньшей мере, один датчик для измерения температуры внутри холодильной камеры и, по меньшей мере, один датчик для измерения температуры окружающей среды вблизи холодильника. Господствующая температура в соответствующей области или, вернее, температура, которую должен показывать индикатор, может быть легко определена в зависимости от измеренных температур с помощью таблицы.

В предпочтительном варианте выполнения в холодильнике имеется блок управления для управления работой холодильной машины в соответствии с заданным значением температуры и, по меньшей мере, одним измеренным значением температуры в холодильнике, причем блок управления управляет индикатором в соответствии, по меньшей мере, с одной измеренной температурой.

Датчик температуры, который в рамках изобретения используется для измерения температуры внутри холодильной камеры, должен иметь большую постоянную времени, чтобы периодические колебания температуры, вызываемые прерывистым режимом работы холодильной машины, в основном, не отражались на результатах измерения датчика. Согласно первому варианту, эта большая постоянная времени может быть реализована с помощью электронного формирователя среднего значения. Этот вариант особенно целесообразен, если этот же датчик температуры используется для термостатического регулирования режима работы холодильной машины. В этом случае первый выходной сигнал датчика температуры для термостатического регулирования может быть получен от электронного формирователя среднего значения.

Другими возможностями создать большую инерционность датчика температуры являются нанесение теплоизолирующего материала между чувствительным элементом датчика и окружающей средой для замедления теплообмена между ними и/или нанесение теплового замедлителя в термическом контакте с чувствительным элементом и со средой, окружающей температурный датчик.

Краткий перечень фигур чертежей

Другие признаки и преимущества данного изобретения вытекают из следующего описания примеров реализации со ссылками на приведенные чертежи, которые изображают:

Фиг.1 - перспективная проекция холодильника в соответствии с изобретением с открытой дверью;

Фиг.2 - вид спереди индикатора для холодильника согласно первому варианту;

Фиг.3 - разрез индикатора, изображенного на фиг.2;

Фиг.4 - вид спереди индикатора для холодильника согласно второму варианту;

Фиг.5 - разрез индикатора, изображенного на фиг.4;

Фиг.6 - Блок-схема деталей холодильника в соответствии с третьим вариантом изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг.1 изображена перспективная проекция холодильника в соответствии с изобретением с открытой дверью 7. Изображенный холодильник представляет собой комбинацию холодильной и морозильной камеры, причем холодильная камера 1 расположена сверху, а морозильная камера 2 - снизу. Так как в морозильной камере разность температур между самой теплой и самой холодной точкой обычно меньше, чем в холодильной камере, и температуры в морозильной камере обычно настолько низкие, что самая теплая точка и самая холодная точка по своей пригодности для хранения различных продуктов практически не различаются, то изобретение преимущественно реализуется в зоне холодильной камеры и поэтому далее описывается применительно к холодильной камере 1.

Холодильная камера 1 делится в вертикальном направлении полками 4, установленными на боковых стенках 3 корпуса, на ряд частей или областей 5, 5'. Две области 5', расположенные в самом низу, ограничены выдвижным ящиком 18; вышележащие области 5 открыты со стороны двери 7. Они охлаждаются не показанным на фигуре испарителем, который расположен позади задней стенки 6 холодильной камеры 1 на высоте областей 5. В каждой из этих областей 5 существует заметный перепад температуры от самого холодного места у задней стенки 6 до самого теплого места вблизи двери 7. Так как холодный воздух в холодильной камере 1 стремится опускаться, нижележащие области 5 в общем холоднее вышележащих; т.е. общая разность температур между самой теплой и самой холодной точкой всей холодильной камеры 1 больше, чем разности температур в отдельных областях 5. Области 5' в среднем теплее областей 5, поскольку они не находятся в прямом термическом контакте с испарителем.

Одну группу сравнительно теплых областей образуют полки 8, установленные на двери. Самой теплой из этих областей является отделение для масла 9, отделенное крышкой от остальной холодильной камеры 1. ^/

К отдельным областям 5, 5', 8, 9 отнесен соответствующий индикатор 10, 11, ..., 17, предназначенный для того, чтобы указать пользователю, какие виды продуктов рекомендуется хранить в соответствующей области. Индикаторы 10-17 отличаются способом их размещения; их конструкция может быть одинакова. Она будет описана ниже со ссылками на фиг.2-5.

Два индикатора, обозначенные 10, относятся соответственно к областям 5' и прикреплены на передних сторонах выдвижных ящиков 18. Целесообразнее всего разместить индикаторы 10 внутри соответственных выдвижных ящиков 18, чтобы они были непосредственно подвергнуты действию температуры, имеющейся в выдвижном ящике, видны через прозрачную переднюю стенку выдвижного ящика 18 и легко читались.

Индикатор 11 прижат к переднему краю полки 4 и отходит от нее вниз. Он относится к области 5 под соответствующей полкой 4, свисает в эту область и подвергается действию температуры в ней. Чтобы не мешать загрузке и разгрузке холодильника в области 5, желательно, чтобы индикатор 11 был шарнирно соединен с полкой 4 и легко откидывался проводимыми мимо него продуктами, возвращаясь затем в изображенное положение.

Еще один индикатор 12 прикреплен к переднему краю полки 4 и выступает вверх в соответствующую область 5. Этот индикатор тоже шарнирно соединен с передней кромкой своей полки 4 и снабжен пружиной, которая возвращает его в изображенное положение, когда он опрокидывается при загрузке и выгрузке продуктов в соответствующей области 5. Способ прикрепления индикатора 12 предпочтительнее способа прикрепления индикатора 11, потому что локальная температура, которая воздействует на индикатор 12, ближе к среднему значению температуры соответствующей области 5, чем в случае индикатора 11, который расположен в относительно более теплом месте своей области,

Индикатор 13 помещен под стеклом полки 4, и его показание может считываться через это стекло аналогично тому, как это сделано с индикатором 10. Так как индикатор 13 может быть расположен на некотором расстоянии от переднего края полки 4, температура, которой он подвержен, в общем, более близка к средней температуре соответствующей области 5, чем в случае индикаторов 11 и 12.

Индикатор 14 закреплен на одной из боковых стенок 3 холодильной камеры 1. Преимущество этого способа размещения состоит в том, что положение индикатора 14 на боковой стенке 3 в значительной степени может выбираться произвольно, а следовательно, может быть выбрано так, чтобы индикатор 14 в нормальных условиях подвергался воздействию температуры, очень близкой к средней температуре соответствующей области 5.

Индикатор 15 расположен в относящейся к нему области 5 полки 1 на ее задней стенке 6. Эта задняя стенка 6 в общем холоднее, чем охлаждаемая ею область 5. Чтобы воспрепятствовать выдаче индикатором 15 ложной информации, на задней стороне индикатора 15, обращенной к задней стенке 6, может быть предусмотрена теплоизоляционная прокладка.

Прочие индикаторы 16, 17, относящиеся к образованным на двери 7 областям 8, 9, закреплены на внутренней облицовке двери 7.

Из вышеописанных различными способами размещенных индикаторов 11-15 в холодильной камере 1 для всех областей 5 будет, как правило, применен только один тип, чтобы соотнесение отдельных индикаторов с различными областями оставалось очевидным для пользователя.

На фиг.2 и 3 показан вид спереди и разрез по линии III-III на фиг.2 первого примера исполнения индикатора, который может быть применен в качестве индикаторов 10-17. В пластиковом корпусе 19 за прозрачной пластинкой 20 расположена подложка 21. На обращенной к пластинке 20 стороне подложки 21, заделанной в фольгу 22, нанесены различные материалы, меняющие цвет в зависимости от температуры. Материалы нанесены в виде символов 25, представляющих собой идеограммы с изображениями различных типичных продуктов. В приведенном здесь примере это овощи, молочные продукты и мясные продукты, оптимальные температуры хранения которых различны. Изменение их цвета показывает пользователю, для какого типа продуктов пригодна область, к которой относится индикатор.

В индикаторах 10, 13 в качестве пластинки 20 может служить прозрачная передняя сторона выдвижного ящика или стекло полки 4.

На обратной от пластинки 20 стороне подложки 21 находится камера 23, наполненная тепловым замедлителем, например рассолом. Тепловой замедлитель служит для замедления скорости, с которой индикатор отслеживает изменение температуры окружающей его среды, настолько, чтобы периодические изменения температуры, связанные с прерывистым режимом работы холодильной машины холодильника, не отражались на индикации.

В качестве еще одного средства для замедления скорости слежения индикатора могут использоваться слои теплоизолирующего материала. Таким слоем камера 23 может быть окружена везде, где это не загораживает и не мешает видеть символы 25, или он может, в частности, в случае индикатора 15, как уже упоминалось выше, размещаться только с задней стороны индикатора, например, в виде слоя 24 из пеноматериала. В качестве термической изоляции может служить также слой воздуха между крышкой 20 и подложкой 21.

На фиг.4 и 5 показан вид спереди и разрез по линии V-V на фиг.4 второго варианта исполнения индикатора. Корпус, крышка 20, подложка 21 и заполненная тепловым замедлителем камера 23 такие же, как описанные выше со ссылками на фиг.2 и 3. Символы, точнее, пиктограммы 25 различных видов продуктов непосредственно напечатаны на подложке 21 или наклеены на ней. Вдоль символов 25 тянется поперек подложки 21 трубочка 26 термометра, баллон 27 которого погружен в тепловой замедлитель в камере 23. Столб жидкости в трубочке 26 тянется до символа 25 того продукта, оптимальная температура хранения которого соответствует температуре теплового замедлителя.

Разумеется, при этом исполнении символы 25 могут быть также заменены температурной шкалой с разделением на градусы.

Индикатор по фиг.4 и 5 представляет собой компактный, удобный для монтажа элемент. Разумеется, корпус может иметь любые другие формы, в частности он может быть выполнен так, чтобы камера 23 с рассолом и баллоном 27 располагалась в холодильнике в центральной точке области, например приблизительно в середине полки, а подложка 21 с символами 25 и трубочка 26 - в хорошо видимом для пользователя месте, в частности на передней кромке полки.

Третий вариант конструкции холодильника в соответствии с изобретением схематически показан на фиг.6. Блок управления 28 холодильника управляет работой конденсатора 29 холодильной машины известным способом на основании данных измерения датчика температуры 30, который расположен в холодильной камере 1 и связан линией 31 с блоком управления 28. Передаваемый по линии 31 сигнал, например усиленная термоэдс термоэлемента 32, незамедлительно реагирует на изменения температуры в холодильной камере 1. B состав датчика температуры 30 входит далее формирователь 33 среднего значения, например RC-звено, который воспринимает выходной сигнал термоэлемента 32 и с заданной постоянной времени посылает в блок управления 28 усредненное скользящее значение термоэдс. На фигуре формирователь 33 среднего значения отделен от блока управления 28 и соединяется с ним отдельной линией 34; разумеется, блок управления 28 и формирователь 33 среднего значения могут быть реализованы в одном устройстве, например в микропроцессоре. Как и тепловой замедлитель в предыдущих вариантах, формирователь 33 среднего значения служит для того, чтобы усреднить колебания температуры в холодильной камере, вызванные прерывистым режимом работы холодильной машины.

Второй датчик температуры 35, также оснащенный формирователем 36 среднего значения, встроен в холодильник, чтобы измерять температуру окружающей его среды. Он связан с блоком управления 28. На основании усредненных температур, определяемых формирователями 33, 36 среднего значения, и известных условий теплопроводности холодильной камеры 1 блок управления 28 может вычислить средние температуры в различных областях 5 холодильной камеры 1. Такой расчет может быть принципиально выполнен путем решения дифференциального уравнения теплопроводности, однако более простым решением является применение справочной таблицы, хранящейся в ПЗУ 37, связанном с блоком управления 28. Это ПЗУ описано изготовителем холодильника с указанием температур, измеренных в различных областях прототипа холодильника при различных комбинациях двух усредненных температур.

К блоку управления 28 подключен далее ряд индикаторов 38, установленных внутри холодильной камеры 1 в хорошо заметных местах областей 5, к которым они относятся.

В качестве альтернативы или дополнения подобные индикаторы могут устанавливаться также на наружной стороне корпуса холодильника, в частности на его передней стороне. Взаимное расположение индикаторов 38 соответствует расположению областей в холодильной камере, так что пользователь по положению индикатора может непосредственно заключить, к какой области относится индикация.

Индикаторы 38 могут быть выполнены, например, как светодиодные или жидкокристаллические дисплеи. В изображенных на фигуре индикаторах поле индикации состоит из двух частей, в одной из которых выводится в соответствии с вычисленной блоком управления 28 температурой соответствующей области 5 символ, соответствующий символам 25 на фиг.2 и 4, а другая часть служит для цифровой индикации вычисленной температуры. Для целей изобретения было бы достаточно, если бы имелась только одна из двух частей поля индикации. В качестве альтернативы мог бы использоваться также индикатор, в котором несколько символов были бы расположены на подложке аналогично тому, как показано на фиг.2, и каждому символу был бы придан источник света для освещения или подсветки символа, который бы селективно включался и отключался блоком управления 28.

Холодильник, имеющий, по меньшей мере одну ограниченную корпусом и дверью холодильную камеру, температура во всем объеме которой колеблется в некотором диапазоне в зависимости от места и времени, содержащую ряд областей, в которых локальный диапазон колебаний температуры в зависимости от места и времени меньше, чем общий диапазон колебаний температуры в зависимости от места и времени для всей холодильной камеры, по меньшей мере, одной из областей соответствует индикатор для вывода репрезентативных данных относительно интервала температур в данной области. Использование данного изобретения обеспечивает возможность хранения различных продуктов в общей холодильной камере при оптимальных для них различных условиях хранения. 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Холодильник, имеющий, по меньшей мере одну, ограниченную корпусом и дверью, холодильную камеру (1), температура во всем объеме которой колеблется в некотором диапазоне в зависимости от места и времени, содержащую ряд областей (5, 5¹, 8, 9), в которых локальный диапазон колебаний температуры в зависимости от места и времени меньше, чем общий диапазон колебаний температуры в зависимости от места и времени для всей холодильной камеры, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одной из областей (5, 5¹, 8, 9) соответствует индикатор (10-17, 38) для вывода репрезентативных данных относительно интервала температур в данной области.2. Холодильник по п.1, отличающийся тем, что индикатор (10-17, 38) расположен в холодильной камере (1) в соответствии с местоположением той области (5, 5¹, 8, 9), к которой он относится.3. Холодильник по п.1, отличающийся тем, что индикатор (38) расположен на передней стороне корпуса холодильника.4. Холодильник по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что холодильная камера (1) разделена на первую группу, состоящую из одной или нескольких областей (8, 9), близких к двери холодильника, и вторую группу, состоящую из одной или нескольких областей (5, 5¹), удаленных от двери.5. Холодильник по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что холодильная камера (1) имеет, по меньшей мере, одну полку (4), которая образует границу между областями (5).6. Холодильник по п.1, отличающийся тем, что индикатор (10-17, 38) выполнен с возможностью выводить изменяющиеся данные.7. Холодильник по п.6, отличающийся тем, что выводимые данные являются цифровой индикацией температуры.8. Холодильник по п.6, отличающийся тем, что выводимые данные являются текстовыми или пиктографическими обозначениями продуктов, которые рекомендуется хранить в данной области.9. Холодильник по одному из пп.6-8, отличающийся тем, что индикатор (10-17, 38) соединен с первым датчиком температуры (22, 27), измеряющим температуру в соответствующей области (5, 5¹, 8, 9).10. Холодильник по одному из пп.6-8, отличающийся тем, что в нем имеется блок управления (28) для управления работой холодильной машины в соответствии с заданным значением температуры и, по меньшей мере, одним измеренным значением температуры в холодильнике и блок управления (28) управляет индикатором (38) в соответствии, по меньшей мере, с одной измеренной температурой.11. Холодильник по п.10, отличающийся тем, что блок управления (28) соединен, по меньшей мере, с одним первым датчиком температуры (30) для измерения температуры внутри холодильной камеры (1) и, по меньшей мере, с одним вторым датчиком температуры (35) для измерения температуры окружающей холодильник среды.12. Холодильник по п.11, отличающийся тем, что блок управления (28) располагает таблицей (37) с данными, выводимыми в зависимости от измеренных значений температуры внутри и снаружи холодильника.13. Холодильник по п.9, отличающийся тем, что он содержит работающую в прерывистом режиме холодильную машину и первый датчик температуры (22, 27, 30) рассчитан так, чтобы с помощью постоянной времени измерять усредненную температуру, причем постоянная времени выбирается достаточно большой, чтобы усреднять колебания температуры, связанные с прерывистым режимом работы холодильной машины.14. Холодильник по п.11 или 12, отличающийся тем, что он содержит работающую в прерывистом режиме холодильную машину и первый датчик температуры (22, 27, 30) рассчитан так, чтобы с помощью постоянной времени измерять усредненную температуру, причем постоянная времени выбирается достаточно большой, чтобы усреднять колебания температуры, связанные с прерывистым режимом работы холодильной машины.15. Холодильник по п.13, отличающийся тем, что в первый датчик температуры (30) входит электронный формирователь (33) среднего значения.16. Холодильник по п.13, отличающийся тем, что на первом датчике температуры (22, 27) размещен теплоизоляционный материал (24) для замедления выравнивания температур между датчиком температуры (22, 27) и его окружением и/или тепловой замедлитель (23) в термическом контакте с датчиком температуры (22, 27) и его окружением.17. Холодильник по п.14, отличающийся тем, что на первом датчике температуры (22, 27) размещен теплоизоляционный материал (24) для замедления выравнивания температур между датчиком температуры (22, 27) и его окружением и/или тепловой замедлитель (23) в термическом контакте с датчиком температуры (22, 27) и его окружением.