ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ С ОБОГРЕВАЕМЫМ КАРКАСОМ КОРПУСА Российский патент 2010 года по МПК F25D21/04 F25D11/00 

Область техники

Данное изобретение относится к холодильному аппарату с корпусом и по меньшей мере одной дверью, которые совместно ограничивают теплоизолированный внутренний объем.

Уровень техники

У холодильных аппаратов на наружной стороне уплотнительного профиля, помещаемого между дверью и обращенной к двери рамой корпуса, часто скапливается конденсат, так как этот участок является местом, наиболее слабо изолированным от наружного пространства.

Для того чтобы предотвращать образование конденсата, необходимо обогревать область рамы. Так, например, в патентном документе DE 29504901 U1 показан холодильный аппарат 10, выполненный как комбинированный холодильник-морозильник, у которого каждая из частей закрывается отдельной дверью, имеющей по краям магнитное уплотнение, проходящее по всему ее периметру. В области соприкосновения дверей с корпусом имеется торцевая пластина из ферромагнитного материала, у задней части которой находится обогревательная трубка, подвергаемая воздействию горячего газа для предотвращения оседания на торцевой пластине конденсата.

В качестве альтернативы такому решению в области рамы применяется проволока нагревательного элемента. Иногда она встраивается в пенопласт при заполнении пеной пространства внутри двойной стенки корпуса. В патентном документе DE 3505759 предлагается заменяемая нагревательная проволока, которая вкладывается в профильную выемку корпуса, служащую опорой для уплотнительного профиля дверцы.

Все более популярными становятся холодильные или морозильные аппараты, в которых общий внутренний объем закрывают две двери. Большее количество дверей не только удобно при открывании аппарата, но и благоприятно отражается на потреблении энергии, т.к. во время открывания всего одной двери поступление тепла меньше, чем если открываются все двери. Этот эффект улучшения энергетического баланса снижается из-за того, что не изолированный пеной промежуточный выступ, который помещается в качестве упора между каждой парой дверей, обогревается электрическим способом дополнительно к обогреву области рамы, чтобы предотвратить образование конденсата на этой детали. Обогрев промежуточного выступа при помощи трубки более выгоден с точки зрения потребления энергии, так как для этого можно использовать отходы тепла компрессора, однако перенос обогревательной трубки в промежуточный выступ значительно усложнил бы сборку, так что существенно повысились бы издержки производства и время производства холодильного устройства.

Не только для двухдверных или многодверных холодильников или морозильников, но и для всех холодильных аппаратов было бы желательно, чтобы для обогрева области рамы или каркаса корпуса, а также, при необходимости, и двери, не приходилось делать выбор между нагревательным элементом, позволяющим достигать выгодного энергетического баланса, либо нагревательным элементом, который легко монтируется.

Раскрытие изобретения

Поэтому задачей данного изобретения является создание такого холодильного аппарата, в котором обогреватель рамы или каркаса корпуса, предназначенный для предотвращения образования конденсата, энергетически выгоден и в то же время легко монтируется.

Согласно изобретению эта задача решена благодаря тому, что в холодильном аппарате с корпусом и по меньшей мере одной дверью, которые совместно ограничивают теплоизолированный внутренний объем и в котором обращенный к двери каркас корпуса снабжен электрическим обогревателем, обогреватель каркаса корпуса включает в себя по меньшей мере один элемент Пельтье.

Преимущество элемента Пельтье по сравнению с обогревательной трубкой состоит в том, что он питается электрическим путем и поэтому монтировать его в области каркаса корпуса так же просто, как проволоку нагревательного элемента. Однако он позволяет достигать намного лучшего, по сравнению с нагревательной проволокой, энергетического баланса.

Элемент Пельтье - это электрический конструктивный элемент, основанный на эффекте Пельтье, названном по имени физика Жана Пельтье. В большинстве случаев элемент Пельтье состоит из двух тонких керамических пластин, между которыми последовательно соединенные полупроводники с разным типом проводимости размещены таким образом, что около первой керамической пластины расположены все пограничные слои полупроводников, в которых электрический ток от полупроводника первого типа переходит в полупроводник второго типа проводимости, в то время как пограничные слои, в которых происходит переход электрического тока от полупроводника второго типа проводимости к полупроводнику первого типа, расположены около второй керамической пластины. Тот факт, что при протекании электрического тока через полупроводники тепло переносится от одной керамической пластины к другой, так что в зависимости от направления электрического тока одна из пластин охлаждается, а другая нагревается, называется эффектом Пельтье. Этот перенос тепла от пластины к пластине, который возникает в элементе Пельтье дополнительно к джоулевскому тепловому потоку, улучшает энергобаланс элемента Пельтье по сравнению с проволочным нагревательным элементом, в котором выделяется только джоулевская теплота.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения внутренний объем холодильного аппарата расчленен разделительным элементом на две зоны, каждая из которых закрывается соответствующей дверью, и в разделительном элементе расположен элемент Пельтье, так как в таком разделительном элементе размещение обогревательной трубки особенно затруднительно.

Но возможно также и выполнение разделительного элемента в форме всего лишь балки, бруса или перекладины, которая образует часть рамы или каркаса корпуса и за которой две зоны соединены друг с другом. Чтобы в этом случае для пользователя, который открывает одновременно обе двери для наполнения, опорожнения или очистки холодильного аппарата, разделительный элемент не стал помехой, затрудняющей его использование, согласно изобретению предусматривается, что разделительный элемент выполняется подвижным, перемещаемым вместе с по меньшей мере одной из дверей.

Для этого в первом варианте осуществления изобретения разделительный элемент шарнирно закреплен на боковой стенке корпуса. Этот вариант осуществления отличается тем, что позволяет монтировать разделительный элемент на обыкновенных петлях, используемых в холодильных аппаратах - таких какими крепятся также двери к корпусу. Они преимущественно состоят из укрепленного на раме или каркасе корпуса кронштейна, на котором закреплена ось подшипника, и соответствующей ей втулки подшипника, которая закреплена в двери или в разделительном элементе. Разделительный элемент может, как и двери, быть правосторонним или левосторонним, по выбору.

Монтаж и регулировка движения дверей и разделительного элемента легко осуществляются, в частности, тогда, когда дверь и разделительный элемент выполнены с возможностью поворота вокруг одной и той же оси. Только в этом случае возможность совместного поворота двери и разделительного элемента реализуется при помощи простых средств крепления, соединяющих разделительный элемент с дверью.

В другом варианте осуществления изобретения разделительный элемент шарнирно соединен с одной из дверей. Этот вариант осуществления подходит, в частности, для холодильных аппаратов с дверями, расположенными рядом друг с другом, а не друг над другом. Разделительный элемент в этом случае должен быть выполнен с возможностью поворота вокруг оси, проходящей параллельно одной из обращенных друг к другу боковых поверхностей дверей.

Краткий комментарий к фигурам чертежей

Дальнейшие свойства и преимущества изобретения видны из приведенного ниже описания вариантов осуществления, ссылающегося на прилагаемые фигуры чертежей.

На них показано следующее:

фиг.1: аксонометрическое изображение двухдверного холодильного аппарата согласно данному изобретению, в котором открыты обе двери;

фиг.2: аксонометрическое изображение того же холодильного аппарата с только одной открытой дверью;

фиг.3: вертикальный разрез разделительного элемента холодильного устройства с фиг.1 и 2;

фиг.4: аксонометрическое изображение второго варианта исполнения холодильного аппарата согласно изобретению;

фиг.5: горизонтальный частичный разрез шарнирного соединения между разделительным элементом и дверью холодильного устройства с фиг.4.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 холодильное устройство согласно изобретению обозначено поз.1. Аксонометрическое изображение показывает корпус 2 холодильного устройства 1 с шарнирно соединенными с ним расположенными друг над другом дверями 3a и 3b, показанными в открытом положении. Двери 3а и 3b связаны шарнирами 10, 11 с передней частью корпуса 2, обозначенной как рама или каркас 6. Каждая из дверей 3a, 3b имеет с внутренней стороны по периметру уплотнение 5 из эластичного магнитного профиля. Те три из четырех прямолинейных уплотнительных участков, составляющих обычным образом каждое уплотнение 5 из магнитного профиля, которые видны на фигуре, в закрытом положении дверей 3a, 3b прилегают к каркасу 6 корпуса. Четвертые участки обеих дверей 3a, 3b в положении, изображенном на фиг.1, притянуты магнитом к разделительному элементу 9, имеющему форму бруса, который подвешен с возможностью поворота на соседних шарнирах 11 двух дверей 3a, 3b. Двери 3a, 3b и разделительный элемент 9 имеют одну и ту же ось поворота и при открывании и закрывании дверей 3a и 3b выполняют одно и то же движение поворота. В закрытом положении дверей 3a, 3b разделительный элемент 9 вдается внутрь холодильной камеры 4 корпуса 2.

Три вставных полки 7 разделяют холодильную камеру 4 на четыре холодильных отделения.

Как видно на фиг.1, двери 3a и 3b могут открываться совместно, чтобы открывать хороший доступ в холодильную камеру 4. Чтобы имелась возможность открывания обеих дверей 3a, 3b одним движением руки, боковые поверхности дверей снабжены углублением 12. Оно проходит по всей высоте дверей 3a, 3b, так что за них легко взяться на любой высоте; в частности, имеется возможность одновременно взять рукой обе двери, чтобы открыть их.

Помимо этого имеется возможность открывать каждую дверь 3a, 3b по отдельности, как изображено на фиг.2.

На фиг.2 показано в перспективном изображении холодильное устройство 1 с открытой верхней дверью 3a и закрытой нижней дверью 3b. Если открывается только одна дверь, как, например, дверь 3a на фиг.2, то соответственно другая дверь 3b препятствует тому, чтобы разделительный элемент 9 следовал за движением открывания. Разделительный элемент 9 остается в том же положении, которое он занимает при закрытых дверях, его передняя часть остается заподлицо (т.е. в одной плоскости) с каркасом 6 корпуса 2. Частичное открывание холодильного устройства сокращает с одной стороны потери холода во внутреннем объеме 4, а с другой стороны то относительно большое усилие, которое пользователю приходится прилагать при открывании большой двери холодильного аппарата.

На фиг.3 показан вертикальный разрез разделительного элемента 9. Разделительный элемент 9 состоит из прямоугольного корпуса, выполненного из теплоизоляционного материала, в который заделана ферромагнитная пластина 13, к которой притягиваются магнитные уплотнения 5 дверей 3a, 3b. Пластина 13 проходит в вертикальном направлении через весь промежуток между уплотнениями 5 обеих дверей, сквозь который может проникать влажный воздух из окружающего пространства, но только через часть ширины уплотнений 5.

Внутри разделительного элемента 9 размещен элемент 14 Пельтье, который изображен здесь в известном виде, с двумя керамическими пластинами 15, 16, и между ними несколько полупроводников 17, 18 с разным типом проводимости. Керамическая пластина 15 касается ферромагнитной пластины 13; другая керамическая пластина 16 находится вблизи обратной стороны разделительного элемента 9. Таким образом, пластины 15, 16 термически тесно связаны соответственно с окружающей средой и с холодильной камерой 4. Элемент 14 Пельтье подвергается воздействию постоянного тока таким образом, что пластина 15 действует в качестве теплой, а пластина 16 в качестве холодной стороны; т.е. тепловая производительность, которую элемент 14 Пельтье отдает в ферромагнитную пластину 13, складывается из джоулевского тепла, выделяющегося в элементе 14 под действием электрического тока, и того количества теплоты, которое транспортируется наружу из холодильной камеры 4 благодаря эффекту Пельтье.

На фиг.4 и 5 представлен еще один вариант осуществления изобретения. В аксонометрическом изображении показано холодильное устройство 21 с корпусом 22, дверями 23а и 23b и холодильной камерой 24. Двери 23а, 23b проходят по всей высоте корпуса 22 и шарнирно соединены с противоположными сторонами корпуса 22. Дверь 23а с внутренней стороны имеет упругое уплотнение из магнитного профиля 25, проходящее по ее периметру. В другой двери 23b один из четырех участков уплотнения 25 из магнитного профиля заменен воздухонепроницаемым шарниром, который связывает разделительный элемент в форме вертикального бруса с дверью 23b.

На фиг.5 показан горизонтальный частичный разрез разделительного элемента 29 и окружающих его деталей. Чтобы наглядно проиллюстрировать принцип действия разделительного элемента при открывании и закрывании дверей, показаны несколько положений разделительного элемента, которые он принимает, когда дверь 23b закрыта или когда она открывается.

Для наглядности фигуры внутренняя конструкция разделительного элемента 29 не показана. Она в значительной мере соответствует конструкции разделительного элемента 9, показанной на фиг.3: элемент Пельтье имеет теплую сторону, касающуюся ферромагнитной пластины, к которой в закрытом положении двери притягивается магнитное уплотнение 25 двери 23а. Холодная сторона термически соединена с холодильной камерой 24.

Кабели электропитания для элемента Пельтье проведены через шарнир 30 и дверь 23b.

В верхней и в нижней поверхностях разделительного элемента 29 сформированы пазы 40, в которые при закрытой двери 23b входят пальцы 41, выступающие из днища или из верхней крышки холодильной камеры 24.

Положение разделительного элемента 29 при закрытой двери 23b представлено на фиг.5 заштрихованной фигурой со сплошным контуром. Палец 41 находится в конце паза 40, и передняя сторона разделительного элемента 29, в которую вставлена не показанная ферромагнитная пластина, находится заподлицо с передней частью корпуса 22, так что выполненное из магнитного профиля уплотнение 25 закрытой двери 23а на всей его длине плотно прилегает либо к корпусу 22, либо к разделительному элементу 29.

Дверь 23а открывается и закрывается обычным образом, так что рассматривать это более детально нет необходимости.

Дверь 23b представлена на фигуре в двух положениях, а именно в виде незаштрихованной детали в закрытом положении и в виде заштрихованной детали в полуоткрытом положении. Когда дверь 23b открывается, она тянет за собой закрепленный на шарнире 30 разделительный элемент 29, а палец 41 скользит вдоль паза 40 и вследствие этого поворачивает разделительный элемент 29. Сначала область передней части разделительного элемента 29, к которой прилегает выполненное из магнитного профиля уплотнение 25 двери 23а, поворачивается к внутренней части холодильной камеры 24 и таким образом отделяется от уплотнения 25. Движение поворота позволяет проводить разделительный элемент 29 мимо закрытой двери 23а. При этом разделительный элемент 29 достигает, наконец, положения, представленного в виде незаштрихованной детали со сплошным контуром, в котором его боковая поверхность 42 упирается в заднюю поверхность двери 23b. В этом положении палец 41 уже выходит из паза 40, и далее дверь 23b может открываться свободно.

Когда дверь 23b снова закрывается, открытый конец паза 40 снова попадает на палец 41, он скользит внутрь паза 40 и таким образом ведет разделительный элемент 29 в его движение поворота, которое приводит его в его исходное положение, заподлицо с корпусом 22.

Холодильный аппарат с корпусом и по меньшей мере одной дверью, которые совместно ограничивают теплоизолированный внутренний объем. Каркас корпуса, который обращен к двери, оснащен электрическим обогревом каркаса. Обогрев каркаса включает в себя по меньшей мере один элемент Пельтье. Внутренний объем разделен разделительным элементом каркаса на две зоны, каждая из которых закрывается дверью, а элемент Пельтье расположен в разделительном элементе. Использование данного изобретения позволяет предотвращать образование конденсата с использованием обогревателя, который энергетически выгоден и легко монтируется. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Холодильный аппарат с корпусом и по меньшей мере одной дверью, которые совместно ограничивают теплоизолированный внутренний объем, причем каркас корпуса, обращенный к двери, оснащен электрическим обогревом каркаса, отличающийся тем, что обогрев каркаса включает в себя по меньшей мере один элемент Пельтье (14), причем внутренний объем разделен разделительным элементом каркаса на две зоны, каждая из которых закрывается дверью, и что элемент Пельтье (14) расположен в разделительном элементе.

2. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что разделительный элемент выполнен с возможностью его передвижения вместе с по меньшей мере одной из дверей.

3. Холодильный аппарат по п.2, отличающийся тем, что разделительный элемент шарнирно соединен с боковой стенкой корпуса.

4. Холодильный аппарат по п.3, отличающийся тем, что разделительный элемент и двери выполнены с возможностью поворота вокруг одной и той же оси.

5. Холодильный аппарат по п.3, отличающийся тем, что разделительный элемент шарнирно соединен с одной из дверей.

6. Холодильный аппарат по п.5, отличающийся тем, что разделительный элемент выполнен с возможностью поворота вокруг оси, параллельной обращенным друг к другу боковым поверхностям дверей.