ХОЛОДИЛЬНИК Российский патент 2011 года по МПК F25D11/02 F25D13/00 

Настоящее изобретение относится к холодильникам в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, и в основном - к морозильным камерам или домашним холодильникам с морозильными камерами, используемым для заготовки и/или хранения продуктов питания.

Прежде всего, следует отметить, что в настоящем описании и в нижеследующей формуле изобретения термин морозильная камера, также как и домашний холодильник с морозильной камерой, относится к холодильным устройствам, работающим при температурах ниже 0°С, предпочтительно между -5°С и -30°С.

Важной особенностью работы этих устройств является непостоянство их загрузки;

в действительности, при обычном бытовом использовании количество продуктов питания, сохраняемых в холодильнике, может весьма значительно изменяться на протяжении одной или более недель. Фактически холодильник заполняется продуктами питания непосредственно после их покупки и затем постепенно освобождается в течение 1-2 недель, так что эксплуатационный режим может значительно изменяться в этот промежуток времени.

Конечно, холодильник имеет определенный объем, обусловленный условиями эксплуатации, которые не предполагают его выполнение с размером, подходящим только для небольших порций загрузки.

Фактически, когда порция загрузки занимает только ограниченную часть объема холодильника, он продолжает работать, как если бы был полностью заполнен продуктами питания. Это приводит к намного большему потреблению энергии, чем теоретически потребовалось бы для сохранения продуктов питания надлежащим образом.

Настоящее изобретение направлено на создание холодильника, имеющего соответствующие характеристики, которые обеспечивают снижение энергопотребления при изменении условий загрузки.

Существо, лежащее в основе изобретения, состоит в том, что поток хладагента внутри испарителя может разделяться, т.е. регулироваться таким образом, что поток хладагента может проходить по всему испарителю или только по его части, обеспечивая, таким образом, теплообмен с определенной камерой холодильника.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения холодильная камера разделена на отдельные части, и упомянутое разделение обеспечивает возможность циркуляции хладагента по части испарителя, реализуя теплообмен с одной или более из упомянутых камер.

Признаки изобретения излагаются более подробно в прилагаемой формуле изобретения; упомянутые признаки и достигаемые при этом преимущества представлены в описании, характеризующем пример, не ограничивающий изобретение.

Упомянутый пример иллюстрируется схематичным изображением по чертежу, являющимся единственным прилагаемым здесь чертежом.

Как показано на упомянутом чертеже, позицией 1 в целом обозначается холодильник в соответствии с изобретением, который в данном примере является стационарным холодильником с фронтальной загрузкой (без принудительной циркуляции воздуха); внутренняя камера холодильника 1 разделена на две камеры 2, 3 перегородкой 4, изготовленной из изоляционного материала (полистирола или тому подобного). Перегородка 4 преимущественно может быть съемной частью холодильника 1, что упрощает чистку последнего.

Доступ пользователя к двум камерам может осуществляться с помощью одной двери или двух разных дверей.

Холодильник 1 содержит охлаждающий контур, который включает компрессор 5, радиатор 6, клапан 7 (преимущественно электромагнитный) и испаритель 8;

предпочтительно до клапана 7 по потоку расположен фильтр 9, а внутри холодильника 1 находятся два датчика 10 и 11 температуры, соответственно расположенные в нижней камере 2 и в верхней камере 3 по причинам, указанным ниже.

Датчик 10 температуры преимущественно является основным датчиком для управления терморегуляцией холодильника 1 в любом эксплуатационном режиме, тогда как датчик 11 температуры является вспомогательным датчиком, посредством которого холодильный контур управляется в определенном эксплуатационном режиме.

В дополнение к датчику 10 холодильник 1 также включает другие компоненты охлаждающего контура; они представлены на чертеже как внешние компоненты, только для простоты.

В отличие от обычных регулирующих клапанов, традиционно используемых в холодильных машинах, клапан 7 соединен испарителем 8 посредством двух патрубков 12, 13: первый из них соединяет клапан с входным отверстием испарителя, тогда как второй соединяет клапан с нижней половиной 8а испарителя.

Таким образом, поток хладагента, подаваемого компрессором 5, может протекать через весь испаритель 8 или только через его вторую половину 8а; последняя, преимущественно, расположена в нижней камере 2 холодильника.

Таким образом, существует возможность охлаждать только нижнюю камеру холодильника посредством направления хладагента, подаваемого компрессором 5 к части 8а испарителя холодильника. Это дает возможность оптимизировать энергетический КПД холодильника, поскольку, когда загрузка (продукты питания и тому подобное) является незначительной, она может полностью помещаться в нижнюю камеру и охлаждаться посредством циркуляции хладагента внутри части 8а испарителя.

Очевидно, что это решение исключает рассеяние тепла, обычно имеющее место в холодильниках, известных в уровне техники, вследствие незаполненных пространств, обусловленных значительно меньшей загрузкой холодильника, чем его внутренний объем.

В режиме эксплуатации холодильника 1, при котором хладагент проходит через вторую часть 8а испарителя, основной датчик 10 температуры при работе компрессора 5 обеспечивает хранение продуктов питания, содержащихся в нижней камере 2, при температуре, установленной пользователем, в то время как вспомогательный датчик 11 температуры при работе компрессора 5 обеспечивает температуру в верхней камере 3 ниже 0°С, так что любой образуемый на испарителе 8 лед не будет таять.

Для достижения этой цели реализуется два режима управления электромагнитным клапаном 7 для циркуляции хладагента внутри всего испарителя или только в его части. Возможным решением является использование ручного регулятора, состоящего из кнопки Р включения, посредством которой пользователь может включить/выключить функцию охлаждения только нижней камеры 2.

Следовательно, когда пользователь заполняет холодильник только что купленными продуктами питания, то выключает эту функцию для того, чтобы дать возможность хладагенту циркулировать через весь испаритель 8, охлаждая, таким образом, обе камеры 2 и 3.

В этом эксплуатационном режиме холодильник работает нормально и его регулирование осуществляется включением и выключением компрессора 5 в соответствии с температурами, установленными датчиками 10 и 11.

Когда количество пищевых продуктов уменьшается и остающееся содержимое холодильника может быть помещено в нижнюю камеру 2, пользователь нажимает на кнопку Р включения для приведения в действие электромагнитного клапана 7, последний при этом направляет хладагент в патрубок 13 и во вторую часть 8а испарителя 8, расположенную в определенном месте внутри нижней камеры 2. Кнопка Р включения может быть оснащена сигнализатором (например, светодиодным индикатором), предназначенным для извещения пользователя о режиме работы холодильника 1. Автономное терморегулирование нижней камеры 2 может осуществляться при нажатии кнопки Р посредством аналогичного устройства (например, кнопки), предназначенной для регулирования рабочей температуры холодильника 1 при работе с полной загрузкой.

Решение, при котором клапан 7 управляется вручную, несомненно, является самым простым, но, конечно, могут использоваться и более сложные варианты, такие, где клапан управляется посредством системы автоматического регулирования холодильника.

Например, в камеры 2 и 3 холодильника могут устанавливаться сенсорные датчики для сигнализации о степени заполнения упомянутых камер для того, чтобы система автоматического регулирования холодильника могла регулировать поток хладагента посредством электромагнитного клапана 7 в соответствии с изложенным выше принципом работы.

Упомянутые сенсорные датчики могут быть оптическими датчиками или датчиками нагрузки, определяющими вес продуктов питания, содержащихся в камерах 2 и 3; в результате этих измерений система автоматического регулирования может позволять хладагенту проходить через весь испаритель 8 или только через его часть.

Конечно, изобретение может быть предметом для осуществления некоторых изменений в соответствии с представленным описанием.

Например, конфигурация испарителя 8 может быть различной в соответствии с особенностями корпуса; следовательно, он может быть выполненным посредством змеевика, встроенного в заднюю стенку холодильника или в полки, используемые для укладки продуктов питания для охлаждения.

Из вышесказанного очевидно, что изобретение применимо также к холодильникам, содержащим более, чем две камеры 2 и 3; в этом случае испаритель 8 будет иметь столько частей, сколько в холодильнике камер, и электромагнитный клапан 7 будет соединен с ним таким образом, чтобы обеспечивать циркуляцию хладагента внутри одной или более частей испарителя для охлаждения соединенных с ним камер.

Кроме этого, хотя изобретение является более подходящим для вертикально устанавливаемых стационарных холодильников, также не следует исключать его применение в вентилируемых холодильниках, таких как «ненамораживающие» холодильники ("no-frost"), или его применение в горизонтально устанавливаемых холодильниках; в этих случаях изменения могут соответствовать представленному примеру.

Так, например, холодильники "no-frost" могут содержать вентиляционные каналы между камерами 2 и 3.

Все эти варианты находятся в пределах объема следующей формулы изобретения.

Холодильник содержит, по меньшей мере, две камеры для продуктов питания, систему охлаждения упомянутых камер, которая включает компрессор для сжатия циркулирующего в системе хладагента, конденсатор, клапан для распределения хладагента, и испаритель, средства для подачи хладагента к испарителю или только к его части, осуществляющие теплообмен с одной из упомянутых камер. Использование данного изобретения позволяет обеспечить снижение энергопотребления холодильника. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Холодильник, содержащий:
по меньшей мере, две камеры (2, 3) для продуктов питания;
систему охлаждения упомянутых камер (2, 3), включающую компрессор (5) для сжатия циркулирующего в системе хладагента, конденсатор (6), клапан (7) для распределения хладагента, и испаритель (8);
характеризующийся тем, что содержит средства (7, 12, 13) для подачи хладагента к испарителю (8) или только к его части (8а), осуществляющие теплообмен с одной из упомянутых камер (2, 3).

2. Холодильник по п.1, в котором средства для подачи хладагента содержат первый и второй патрубки (12, 13) системы, причем патрубки соединяют клапан (7) соответственно с впускным отверстием испарителя (8) и с промежуточным участком испарителя (8).

3. Холодильник по п.2, в котором клапан (7) выполнен с возможностью подачи хладагента к любому из упомянутых патрубков (12, 13) системы.

4. Холодильник по п.1, в котором камеры (2, 3) разделены перегородкой (4), и часть (8а) испарителя (8) расположена ниже промежуточного участка, связанного со вторым патрубком (13) системы, осуществляющей теплообмен с одной из упомянутых камер (2).

5. Холодильник по п.4, который является холодильником вертикального типа.

6. Холодильник по п.5, в котором перегородка (4) расположена поперек и является съемной.

7. Холодильник по любому из предшествующих пунктов, в котором направление потока хладагента или к испарителю (8) или к его части (8а) выбирается пользователем с помощью кнопки (Р) или другого подобного средства управления.

8. Холодильник по п.1, содержащий два датчика (10, 11) температуры, установленных соответственно в камерах (2, 3) холодильника, при этом датчик (10) расположен в камере (2), где осуществляется теплообмен с частью (8а) испарителя, куда подается хладагент, и является основным датчиком регулирования работы устройства.

9. Холодильник по п.1, являющийся холодильником стационарного типа.

10. Холодильник по п.1, являющийся холодильником вентилируемого типа, в котором между двумя камерами (2, 3) выполнены каналы для циркуляции воздуха.