ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ С ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ И ПОДАЧЕЙ ОХЛАЖДЕННОГО ВОЗДУХА Российский патент 2010 года по МПК F25D17/04 F25B41/00 

Область техники

Изобретение относится к холодильному аппарату с циркуляционным воздушным охлаждением, содержащему по меньшей мере одну холодильную камеру для приема охлаждаемых продуктов, по меньшей мере один канал для охлажденного воздуха и один генератор холода для производства охлажденного воздуха, причем канал соединяет генератор холода с холодильной камерой с прохождением рабочей среды и выходным отверстием входит в холодильную камеру.

Уровень техники

В приборах с циркуляционным воздушным охлаждением охлажденный воздух, охлажденный центральным испарителем и подаваемый вентилятором, проводится с помощью так называемой многопоточной системы в подлежащее охлаждению помещение для хранения, чтобы выровнять распределение температуры в помещении для хранения и гарантировать достаточное охлаждение также при сильной загрузке помещения для хранения.

Известны циркуляционные холодильные аппараты и циркуляционные морозильные аппараты, которые имеют отделения для хранения, снабжаемые охлажденным воздухом посредством воздушного канала, расположенного на вспененной стороне. Сторона металлического внутреннего резервуара циркуляционного холодильного аппарата или циркуляционного морозильного аппарата, относящаяся к отделению для хранения, остается при этом гладкой, а металлический внутренний резервуар имеет вдоль воздушного канала на вспененной стороне одно или несколько отверстий, и поэтому охлажденный воздух из канала может протекать во внутреннее пространство циркуляционного холодильного или циркуляционного морозильного аппарата. Сами отверстия для вытекания воздуха выбираются по своему количеству и величине такими, чтобы для соответствующего аппарата могло быть гарантировано достаточное охлаждение.

Известные решения показали однако, что охлажденный воздух не всегда достигает всех областей внутренней камеры циркуляционного холодильного или циркуляционного морозильного аппарата. По этой причине, в известных решениях температура входящего в холодильную камеру охлажденного воздуха должна быть выбрана холоднее, чем это требуется для достаточного охлаждения охлаждаемых продуктов, чтобы гарантировать, что все находящиеся в холодильной камере продукты хранятся при температуре ниже заданной максимальной температуры. Как следствие этого, циркуляционный холодильный или циркуляционный морозильный аппарат эксплуатируется не оптимальным образом с точки зрения эффективного использования энергии.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать холодильный аппарат с циркуляционным воздушным охлаждением, который может эксплуатироваться по возможности с экономией энергии, в то время как холодильным аппаратом гарантируется надежное охлаждение продуктов.

Эта задача решается с помощью холодильного аппарата, указанного в независимом пункте формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты реализации изобретения, которые могут применяться отдельно или в любой комбинации друг с другом, являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Холодильный аппарат с циркуляционным воздушным охлаждением по настоящему изобретению включает в себя по меньшей мере одну холодильную камеру для приема охлаждаемых продуктов, по меньшей мере один канал для охлажденного воздуха и один генератор холода для производства охлажденного воздуха, причем канал соединяет генератор холода с холодильной камерой с прохождением рабочей среды и выходным отверстием входит в холодильную камеру, причем предусмотрено средство формирования струи, и причем средство формирования струи образуется подающим элементом и/или расположенным на выходном отверстии распорным элементом, за счет которого охлаждаемый продукт находится на расстоянии от выходного отверстия.

Под холодильным аппаратом понимаются все холодильные аппараты с циркуляционным воздушным охлаждением, в особенности также морозильные аппараты с циркуляционным воздушным охлаждением. По одному из вариантов, являющемуся модификацией изобретения, возможен также перенос изобретения на циркуляционные воздушные печи, причем в соответствии с условиями печей, охлажденный воздух заменяется нагреваемым воздухом, охлаждаемый продукт - продуктом в печи, холодильная камера - пространством печи, иными словами, генератор холода заменяется генератором тепла.

За счет средства формирования струи становится возможным влияние на выходящий в холодильную камеру поток охлажденного воздуха. В особенности глубоко поток охлажденного воздуха проникает в холодильную камеру. При этом предпочтительно избегаются турбулентности и вихри.

Поток охлажденного воздуха образовывается с помощью средства формирования струи преимущественно горизонтально в холодильной камере и проходит в особенности в направлении, перпендикулярном ко внутренней поверхности холодильной камеры, причем внутри этой поверхности находится выходное отверстие.

Выходное отверстие может находиться на задней стороне холодильной камеры, т.е. на стороне, противоположной двери или заслонке холодильного аппарата. Однако оно может быть расположено также на боковых стенках холодильной камеры.

Преимущественно множество выходных отверстий, в особенности от 2 до 20, преимущественно от 4 до 10, предусматривается на внутренних поверхностях холодильной камеры, чтобы способствовать по возможности равномерному охлаждению охлаждаемых продуктов в холодильной камере.

С помощью распорного элемента гарантируется то, что охлаждаемый продукт будет находиться на расстоянии от выходного отверстия, и поэтому будет предотвращено закупоривание выходного отверстия. С помощью распорного элемента предотвращается образование «мертвых зон», которые по причине неблагоприятного расположения охлаждаемого продукта перед выходным отверстием недостаточно снабжаются охлажденным воздухом. Также и за счет этого поддерживается точное, равномерное, продуваемое и надежное охлаждение охлаждаемого продукта.

Как подающий элемент, так и распорный элемент содействуют тому, что распределение температуры в холодильной камере выравнивается, и понижение температуры охлажденного воздуха более не требуется для предотвращения превышения максимальной температуры в частичной области внутри холодильной камеры. Вследствие этого, холодильный аппарат может эксплуатироваться с экономией энергии. С помощью настоящего изобретения возможно выдерживать очень небольшие допуски колебания температуры даже при существенном изменении нагрузки, т.е. при частом открывании двери холодильного аппарата или сильно меняющемся количестве охлаждаемого продукта в холодильной камере. За счет вызванной средством формирования струи более сильной температурной связи между охлаждаемым продуктом и генератором холода, от генератора холода может быть более точно подано фактически требуемое количество холода.

По одному из вариантов реализации изобретения, средство формирования струи образуется за счет сужающегося участка в выходном отверстии, благодаря сужающемуся участку поперечное сечение канала в выходном отверстии по направлению к холодильной камере уменьшается, по существу, плавно, причем в особенности поперечное сечение канала уменьшается минимум на 20%, преимущественно минимум на 30% и особенно предпочтительно минимум на 40%.

Благодаря сужающемуся участку достигается подающая функция («эффект сопла»), который способствует особо стабильному потоку охлажденного воздуха во внутреннее пространство холодильной камеры. За счет по существу гладкого уменьшения поперечного сечения возможна выгодная с гидродинамической точки зрения подача охлажденного воздуха. За счет гладкого, т.е. по возможности плавного и не имеющего изломов уменьшения поперечного сечения предотвращаются вихри и турбулентности, которые в противном случае приводят к нестабильностям потока и мешают проникновению охлажденного воздуха в более глубокие области холодильной камеры.

Средство формирования струи может иметь изгиб, вдоль которого охлажденный воздух подается в холодильную камеру. Изгиб может быть выполнен только на одной стороне или на нескольких сторонах выходного отверстия, причем предпочтительно - изгиб расположен на верхней стороне выходного отверстия.

Обращенная к выходному отверстию внутренняя сторона средства формирования струи может быть выполнена таким образом, что внутренняя сторона на стороне входящего воздуха описывает по возможности большой радиус. Протекающий в канале охлажденный воздух имеет, согласно законам аэродинамики, стремление следовать этому изгибу и выйти из выходного отверстия. При этом нет необходимости вводить ступень подпора для повышения давления подпора, а турбулентности предотвращаются, вследствие чего условия обтекания в общей системе будут искажаться меньше, и будет улучшена эффективность холодильного аппарата.

Предпочтительно радиус изгиба составляет минимум 5 мм, в особенности минимум 10 мм, преимущественно минимум 20 мм, в особенности преимущественно минимум 30 мм, и/или менее 200 мм, в особенности менее 100 мм, преимущественно менее 50 мм. За счет подобного придания формы средству формирования струи, предпочтительно будет оказываться воздействие на условия обтекания в холодильной камере.

Согласно особому варианту реализации изобретения, средство формирования струи входит в холодильную камеру с выступом минимум 10 мм, в особенности минимум 15 мм, предпочтительно минимум 20 мм. За счет этого выступа в значительной мере предотвращается загораживание выходного отверстия охлаждаемым продуктом, и охлажденный воздух может проникать через промежуточное пространство между внутренней стенкой холодильной камеры и охлаждаемым продуктом, и при этом не возникает чрезмерного сопротивления потока за счет охлаждаемого продукта. Тем самым, также и в этой области холодильной камеры создается достаточно большой поток охлажденного воздуха, и предотвращается образование участков пространства с недостаточным охлаждением.

В особенности предпочтительна комбинация подачи охлажденного воздуха с распорным элементом, так как габаритная ширина, которая необходима для по возможности большого радиуса изгиба, может быть использована для того, чтобы использовать средство формирования струи как для производства особо глубокого пространственного потока, так и для гарантии потока охлажденного воздуха.

Преимущественно средство образования струи образуется за счет расположенной вверху относительно выходного отверстия распорной кромки, которая выступает за расположенную внизу относительно выходного отверстия выходную кромку выходного отверстия. Таким образом остается минимальное поперечное сечение выдувания также и в том случае, когда хранящийся продукт пододвигается напрямую к выходному отверстию.

Средство формирования струи может быть выполнено на внутренней стороне холодильной камеры. Однако оно может быть также встроено в стенку холодильной камеры, причем частично оно может выступать за внутреннюю сторону холодильной камеры.

Преимущественно средство формирования струи расположено, по существу, над выходным отверстием. В качестве выступа предпочтителен выступ вперед, так как тем самым предотвращается проникновение конденсата или грязи в канал.

Средство формирования струи может быть шире, чем ширина канала, и/или его высота может быть чуть больше, чем выходное отверстие канала. Согласно специальному варианту реализации изобретения, средство формирования струи проходит минимум на 1/3 внутренней области холодильной камеры, в особенности минимум на половину внутренней ширины холодильной камеры, или по всей ширине холодильной камеры. Таким образом, между охлаждаемым продуктом и внутренней стенкой холодильной камеры предпочтительно образуется промежуточное пространство даже тогда, когда вся внутренняя ширина холодильной камеры заставлена охлаждаемым продуктом.

Преимуществом будет, если средство формирования струи будет насажено на внутренней стороне холодильной камеры. За счет возможности насаживания в особенности могут быть дооборудованы известные холодильные аппараты, вследствие чего их эффективность охлаждения или охлаждающие свойства также этих аппаратов могут быть улучшены.

Средство формирования струи имеет предпочтительно клейкие поверхности и/или фиксирующие элементы, с помощью которых оно закреплено на внутренней поверхности холодильной камеры. В качестве фиксирующих элементов могут применяться фиксирующие шипы или выступы. Преимущественно они могут быть выполнены с возможностью зажима.

Согласно одному из специальных вариантов реализации изобретения, канал проводится вдоль стороны пространства канала и впадает под углом в холодильную камеру. Такой вариант имеет особые преимущества тогда, когда генератор холода находится в самом низу или в самом верху на холодильном аппарате, и канал должен быть проведен отсюда вдоль стороны холодильной камеры.

Средство формирования струи изготавливается предпочтительно способом литья под давлением.

Краткое описание чертежей

Особые моменты и другие преимущества более подробно поясняются на примере следующих чертежей, которые не ограничивают настоящее изобретение, а только иллюстрируют его в качестве примера. На них показано следующее.

Фиг.1: фрагмент холодильного аппарата по настоящему изобретению в разрезе сбоку.

Фиг.2: фрагмент холодильного аппарата по настоящему изобретению, вид спереди.

Фиг.3: средство формирования струи в боковом разрезе сбоку, в том виде, как оно может быть применено для холодильного аппарата по настоящему изобретению по фиг.2.

Осуществление изобретения

Фиг.1 показывает фрагмент холодильного аппарата 1 по настоящему изобретению в разрезе сбоку с холодильной камерой 2 для приема охлаждаемых продуктов 3, которые охлаждаются с помощью охлажденного воздуха 5, который подается через канал 4 от генератора 12 холода. Генератор 12 холода находится над холодильной камерой 2. Охлажденный воздух 5 подается, как показано стрелкой на фигуре, через выходное отверстие 6 в холодильную камеру 2, причем средство 7 формирования струи положительно влияет на поток охлажденного воздуха. Средство 7 формирования струи способствует подаче охлажденного воздуха 5 в холодильную камеру 2. В представленном варианте охлаждаемый продукт 3 находится непосредственно перед выходным отверстием 6. При таком расположении подающая функция средства 7 формирования струи хоть и не может быть достигнута, но функция средства 7 формирования струи в качестве распорного элемента 10 имеет место. Охлажденный воздух проникает в промежуточное пространство 22, которое образуется между распорной кромкой 14 (см. фиг.3) и выходной кромкой 15 за счет соответствующего расстояния между охлаждаемым продуктом 3 и внутренней стороной 13 холодильной камеры. Внутренняя сторона 13 холодильной камеры 2 находится на задней стороне холодильной камеры 2, т.е. на стороне, которая лежит напротив двери (не показана) холодильной камеры 2. Охлаждаемый продукт 3 стоит на опорной решетке 20, которая пропускает охлажденный воздух 5, и поэтому, несмотря на загораживание выходного отверстия 6, возможен впуск охлажденного воздуха 5 без номинального увеличения сопротивления потока. Средство 7 формирования струи имеет на своей внутренней стороне изгиб 11, вдоль которого пропускается охлажденный воздух 5. Изгиб имеет радиус 3 см и за счет своей подающей функции приводит к входящему глубоко внутрь холодильной камеры 2 потоку, до тех пор, пока ему не будет препятствовать охлаждаемый продукт 3.

За счет свойства концентрации струи или свойства фокусировки струи средства формирования струи, достигается поток охлажденного воздуха глубоко в холодильную камеру, также тогда, когда на определенном расстоянии находится охлаждаемый продукт, так как концентрация струи способствует относительно хорошему отражению или повороту потока охлаждаемым продуктом, и поэтому охлажденный воздух достигает также дальних участков в холодильной камере 2. Скорость охлажденного воздуха предпочтительно уменьшается на расстоянии 20 см от выходного отверстия менее чем на 50%, в особенности менее чем на 30%, предпочтительно менее чем на 15% от скорости, с которой охлажденный воздух 5 выходит из выходного отверстия 6.

Средство 7 формирования струи крепится преимущественно с помощью фиксирующих элементов 17 на внутренней стороне 13 холодильной камеры 2, причем дополнительные клейкие поверхности 16 обеспечивают дальнейшее удерживание. Фиксирующие элементы 17 могут быть выполнены в виде фиксирующих выступов, которые могут быть зажаты в соответствующих выемках (не представлены) на внутренней стороне 13. Канал 4 проходит на задней стороне 19 холодильной камеры 2, а охлажденный воздух 5 подается через множество выходных отверстий 6 в холодильную камеру 2. Изгиб 11 образует сужающийся участок 8, который представляет собой подающий элемент 18.

Фиг.2 показывает фрагмент холодильного аппарата 1 по настоящему изобретению спереди, с опорными решетками 20 для принятия охлаждаемого продукта (не показан). Холодильная камера 2 имеет множество выходных отверстий 6, на которых расположено средство 7 формирования струи. Средство 7 формирования струи имеет подающий элемент 18, через который охлажденный воздух 5 подается глубоко во внутреннее пространство холодильной камеры 2. Средство 7 формирования струи имеет длину L, которая больше, чем ширина В канала 4. Длина средства 7 формирования струи проходит примерно на 70% ширины холодильной камеры 2, которая ограничена боковыми стенками 21.

Фиг.3 показывает средство 7 формирования струи по фиг.2 в разрезе сбоку и имеет высоту Н, которая больше, чем высота выходного отверстия 6. Средство 7 формирования струи имеет подающий элемент 18, который содержит изгиб 11, благодаря которому достигается подающая функция. Изгиб 11 имеет радиус R, равный 30 мм. Средство 7 формирования струи может быть закреплено с помощью фиксирующих элементов 17. Средство 7 формирования струи образуется сужающимся участком 8, который имеет уменьшение поперечного сечения 9 канала 4 на 25%. Распорная кромка 14 и выходная кромка 15 способствуют функции распорного элемента, и поэтому охлажденный воздух 5 может выходить и в том случае, когда охлаждаемый продукт расположен непосредственно перед выходным отверстием 6. Распорная кромка 14 выступает за выходную кромку 15 с выступом X, и поэтому выход охлажденного воздуха 5 возможен также при загораживающем охлаждаемом продукте 3. Высота Н средства 7 формирования струи больше, чем высота выходного отверстия 6.

Изобретение относится к холодильному аппарату 1 с циркуляционным воздушным охлаждением, содержащему по меньшей мере одну холодильную камеру 2 для приема охлаждаемого продукта 3, по меньшей мере один канал 4 для охлажденного воздуха 5 и один генератор 12 холода для производства охлажденного воздуха 5, причем канал 4 соединяет генератор 12 холода с холодильной камерой 2 с прохождением рабочей среды и входит выходным отверстием 6 в холодильную камеру 2, причем предусмотрено средство 7 формирования струи, причем средство 7 формирования струи образуется подающим элементом 18 и/или расположенным на выходном отверстии 6 распорным элементом 10, за счет которого охлаждаемый продукт 4 отстоит на расстоянии от выходного отверстия 6. Благодаря настоящему изобретению достигается равномерное, точное и экономящее энергию поддержание температуры охлаждаемого продукта 3 в холодильной камере 2.

Изобретение относится к холодильному аппарату с циркуляционным воздушным охлаждением, содержащему по меньшей мере одну холодильную камеру для приема охлаждаемого продукта, по меньшей мере один канал для охлажденного воздуха и один генератор холода для производства охлажденного воздуха, причем канал соединяет генератор холода с холодильной камерой с прохождением рабочей среды и входит выходным отверстием в холодильную камеру, причем предусмотрено средство формирования струи, причем средство формирования струи образуется подающим элементом и/или расположенным на выходном отверстии распорным элементом, за счет которого охлаждаемый продукт отстоит на расстоянии от выходного отверстия. Технический результат при использовании заявленного изобретения позволяет достигнуть равномерное, точное и экономящее энергию поддержание температуры охлаждаемого продукта в холодильной камере. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Холодильный аппарат (1) с циркуляционным воздушным охлаждением, содержащий по меньшей мере одну холодильную камеру (2) для приема охлаждаемых продуктов (4), по меньшей мере один канал (4) для охлажденного воздуха (5) и один генератор (12) холода для производства охлажденного воздуха (5), причем канал (4) соединяет генератор (12) холода с холодильной камерой (2) с прохождением рабочей среды и входит выходным отверстием (6) в холодильную камеру (2), отличающийся тем, что за счет средства (7) формирования струи поток охлажденного воздуха глубоко проникает в холодильную камеру (2), причем средство (7) формирования струи образуется подающим элементом (18) и/или расположенным на выходном отверстии (6) распорным элементом (10), за счет которого охлаждаемый продукт (4) отстоит на расстоянии от выходного отверстия (6), при этом средство (7) формирования струи имеет изгиб (11), вдоль которого охлажденный воздух (5) вводится в холодильную камеру (2), причем изгиб (11) расположен на верхней стороне выходного отверстия (6).

2. Холодильный аппарат (1) по п.1, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи образовано за счет сужающегося участка (8) в выходном отверстии (6), причем благодаря сужающемуся участку (8) поперечное сечение (9) канала (4) в выходном отверстии (6) по направлению к холодильной камере (2) уменьшается, по существу, плавно, причем в особенности поперечное сечение (9) канала (4) уменьшается по меньшей мере на 20%, преимущественно по меньшей мере на 30% и особенно предпочтительно по меньшей мере на 40%.

3. Холодильный аппарат (1) по п.1, отличающийся тем, что радиус (R) изгиба (11) составляет по меньшей мере 5 мм, в особенности по меньшей мере 10 мм, предпочтительно по меньшей мере 20 мм, в особенности преимущественно по меньшей мере 30 мм, и/или менее 200 мм, в особенности менее 100 мм, преимущественно менее 50 мм.

4. Холодильный аппарат (1) по п.1, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи входит в холодильную камеру (2) с выступом (X) минимум 10 мм, в особенности минимум 15 мм, предпочтительно минимум 20 мм.

5. Холодильный аппарат (1) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи образуется за счет расположенной вверху относительно выходного отверстия (6) распорной кромки (14), которая выступает за расположенную внизу относительно выходного отверстия (6) выходную кромку (15) выходного отверстия (6).

6. Холодильный аппарат (1) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи выполнено на внутренней стороне (13) холодильной камеры (2).

7. Холодильный аппарат (1) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи расположено по существу над выходным отверстием (6).

8. Холодильный аппарат (1) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи шире, чем ширина (В) канала (4), и/или высота (Н) незначительно больше, чем выходное отверстие (6) канала (4).

9. Холодильный аппарат (1) по п.8, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи проходит минимум на одну треть внутренней ширины холодильной камеры (2), в особенности минимум на половину внутренней ширины холодильной камеры (2), предпочтительно по всей ширине холодильной камеры (2).

10. Холодильный аппарат (1) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи может быть насажено на внутренней стороне (13) холодильной камеры (2).

11. Холодильный аппарат (1) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи имеет клейкие поверхности (16) и/или фиксирующие элементы (17), с помощью которых оно имеет возможность крепления на внутренней стороне (13) холодильной камеры (2).

12. Холодильный аппарат (1) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что канал (4) проводится вдоль стороны (19) холодильной камеры (2) и впадает под углом в холодильную камеру (2).

13. Холодильный аппарат (1) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что средство (7) формирования струи изготовлено способом литья под давлением.