ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ С ЛЕДОГЕНЕРАТОРОМ Российский патент 2012 года по МПК F25D23/12 F25C5/00 

Область техники

Изобретение относится к холодильному аппарату согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Известен холодильный аппарат с ледогенератором, расположенным в охлаждаемой полости. При этом используются ледогенераторы, которые заполняются водой и охлаждаются снаружи, причем вода замораживается на пути снаружи вовнутрь, в результате чего в итоге образуется кубик льда. Далее, существуют так называемые генераторы прозрачного льда, в которых несколько охлаждающих стержней погружаются в заполненную водой емкость. На погруженных в воду охлаждаемых стержнях нарастает слой льда, который, как только достигнет пригодной для употребления толщины, сбрасывается с охлаждаемых стержней. Такой генератор прозрачного льда описан в DE 10336834 А1. Существует множество вариантов исполнения подобных ледогенераторов. Такой ледогенератор в общем случае встраивается в холодильный отсек холодильно-морозильного аппарата.

Генератор холода холодильного аппарата обычно состоит из контура циркуляции хладагента с компрессором, конденсатором и испарителем, который отбирает тепло из подлежащего охлаждению пространства и передает его хладагенту. Как правило, испарители выполняются в виде проволочно-трубного испарителя. То есть, испарители функционируют как теплообменники. В большинстве случаев они располагаются горизонтально во внутренней полости холодильного аппарата. В проволочно-трубных испарителях трубы, по которым проходит хладагент, изогнуты параллельными петлями. Петли труб жестко связаны проволочными прутками - чаще всего при помощи точечной сварки - и, таким образом, стабилизированы. Проволочные прутки проходят параллельно друг другу под прямым углом к прямым участкам петель труб по верхней и нижней стороне этих петель. Соединение петель труб, по которым проходит хладагент, с проволочными прутками призвано, с одной стороны, предотвратить провисание петель труб, а с другой стороны, за счет увеличения поверхности повысить охлаждающую способность.

Если в холодильном аппарате предусмотрен ледогенератор, он может быть, например, подключен к контуру охлаждения холодильного аппарата. В другом варианте можно оснастить ледогенератор собственным контуром охлаждения и обеспечить его термическое соединение с испарителем холодильного аппарата.

Чтобы можно было гарантировать поддержание заданной температуры во внутренней полости холодильных аппаратов, обычно предусматривается контроллер, соединенный с одним или несколькими температурными датчиками и, соответственно, управляющий генератором холода. Такие контроллеры подстраиваются под каждый тип холодильного аппарата и потому могут очень сильно различаться. Если нужно предусмотреть в холодильном аппарате ледогенератор, потребуются дорогостоящие подгоночные работы, чтобы можно было подключить ледогенератор к контроллеру холодильного аппарата.

Сущность изобретения

Поэтому задачей изобретения является разработка холодильного аппарата, в котором не потребуется подстраивать предусмотренный в холодильном аппарате ледогенератор под контроллер холодильного аппарата.

Задача решается согласно изобретению холодильным аппаратом с признаками, раскрываемыми в пункте 1 формулы изобретения. Благодаря использованию в ледогенераторе собственного контроллера настройка контроллера холодильного аппарата не требуется. Следовательно, ледогенератор с собственным контроллером может быть встроен практически в любой тип холодильного аппарата. При этом не потребуется настройка ни контроллера холодильного аппарата, ни контроллера ледогенератора.

Такие ледогенераторы с собственным контроллером особенно хорошо подходят для использования в холодильном аппарате, который разделен на холодильный отсек и морозильный отсек. Часто в таких холодильных аппаратах предусмотрен только один испаритель, расположенный в морозильном отсеке. В таких холодильных аппаратах для ледогенератора не требуется предусматривать собственный испаритель, который пришлось бы подключать к контуру охлаждения холодильного аппарата. В этом случае достаточно оснастить ледогенератор контуром охлаждения, который термически соединен с испарителем холодильного аппарата. Температура испарителя в морозильном отсеке холодильного аппарата достаточно низка для поддержания нужной температуры в контуре охлаждения ледогенератора.

Однако обнаружилось, что при постоянном приготовлении льда температура в морозильном отсеке может подняться слишком сильно. Так как в этом случае могут быть повреждены замороженные продукты, такой подъем температуры недопустим. Поэтому необходимо, чтобы контроллер ледогенератора прямо или опосредованно получал данные о температуре в морозильном отсеке холодильного аппарата. Поэтому в одном варианте исполнения изобретения на испарителе холодильного аппарата установлен датчик. Этот датчик определяет температуру хладагента в испарителе. Так как температура хладагента пропорциональна температуре морозильного отсека, можно простым образом получить данные о температуре, преобладающей в морозильном отсеке.

В другом варианте исполнения изобретения в морозильном отсеке установлен датчик, непосредственно измеряющий температуру в морозильном отсеке. При этом ледогенератор должен иметь не только собственный контроллер, но и собственный температурный датчик. Чтобы избежать таких дополнительных затрат, в дальнейшем развитии этого варианта исполнения было решено вернуться к температурному датчику, уже используемому контроллером холодильного аппарата и соединенному с ним. Согласно изобретению этот датчик в морозильном отсеке соединяется с контроллером ледогенератора таким образом, что сигнал датчика может использоваться как контроллером холодильного аппарата, так и контроллером ледогенератора.

В обоих вариантах исполнения контроллер ледогенератора определяет чрезмерный подъем температуры в морозильном отсеке посредством датчика. Чтобы теперь избежать повреждения замороженных продуктов, положенных на хранение, приготовление льда прерывается, и ледогенератор выключается контроллером ледогенератора. Повторное включение ледогенератора может выполняться либо по истечении заданного промежутка времени, либо по достижении определенной температуры в морозильном отсеке. В обоих случаях гарантируется, что приготовление льда будет продолжено лишь тогда, когда опасность повреждения замороженных продуктов будет устранена.

Краткое описание чертежей

Прочие детали и преимущества изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения в связи с описанием варианта исполнения, который подробно поясняется на основании фигур. На фигурах изображено:

Фигура 1: холодильный аппарат с морозильным отсеком и ледогенератором.

Фигура 2: детальный вид проволочно-трубного испарителя с подсоединенным теплообменником.

Фигура 3: схема соединений варианта исполнения холодильного аппарата согласно изобретению.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 представлен холодильный аппарат 1 с открытой дверкой и внутренней полостью 11. Внутренняя полость 11 делится на холодильный отсек 2 и морозильный отсек 3. По соображениям наглядности крышка морозильного отсека 3 не показана. В холодильном отсеке 2 находится ледогенератор 4. В этом ледогенераторе 4 в ходе не поясняемого здесь подробно процесса с помощью нескольких охлаждаемых стержней приготовляется прозрачный лед, который сбрасывается в приемный лоток 10. Приемный лоток 10 находится под ледогенератором 4. Холод, необходимый для приготовления прозрачного льда, генерируется теплообменником 5 (см. фигуру 2), который соединен с охлаждаемыми стержнями.

Находящийся в морозильном отсеке 3 и расположенный горизонтально проволочно-трубный испаритель 6 состоит из изогнутой параллельными петлями трубки 7 испарителя. Трубка 7 проволочно-трубного испарителя 6 на верхней и нижней стороне жестко связана проволочными прутками 8. Все эти прутки проложены параллельно лицевой стороне с одинаковыми промежутками. Наличие проволочных прутков 8, с одной стороны, способствует увеличению поверхности, благодаря чему улучшается способность к отбору тепла из морозильного отсека, а с другой стороны, препятствует провисанию трубки 7 проволочно-трубного испарителя 6. Для улучшения наглядности на фигуре 2 показаны только проволочные прутки 8 проволочно-трубного испарителя 6, расположенные на лицевой стороне и на противоположной ей стороне.

Теплообменник 5 состоит из трубки 9 теплообменника. Трубка 9 теплообменника 5 проложена в области проволочно-трубного испарителя 6 параллельно трубке 7 испарителя, тоже петлями и на том же уровне. При этом трубка 9 теплообменника 5 находится между проволочными прутками 8 точно так же, как и трубка 7 проволочно-трубного испарителя 6.

Чтобы можно было вывести достаточное количество тепла из теплообменника 5 в проволочно-трубный испаритель 6, необходим хороший тепловой контакт между двумя этими компонентами. Для этого трубка 9 теплообменника 5 жестко соединяется с трубкой 7 испарителя, а также нижними и верхними проволочными прутками 8 проволочно-трубного испарителя 6. Трубка 9 теплообменника 5 имеет такой же внешний диаметр и изготовлена из того же материала, что и трубка 7 проволочно-трубного испарителя 6.

В качестве соединений с хорошей теплопроводностью может использоваться точечная сварка, пайка или клей. Достаточными теплопроводными свойствами обладает и лаковое покрытие, в частности порошковое покрытие, которое наносится на готовую конструкцию, состоящую из теплообменника 5 и проволочно-трубного испарителя 6.

В качестве хладагента в теплообменнике 5 используется охлаждающий рассол, водно-спиртовая смесь или водно-гликолевая смесь.

На фигуре 3 представлена схема соединений варианта исполнения холодильного аппарата согласно изобретению. Холодильный аппарат 1 разделен на холодильный отсек 2 и морозильный отсек 3. Генератор 13 холода показан внутри морозильного отсека 3, так как там находится относящийся к нему испаритель. Вне охлаждаемой внутренней полости предусмотрен контроллер 12 холодильного аппарата и разъем 15 подключения к сети.

В холодильном отсеке 2 находится ледогенератор 4 с контроллером 14 ледогенератора. Контроллер 12 холодильного аппарата, контроллер 14 ледогенератора, генератор 13 холода и генератор 14 льда соединены с разъемом 15 подключения к сети, так что к этим компонентам может быть подведено электропитание.

В морозильном отсеке 3 установлен температурный датчик 16. Сигнал температурного датчика 16 приходит как на контроллер 12 холодильного аппарата, так и на контроллер 14 ледогенератора. На основании измеренной температуры морозильного отсека контроллер 12 холодильного аппарата управляет генератором 13 холода.

При необходимости ледогенератор 4 включается при помощи не показанного здесь выключателя. Так как ледогенератор 4 отбирает необходимый холод от генератора 13 холода, может случиться так, что при интенсивной эксплуатации ледогенератора мощность генератора 13 холода окажется недостаточной. В результате температура в морозильном отсеке 3 поднимется. Этот подъем температуры регистрируется датчиком 16. В контроллере 14 ледогенератора заложено пороговое значение измеренной температуры морозильного отсека. При превышении этого порогового значения контроллер 14 ледогенератора отключает ледогенератор 4. Простой ледогенератора 4 длится до тех пор, пока температура в морозильном отсеке 3 не опустится ниже значения, заложенного в контроллере 14 ледогенератора в качестве второго порогового значения. Только после этого контроллер 14 ледогенератора снова начинает приготовление льда.

Также можно предусмотреть в морозильном отсеке 3 дополнительный датчик, который будет соединен исключительно с контроллером 14 ледогенератора. Дополнительный датчик может быть также предусмотрен на испарителе холодильного аппарата и может опосредованно определять температуру морозильного отсека 2.

Во всех вариантах исполнения холодильного аппарата согласно изобретению для ледогенератора 4 предусмотрен собственный контроллер 14. Этот контроллер 14 сконструирован для ледогенератора 4 и не должен настраиваться на тип холодильного аппарата или его контроллера 12. В холодильном аппарате необходимо только предусмотреть возможность электроснабжения как ледогенератора 4, так и его контроллера 14. Таким образом, монтаж различных типов ледогенераторов в различные типы холодильных аппаратов возможен без специальных подгоночных работ.

Холодильный аппарат с внутренней полостью для хранения охлаждаемых и/или замороженных продуктов имеет генератор холода, контроллер холодильного аппарата для управления генератором холода, разъем для подключения к сети, предназначенный для снабжения электрическим напряжением генератора холода и контроллера холодильного аппарата, ледогенератор. Ледогенератор имеет собственный контроллер, управляющий всеми функциями ледогенератора независимо от контроллера холодильного аппарата. Предусмотрено подключение ледогенератора и контроллера ледогенератора к разъему для подключения к сети холодильного аппарата. Использование данного изобретения позволяет осуществлять независимое управление холодильником и льдогенератором. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Холодильный аппарат (1) с внутренней полостью (11) для хранения охлаждаемых и/или замороженных продуктов, с генератором (13) холода, с контроллером (12) холодильного аппарата для управления генератором (13) холода, с разъемом (15) для подключения к сети, предназначенным для снабжения электрическим напряжением генератора (13) холода и контроллера (12) холодильного аппарата, и с расположенным во внутренней полости (11) ледогенератором (4), отличающийся тем, что ледогенератор (4) имеет собственный контроллер (14), управляющий всеми функциями ледогенератора (4) независимо от контроллера (12) холодильного аппарата, и что предусмотрено подключение ледогенератора (4) и контроллера (14) ледогенератора к разъему (15) для подключения к сети холодильного аппарата.

2. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость (11) делится на холодильный отсек (2) и морозильный отсек (3) и что генератор (13) холода имеет испаритель (6), находящийся в морозильном отсеке (3).

3. Холодильный аппарат по п.2, отличающийся тем, что контур охлаждения ледогенератора термически соединен с испарителем (6).

4. Холодильный аппарат по п.3, отличающийся тем, что предусмотрен датчик, определяющий температуру испарителя (6).

5. Холодильный аппарат по п.3, отличающийся тем, что предусмотрен датчик (16), определяющий температуру морозильного отсека (3).

6. Холодильный аппарат по п.4 или 5, отличающийся тем, что датчик (16), определяющий температуру морозильного отсека (3), соединен с контроллером (12) холодильного аппарата и с контроллером (14) ледогенератора.

7. Холодильный аппарат по п.6, отличающийся тем, что контроллер (14) ледогенератора отключает ледогенератор (4), когда датчик (16) регистрирует температуру, превышающую определенное пороговое значение.