ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2009 года по МПК F25D21/14 F25D11/02 

Область техники

Предлагаемое изобретение относится к холодильному аппарату со сборником, или испарительным контейнером, для талой воды согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Такой холодильный аппарат известен из DE 19855504 А1. Этот известный холодильный аппарат имеет теплоизолированный кожух, охватывающий камеру для хранения охлаждаемых продуктов, а в нижнем углу открытый наружу вырез, в котором установлен компрессор для контура хладагента холодильного аппарата. На корпусе компрессора установлен сборник для талой воды, которая конденсируется в холодильной камере и через проделанное над сборником отверстие в кожухе стекает в сборник.

Сборник установлен на корпусе компрессора с целью использования тепловых потерь, выделяющихся в компрессоре во время работы, для нагрева талой воды в сборнике и тем самым для ускорения ее испарения.

В последние годы прилагались разносторонние усилия с целью снижения энергопотребления холодильного аппарата. В результате этих усилий потребляемая компрессором мощность, необходимая для эффективного охлаждения холодильной камеры, постоянно снижалась. Поэтому в современных холодильных аппаратах с высококачественной изоляцией тепла, выделяемого компрессором, может не хватить для испарения талой воды с той скоростью, с которой она вытекает из холодильной камеры, так что в результате сборник переполняется. Если переливающаяся талая вода попадет на токоведущие части под поддоном сборника, может быть повреждено электрооборудование холодильного аппарата. Вытекающая из аппарата талая вода может причинить и другие повреждения, в особенности во встроенных аппаратах, предназначенных для установки в мебели. Подобные проблемы с особенной вероятностью могут возникать в аппаратах с самооттаиванием, в которых талая вода выделяется толчками в больших количествах.

Раскрытие изобретения

Задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы создать такой холодильный аппарат, в котором переполнения поддона можно будет надежно избежать даже при незначительной теплопередаче от компрессора к поддону.

Эта задача решается холодильным аппаратом с признаками пункта 1 формулы изобретения. С помощью независимого нагревателя подводимая к поддону мощность нагрева может быть увеличена настолько, насколько требуется, чтобы предотвратить переполнение.

Предпочтительно нагреватель в основном образован омическим сопротивлением.

Нагреватель можно простым способом закрепить на стенке сборника; чтобы передавать тепловую энергию, отдаваемую нагревателем содержащейся в сборнике талой воде, по возможности без потерь, нагреватель предпочтительно должен быть погружен в сборник.

Для того чтобы включать нагреватель периодически, может быть предусмотрена схема управления. Если с помощью схемы управления регулировать отношение продолжительности работы нагревателя к общей продолжительности работы холодильного аппарата, то можно ограничить среднюю мощность нагревателя в соответствии с климатическими условиями, в которых работает холодильный аппарат, минимальным значением, необходимым для предотвращения переполнения.

В одном предпочтительном варианте исполнения на двери холодильного аппарата предусмотрен датчик открытия двери, а связанная с датчиком схема управления регулирует среднюю мощность нагревателя в зависимости от частоты открытия двери. Такое решение основано на том соображении, что при каждом открытии двери вследствие воздухообмена между камерой холодильного аппарата и окружающей средой в холодильный аппарат вносится определенное количество влаги, и эта влага в конечном счете попадает в виде талой воды в сборник, откуда она должна испариться, для чего потребуется соответствующая энергия нагрева.

В одном особенно экономичном варианте на сборнике устанавливается датчик уровня воды, а связанная с датчиком уровня схема управления включает нагреватель, когда уровень воды, контролируемый датчиком уровня, превышает заданное предельное значение. При таком исполнении энергия нагрева фактически включается только тогда, когда это необходимо, чтобы избежать перелива; запас надежности, который требуется при регулировании работы нагревателя просто по времени или в зависимости от частоты открытия двери, чтобы компенсировать колебания климатических условий и отдачу влаги хранящимися в холодильном аппарате продуктами, здесь не нужен.

В качестве датчика уровня предпочтительно используется поплавковый выключатель.

Краткий перечень чертежей

Прочие признаки и преимущества изобретения вытекают из следующего описания примеров реализации со ссылками на прилагаемые чертежи. На них представлены:

фиг.1 - схематический разрез предлагаемого в изобретении холодильного аппарата;

фиг.2 - компрессор с установленным на нем сборником согласно первому варианту реализации изобретения;

фиг.3 - компрессор с установленным на нем сборником согласно второму варианту реализации изобретения;

фиг.4 - схематический разрез сборника с поплавковым выключателем.

Осуществление изобретения

Схематически изображенный на фиг.1 в разрезе холодильный аппарат состоит из теплоизолированного кожуха с корпусом 1 и шарнирно сочлененной с ним дверью 2, которые охватывают камеру 3 для охлаждаемых продуктов. На задней стороне камеры 3, разделенной на отсеки рядом полок 4, расположен испаритель 5. Испаритель 5 изображен здесь в виде пластины, вставленной между ограничивающей камеру 3 стенкой изолирующей коробки корпуса 1 и изоляционным пенопластовым заполнением 6. Контур хладагента проходит от выхода высокого давления компрессора 7 через расположенный на задней стороне корпуса 1 конденсатор 8 и испаритель 5 к всасывающему патрубку компрессора 7. Компрессор 7 расположен в придонной нише 9 на задней стороне корпуса 1 под испарителем 5.

Влага воздуха из камеры 3, которая конденсируется на ее стенке, охлаждаемой испарителем 5, собирается у нижнего края этой стенки в сточном желобе 10 и оттуда по сливной трубке 11, проделанной в пенопластовом заполнении 6, стекает в чашеобразный сборник 12, установленный на компрессоре 7, чтобы нагреваться выделяемым им теплом.

Влага в нише 9, испаряющаяся из сборника 12, уносится потоком воздуха, образующимся под действием тепла, выделяемого конденсатором 8 в камине между задней стенкой корпуса 1 и противолежащей не изображенной стенкой мебели или помещения. Этот воздух сначала проходит через тянущийся вдоль нижней стороны корпуса 1 всасывающий канал 15, затем через нишу 9 и, наконец, уходит через камин в атмосферу.

На фиг.2 представлено перспективное изображение одного частного случая конструкции верхней части компрессора 7 и расположенного на нем сборника 12. В днище 13 сборника 12 имеется отверстие, в которое через уплотнение входит верхняя часть корпуса компрессора 7. Таким образом, вода в сборнике 12 оказывается в непосредственном контакте с корпусом компрессора 7, так что выделяемое компрессором во время его работы тепло передается талой воде с высоким кпд.

Поскольку верхняя часть 14 корпуса непосредственно вставлена в днище 13, можно, как показано на фиг.2 в отличие от схематического чертежа на фиг.1, провести напорный патрубок 15 и всасывающий патрубок 16 компрессора 7 через сборник 12 и находящуюся в нем талую воду. Всасывающий патрубок 16, по которому течет вышедший из испарителя 5 не находящийся под давлением холодный хладагент, имеет изолирующую оболочку; напорный патрубок 15, через который течет сжатый нагретый хладагент к конденсатору 8, не изолирован, так что талой воде может передаваться также тепло от хладагента. Чтобы еще более усилить этот эффект, можно предусмотреть между напорным патрубком 15 и конденсатором 8 еще один (не показан) участок трубопровода, проходящий в виде петли или змейки через талую воду.

Электрический нагревательный стержень 17 погружен сверху в сборник 12 и расположен в нем в виде петли. Электроэнергия подводится к нему из схемы 18 управления (см. фиг.1).

В простом варианте схема 18 управления содержит таймер, который с фиксированной периодичностью включает и выключает нагревательный стержень 17. Продолжительность включения в каждом периоде также в простейшем случае может быть фиксирована, так как, хотя при работе холодильника в теплой окружающей среде количество жидкости, которое вносится в холодильную камеру 3 при каждом открытии двери и которое в конечном счете должно испариться в сборнике 12, больше, чем при работе холодильника в холодной окружающей среде, но и продолжительность включения компрессора относительно общего времени работы холодильника в теплой окружающей среде больше, чем в холодной, так что компрессор 7 выделяет больше тепла для испарения. Однако продолжительность рабочих фаз нагревателя 17 можно также регулировать в схеме 18 управления, чтобы учитывать влияние окружающего климата или других меняющихся от аппарата к аппарату факторов окружающей среды на интенсивность выделения талой воды.

Согласно второму, усовершенствованному, варианту в схему 18 управления входит датчик 19 открытия двери, в качестве которого может быть применен датчик магнитного поля, реагирующий на магнитное поле магнитного уплотнения двери 2, или простой выключатель, который обычно устанавливается на любом холодильном аппарате для включения и выключения внутреннего освещения холодильной камеры 3 в зависимости от открытого или закрытого состояния двери 2. Схема 18 управления считает количество открытий двери, регистрируемое этим датчиком открытия двери, и после заданного количества зарегистрированных открытий двери включает нагревательный стержень 17 на заданное время, которое заранее выбрано изготовителем так, чтобы тепло, выделяемое компрессором 7, вместе с теплом, выделяемым нагревательным стержнем 17, было достаточным, чтобы испарить предполагаемое количество влаги, внесенное при открытиях двери.

В третьем усовершенствованном варианте в схему 18 управления вместо датчика открытия двери включен установленный на сборнике 12 датчик 20 уровня воды. На фиг.4 схематически изображен в разрезе сборник 12, оснащенный таким датчиком 20 уровня воды. Здесь датчик 20 уровня воды представляет собой поплавковый выключатель с электрическим выключателем 22, приводимым в действие удлиненным рычагом 21, и прикрепленным к свободному концу рычага 21, погруженным в талую воду сборника 12 поплавком 23. Когда уровень воды в сборнике 12 превысит критическое значение, выключатель 22 замкнется и будет снабжать нагревательный стержень 17 электроэнергией до тех пор, пока уровень воды не опустится снова до значения ниже критического.

На фиг.3 показан другой вариант сборника 12, установленного на верхней части 14 корпуса компрессора 7. Здесь верхняя часть 14 корпуса изображена в перспективе, а сборник 12 наполовину в разрезе, чтобы показать нагревательную проволоку 25, которая, образуя ряд витков, расположена на внутренней поверхности сборника 12. Так как нагревательная проволока 25 опирается на сборник 12, она в отличие от нагревательного стержня 17 не должна быть жесткой. Наружная сторона сборника 12 может быть здесь покрыта (не показан) слоем изоляции для того, чтобы выделяемое нагревательной проволокой 25 тепло полностью поглощалось талой водой в сборнике 12, а не уходило в окружающую среду через наружные поверхности сборника 12.

Расположенный на внутренней стороне сборника 12 вблизи от нагревательной проволоки 25 датчик температуры 26 служит здесь датчиком уровня воды в сборнике 12. Когда нагревательная проволока включена, температура, измеренная датчиком 26, зависит от того, находится ли он и ближайшие к нему участки нагревательной проволоки 25 выше или ниже уровня воды. Если температура, измеренная этим датчиком 26 при включенной нагревательной проволоке 25, превышает эмпирически установленное предельное значение, это значит, что ближайшие к датчику температуры участки нагревательной проволоки 25 не погружены в талую воду и, следовательно, не нужно, чтобы нагревательная проволока 25 была включена. Таким образом, в этом варианте подключенная к датчику 26 температуры схема 18 управления может время от времени с целью проверки включать нагревательную проволоку 25, чтобы по нагреву датчика 26 температуры определять уровень воды в сборнике 12, и если окажется, что уровень воды не критичен, сразу же отключать питание нагревательной проволоки 25, а в противном случае оставлять ее включенной - при необходимости с увеличенной мощностью по сравнению с предыдущей проверочной фазой - до тех пор, пока уровень воды не станет ниже критического, что проявится в увеличении измеряемой датчиком 26 температуры.

Такой датчик 26 температуры мог бы в вариантах, изображенных на фиг.2 и 4, крепиться непосредственно к нагревательному стержню 17. Можно было бы также использовать в качестве датчика температуры саму нагревательную проволоку 25 или нагревательный стержень 17, если нагревательное сопротивление зависит от температуры, так что схема 18 управления по изменению сопротивления может определить, охлаждается ли нагревательная проволока 25 или нагревательный стержень 17 конденсатом или нет.

Холодильный аппарат выполнен с камерой для хранения охлаждаемых продуктов, контуром хладагента для охлаждения камеры, который имеет компрессор, и сборником для сбора талой воды из камеры. Сборник выполнен нагреваемым от нагревателя, который работает независимо от компрессора. Холодильный аппарат содержит схему управления для периодического включения нагревателя. Использование данного изобретения позволяет исключить переполнение поддона талой водой. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Холодильный аппарат с камерой (3) для хранения охлаждаемых продуктов, контуром хладагента (5, 7, 8) для охлаждения камеры (3), который имеет компрессор (7), и сборником (12) для сбора талой воды из камеры (3), отличающийся тем, что сборник (12) выполнен нагреваемым от нагревателя (17, 25), работающего независимо от компрессора (7), причем холодильный аппарат содержит схему (18) управления для периодического включения нагревателя.

2. Холодильный аппарат с камерой (3) для хранения охлаждаемых продуктов, контуром хладагента (5, 7, 8) для охлаждения камеры (3), который имеет компрессор (7), и сборником (12) для сбора талой воды из камеры (3), отличающийся тем, что сборник (12) выполнен нагреваемым от нагревателя (17, 25), работающего независимо от компрессора (7), причем на двери (2) холодильного аппарата установлен датчик (19) открытия двери и соединенная с датчиком (19) открытия двери схема (18) управления для управления средней мощностью нагревателя (17) в зависимости от частоты зарегистрированных открытий двери.

3. Холодильный аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что нагреватель (17, 25) содержит омическое сопротивление.

4. Холодильный аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что нагреватель (25) расположен на стенке сборника (12).

5. Холодильный аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что нагреватель (17) погружен в сборник (12).

6. Холодильный аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что сборник расположен так, что он нагревается теплом, выделяемым компрессором (7).