КОНДЕНСАТОР ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2012 года по МПК F25D21/14 F28F9/13 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к конденсаторному блоку, прежде всего, для бытового холодильного аппарата.

Уровень техники

У обычного бытового холодильного аппарата в нижней задней области корпуса имеется ниша, в которой расположен компрессор для циркуляции в холодильном аппарате хладагента. На задней стенке корпуса установлен конденсатор. Если холодильный аппарат установлен в жилом помещении, как правило, эта задняя стенка вместе со стеной здания или стенкой мебели образуют воздуховод, в котором быстро нагретый конденсатором воздух быстро поднимается вверх, вследствие чего холодный свежий воздух поступает в нишу компрессора. С одной стороны, с помощью этого свежего воздуха компрессор охлаждается, с другой стороны, он способствует испарению отводимой из внутреннего пространства холодильного аппарата и собранной в одной из установленных на компрессоре чаше конденсационной влаги.

Современные компактные компрессоры обладают высокой удельной мощностью, и из-за улучшенной теплоизоляции аппаратов время их рабочего цикла сокращено по сравнению с аппаратами более старой конструкции. Хотя благодаря этим мерам коэффициент полезного действия аппаратов улучшается, однако возникает проблема, заключающаяся в снижении эффективности охлаждения и испарения конденсационной влаги, поскольку нагревание конденсатора и создаваемая вследствие этого воздушная тяга через испарительную камеру начинаются с задержкой после начала работы компрессора. Таким образом, к началу каждого рабочего цикла компрессора имеется промежуток времени, в течение которого происходит неэффективное охлаждение компрессора, и нагретая им конденсационная влага за недостатком воздушной тяги не испаряется или не может эффективно отводиться из ниши компрессора.

Для экономии места, необходимого для расположенного на задней стенке конденсатора, обеспечения эффективного охлаждения компрессора и отвода водяного пара из ниши компрессора было предложено размещать конденсатор компактной конструкции в нише и осуществлять охлаждение компрессора и конденсатора c помощью вентилятора. Однако даже при такой конструкции оказывается трудно обеспечить достаточную интенсивность испарения конденсационной влаги, прежде всего, если она образуется в большом объеме из-за частого открывания дверцы или хранения влажных охлажденных продуктов. Для сбора такого количества конденсационной влаги необходимы обычные большие испарительные чаши, при размещении которых в нише компрессора уменьшается полезный объем холодильного аппарата.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание компактного конденсаторного блока, который при низких энергозатратах обеспечивает быстрое испарение конденсационной влаги.

Задача решается с помощью конденсаторного блока для холодильного аппарата с расположенным в несущей конструкции конденсатором, по которому протекает хладагент, причем несущая конструкция имеет, по меньшей мере, одну расположенную над конденсатором испарительную чашу и одну расположенную под конденсатором испарительную чашу. В то время как испарительные чаши ограничивают занимаемое конденсатором пространство сверху и снизу, с одной стороны, верхняя чаша эффективно нагревается от конденсатора за счет конвекции отдаваемого тепла, а с другой стороны, поверхность находящейся в нижней чаше воды подвергается непосредственному контакту с воздушным потоком через конденсатор, что способствует испарению в нижней чаше даже при низких температурах.

Целесообразно, чтобы верхняя испарительная чаша имела водосток, по которому вода попадает из верхней в нижнюю испарительную чашу.

Для обеспечения прохождения воздушного потока без потерь через конденсаторную камеру целесообразно, чтобы несущая конструкция имела, по меньшей мере, одну боковую стенку, проходящую между двумя чашами.

Когда путь потока воды проходит от водостока в нижнюю чашу по обращенной к конденсатору поверхности боковой стенки, вода, текущая по этой боковой стенке к нижней чаше, может эффективно испаряться.

На пути потока на боковой стенке предпочтительно сформирована расположенная над нижней испарительной чашей сточная кромка. Сточная кромка предотвращает обратное стекание воды за ее пределы по боковой стенке, так что вода, которая прошла мимо водостока, надежно попадает в нижнюю чашу даже в том случае, если сама боковая стенка заканчивается не внутри или не над нижней чашей. Это особенно упрощает сборку конденсаторного блока.

Для улучшения интенсивности испарения конденсатор предпочтительно последовательно соединен с трубопроводом хладагента, проходящим через одну из испарительных чаш, предпочтительно через нижнюю.

Крыльчатка вентилятора, который приводит в движение воздушный поток через конденсаторный блок, предпочтительно расположена в отверстии торцовой стенки несущей конструкции. Торцовая стенка предотвращает протекание воздуха вокруг крыльчатки в направлении, обратном потоку, и обеспечивает таким образом большое количество воздуха, проходящего через конденсаторный блок, при низкой мощности вентилятора.

Конденсатор предпочтительно выполнен в виде проволочно-трубного конденсатора.

Для обеспечения компактной конструкции конденсатора он состоит из большого числа включенных последовательно плоскостных теплообменных элементов, предпочтительно с пакетным расположением. Для придания стабильности расположению теплообменных элементов предпочтительно предусмотрен, по меньшей мере, один элемент жесткости с множеством выемок, причем соответствующий край одного из теплообменных элементов расположен в одной из выемок элемента жесткости.

Элемент жесткости предпочтительно выполнен в форме стойки, задняя сторона которой соприкасается с боковой стенкой несущей конструкции или нишей холодильного аппарата, в которой расположен конденсаторный блок. Таким образом, элемент жесткости может выполнять дополнительную функцию, а именно направлять циркулирующий через конденсаторный блок воздушный поток внутри конденсаторного блока и предотвращать протекание воздуха без нагревания мимо конденсатора.

Особенно компактной конструкция получается, если элемент жесткости имеет пары расположенных на одной высоте выемок, причем в двух выемках каждой пары размещаются трубопроводы одного и того же пластинчатого теплообменного элемента.

Предпочтительно предусмотрены два элемента жесткости, расположенные на противоположных сторонах конденсатора.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества изобретения приведены в описании примеров вариантов реализации со ссылкой на прилагаемые фигуры. Изображены:

Фиг.1 - перспективная проекция соответствующего изобретению холодильного аппарата, смотря с задней стороны его корпуса;

Фиг.2 - схематичный вид конденсаторного блока холодильного аппарата с фиг.1;

Фиг.3 - перспективная проекция конденсатора;

Фиг.4, 5 - перспективные проекции соответствующих элементов жесткости конденсатора;

Фиг.6 - конденсатор в комбинации с элементами жесткости, осушителем и нагревательным индуктором для испарительной чаши;

Фиг.7 - перспективная проекция верхней части несущей конструкции, на которой установлен конденсатор; и

Фиг.8 - перспективная проекция нижней части несущей конструкции.

Осуществление изобретения

На фиг.1 изображен вид сзади бытового холодильного аппарата типа холодильника или морозильной камеры. В основании аппарата находится открытая сзади в направлении наблюдателя ниша 1, через которую проходит закрепленная на боковых стенках корпуса поперечная балка 2. На этой поперечной балке установлены компрессор 3 и корпус 4 конденсатора. На дальней от компрессора 3 стороне корпус 4 конденсатора закрыт торцовой стенкой 5 за исключением проема, в котором расположен вентилятор 6. Торцовая стенка 5 с одной стороны плотно соединена с задней стенкой 7 корпуса 4; с другой стороны противоположный край торцовой стенки 5 соприкасается с не показанной на фигуре вертикальной изолированной стенкой между нишей 1 и внутренним пространством холодильного аппарата.

Вид на конденсаторный блок в противоположном направлении, спереди относительно корпуса холодильного аппарата, изображен на фиг.2. Как видно, корпус 4 конденсатора открыт в направлении передней стороны аппарата, и внутри его можно видеть проволочно-трубный конденсатор 8. Как можно также видеть на перспективной проекции конденсатора на фиг.3, трубка 9 хладагента конденсатора 8 имеет множество расположенных параллельно друг над другом плоскостных участков 11, в которых расположены соединенные изогнутыми на 180° дугообразными элементами 12, 13 прямые отрезки труб, проходящие параллельно направлению просмотра фиг.2. Плоскостным участкам 11 придана жесткость с помощью припаянных к прямолинейным отрезкам трубок проволочных элементов 14. Выполненный в виде стойки элемент жесткости 15 входит с передней стороны между двумя передними дугообразными элементами 12 каждого плоскостного участка 11 в зацепление с плоскостными участками 11 и имеет множество попарно расположенных напротив друг друга прорезей 16, в которые соответственно входят части соседних дугообразных элементов 12. Соответствующий элемент 17 жесткости входит с задней стороны между задними дугообразными элементами 13 плоскостных участков 11.

Элементы 15, 17 жесткости изображены соответственно на фиг.4, 5 в перспективной проекции. Они представляют себя полые тела из двух соединенных вдоль вертикальной плоскости оболочек. Элемент 15 жесткости имеет снаружи вертикальное ребро 18, ширина которого увеличивается сверху вниз, так что ребро 18 плотно прилегает к отделяющей нишу 1 от внутреннего пространства холодильного аппарата невертикальной стенке. Также элемент 17 жесткости имеет обращенное наружу к задней стенке 7 ребро 19, которое имеет разрыв посередине и продолжает контур задней стенки 7. Оба элемента 15, 17 жесткости имеют расположенные напротив ребер 18 или 19 входящие в проволочно-трубный конденсатор 8 ребра 20, которые уменьшают поперечное сечение свободного прохождения воздуха конденсатора 8 и направляют приводимый в движение вентилятором 6 воздушный поток в центр конденсатора 8.

На фиг.6 изображена перспективная проекция всего проволочно-трубного конденсатора 8 вместе со вставленными по бокам элементами 17, 19 жесткости. На одном конце трубки 9 конденсатора 8 в линию подачи хладагента установлен патрон 21 осушителя, другой конец удлинен с помощью расположенной под конденсатором 8 петли 22.

Корпус 4, в котором расположен конденсатор 8, состоит из изображенных на фиг.7 или 8 пластмассовых профильных элементов. Изображенный на фиг.7 верхний профильный элемент 23 состоит из торцовой стенки 5, задней стенки 7, а также испарительной чаши 24, образующей верхнюю стенку корпуса 4 конденсатора. Обращенные от торцовой стенки 5 в направлении от наблюдателя выступающие неразъемные полые цапфы 25 служат для размещения не показанного на фиг.7 вентилятора 6 перед центральным отверстием 26 торцовой стенки 5. Под отверстием 26 внутрь корпуса 4 выступает горизонтальное ребро 27. В комбинации с соответствующим пазом 28 изображенного на фиг.8 нижнего профильного элемента 29 оно служит для фиксации по высоте верхнего профильного элемента 23 на нижнем 29.

На дне испарительной чаши 24 вблизи ее заднего края имеется отверстие 45, окаймленное стенкой 30. Стенка 30, имеющая высоту несколько ниже внешнего края испарительной чаши 24, определяет уровень перелива чаши 24. Когда уровень конденсационной влаги, которая поступает в чашу 24 из внутреннего пространства холодильного аппарата, поднимается выше верхней кромки стенки 30, вода стекает через отверстие 45 чаши 24 и по обращенной к конденсатору 8 и нагреваемой им внутренней стороне задней стенки 7. На задней стенке 7 имеется выступающий вовнутрь корпуса 4 конденсатора средний участок 31, который нижнем краем соединен с нижним участком 32 стенки с помощью восходящего элемента 33 стенки. Таким образом, стекающая по задней стенке 7 вода не может достигнуть нижнего участка 32 стенки 7, так что нижний край среднего участка 31 образует сточную кромку 34, с которой капли воды падают непосредственно в образованную профильным элементом 29 испарительную чашу 35.

Верхние кромки двух выступающих из днища испарительной чаши 35 длинных ребер 36 служат опорной поверхностью для проволочно-трубного конденсатора 8. Изогнутые ребра 37, расположенные выше длинных ребер 36, служат в качестве боковых упоров, определяющих положение проволочно-трубного конденсатора 8 в горизонтальном направлении. Предусмотрены два крючка 38 для крепления отрезков труб самого нижнего плоскостного участка 11 проволочно-трубного конденсатора 8 и их фиксации на нижней испарительной чаше 35. Форма и расположение ребер 36, 37 выбрана так, чтобы они допускали размещение индуктора 22 вблизи днища испарительной чаши 35.

Уже упоминавшийся горизонтальный паз 28 сформирован с помощью множества обращенных наружу 10 крючков 39 на изображенной на фиг.8 и направленной от наблюдателя торцовой стенки 40 чаши 35. Обращенная к наблюдателю наружная стенка 41 чаши 35 имеет выемку 42, стенки которой в собранном состоянии входят в две прорези 43 нижнего участка 32 задней стенки 7 и тем самым служат опорой для верхнего профильного элемента 23. На высоте выемки 42 на внешней стенке 41 предусмотрен сформированный крючок 44, который входит в отверстие 45 нижнего участка 32 и тем самым фиксирует два профильных элемента 23, 29 друг у друга.

Конденсаторный блок для холодильного аппарата состоит из установленного на несущей конструкции конденсатора, по которому протекает хладагент. Несущая конструкция имеет, по меньшей мере, одну расположенную над конденсатором и одну расположенную под конденсатором испарительную чашу. Использование данного изобретения позволяет создать компактный конденсаторный блок, который обеспечивает быстрое испарение конденсаторной влаги при низких энергозатратах. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Конденсаторный блок для холодильного аппарата с расположенным на несущей конструкции (23, 29) конденсатором (8), по которому протекает хладагент, отличающийся тем, что несущая конструкция (23, 29) имеет, по меньшей мере, одну расположенную над конденсатором (8) и одну расположенную под конденсатором (8) испарительную чашу (24; 35).

2. Конденсаторный блок по п.1, отличающийся тем, что верхняя испарительная чаша (24) имеет водосток (30, 45), по которому вода попадает в нижнюю испарительную чашу (35).

3. Конденсаторный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что несущая конструкция (23, 29) имеет, по меньшей мере, одну расположенную между двумя чашами (24; 35) боковую стенку (7).

4. Конденсаторный блок по п.3, отличающийся тем, что путь потока воды проходит от водостока (30, 45) в нижнюю чашу (35) по обращенной к конденсатору (8) поверхности боковой стенки (7).

5. Конденсаторный блок по п.4, отличающийся тем, что на пути потока у боковой стенки (7) сформирована расположенная над нижней испарительной чашей (35) сточная кромка (34).

6. Конденсаторный блок по одному из пп.1, 2, 4, 5, отличающийся тем, что конденсатор (8) соединен последовательно с трубопроводом (22) хладагента, проходящим, по меньшей мере, через одну из испарительных чаш (35).

7. Конденсаторный блок по одному из пп.1, 2, 4, 5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, нижняя испарительная чаша (35) имеет средство фиксации для соединения с предусмотренной на конденсаторе (8) ответной частью для фиксации.

8. Конденсаторный блок по одному из пп.1, 2, 4, 5, отличающийся тем, что верхняя испарительная чаша (24) выполнена съемной и имеет разъемное соединение с соединенными с другой испарительной чашей (35) опорными элементами (7, 5).

9. Конденсаторный блок по одному из пп.1, 2, 4, 5, отличающийся тем, что несущая конструкция (23, 29) имеет торцовую стенку (5) с отверстием (26), в котором расположена крыльчатка вентилятора (6).

10. Конденсаторный блок по п.9, отличающийся тем, что отверстие (26) в торцовой стенке (5) со стороны, обращенной к конденсатору, выполнено в форме, по меньшей мере, приблизительно похожей на сопло.

11. Конденсаторный блок по п.9, отличающийся тем, что крыльчатка вентилятора (6) заполняет отверстие (26) в торцовой стенке, по меньшей мере, приблизительно.

12. Конденсаторный блок по одному из пп.1, 2, 4, 5, 10, 11, отличающийся тем, что конденсатор (8) выполнен как проволочно-трубный конденсатор с множеством последовательно соединенных плоскостных теплообменных элементов (11).

13. Конденсаторный блок по одному из пп.1, 2, 4, 5, 10, 11, отличающийся тем, что конденсатор (8) имеет, по меньшей мере, один элемент (15; 17) жесткости с множеством выемок (16), причем соответствующий край одного из теплообменных элементов (11) расположен в одной из выемок (16) элемента (15; 17) жесткости.

14. Конденсаторный блок по п.13, отличающийся тем, что плоскостные теплообменные элементы (11) расположены друг над другом.

15. Конденсаторный блок по п.14, отличающийся тем, что элемент (15; 17) жесткости выполнен в форме стойки, задняя сторона (18, 19) которой соприкасается с боковой стенкой (7) несущей конструкции (23; 29) или нишей (1) холодильного аппарата, в которой расположен конденсаторный блок.

16. Конденсаторный блок по п.14 или 15, отличающийся тем, что элемент (15; 17) жесткости имеет пары расположенных напротив друг друга на одной высоте выемок (16), причем в двух выемках (16) каждой пары размещаются трубопроводы (9) одного и того же плоскостного теплообменного элемента (11).

17. Конденсаторный блок по п.14 или 15, отличающийся тем, что два элемента (15; 17) жесткости расположены напротив друг друга на противоположных сторонах конденсатора (8).

18. Конденсаторный блок по п.14 или 15, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один элемент (15; 17) жесткости выполнен из вспененного полимерного материала, предпочтительно из вспененного полистирола.

19. Холодильный аппарат с конденсаторным блоком по одному из пп.1-18.

20. Холодильный аппарат по п.19, отличающийся тем, что конденсаторный блок закреплен в предусмотренной на задней стенке холодильного аппарата нише компрессора, причем для крепления конденсаторного блока между ним и холодильным аппаратом предусмотрены амортизационные элементы.