ХОЛОДИЛЬНИК И/ИЛИ МОРОЗИЛЬНИК Российский патент 2020 года по МПК F25D21/04 

Данное изобретение касается холодильника и/или морозильника, содержащего по меньшей мере один корпус, который содержит по меньшей мере одно изоляционное тело для полного вакуума, и по меньшей мере одно расположенное в этом корпусе охлаждаемое внутреннее пространство, причем этот агрегат содержит по меньшей мере один контур хладагента, служащий для охлаждения внутреннего пространства, причем этот контур хладагента имеет по меньшей мере один конденсатор.

Из уровня техники известны многочисленные варианты выполнения такого роде холодильников и, соответственно, морозильников.

В конденсаторе происходит конденсация хладагента, при которой выделяется тепло.

Это тепло в известных агрегатах обычно посредством естественной и принудительной конвекции отводится в окружающее пространство.

Таким образом, в основу данного изобретения положена задача дальнейшего усовершенствования холодильника и/или морозильника указанного вначале рода таким образом, чтобы обеспечить эффективное использование выделяемого конденсатором тепла.

Эта задача решается посредством холодильника и/или морозильника с признаками независимого пункта 1 формулы изобретения.

Согласно изобретению предусмотрена по меньшей мере одна тепловая трубка (Heatpipe), которая находится в непосредственном или в опосредованном термическом контакте с конденсатором, и которая расположена таким образом, что она образует по меньшей мере часть рамочного нагревателя агрегата и/или находится в термическом контакте с наружной оболочкой агрегата.

Таким образом, благодаря данному изобретению используется возникающее в области конденсатора тепло, а именно для работы рамочного нагревателя и/или для обогрева по меньшей мере части наружной оболочки предлагаемого изобретением агрегата.

Под рамочным нагревателем следует понимать нагреватель, который обогревает определенную часть корпуса агрегата, а именно область, направленную к запорному элементу и окружающую открытую сторону корпуса.

Этот рамочный нагреватель может быть выполнен проходящим по периметру, или же он окружает указанное отверстие лишь частично, например, U-образно, и его задачей является предотвращение обмерзания агрегата в области отверстия, а тем самым и в области запорного элемента, например, дверцы, крышки или ящика.

Обогрев наружной оболочки агрегата имеет то преимущество, что предотвращается нежелательное образование конденсата на наружной оболочке агрегата. Предпочтительно система обогрева наружной оболочки выполнена таким образом, что температура наружной оболочки поддерживается выше точки таяния воды.

За счет данного изобретения оказывается возможным целесообразное использование отходящего тепла, все равно выделяющегося в конденсаторе, а не простое отведение его в окружающее агрегат пространство. Это использование состоит в одной или обеих из названных альтернатив в виде рамочного нагревателя и, соответственно, системы обогрева наружной оболочки агрегата.

Тепловая трубка может быть заполнена водой или же водосодержащим раствором в качестве теплообменной среды. Работа такого рода тепловой трубки основана на том принципе, что на одной стороне этой тепловой трубки происходит испарение теплообменной среды, а в другом месте и предпочтительно в другой концевой области этой тепловой трубки происходит конденсация. Благодаря этому в одной области этой тепловой трубки тепло подводится, а в другой области, в которой имеет место конденсация тепло от этой тепловой трубки отводится. Это количество отведенного тепла согласно изобретению может теперь использоваться для образования рамочного нагревателя, соответственно, для обогрева наружной оболочки агрегата.

Таким образом, согласно изобретению можно отказаться от отдельного рамочного нагревателя, который, например, образует компонент контура хладагента, как и от отдельной системы обогрева наружной оболочки, например, посредством пленочного нагревательного элемента.

Вместо воды или водосодержащей среды могут также рассматриваться любые другие теплообменные среды, которыми заполняется тепловая трубка.

В другом варианте выполнения данного изобретения предусмотрено, что тепловая трубка выполнена как гравитационная тепловая трубка.

Это означает, что обратный поток теплообменной среды в той области, в которой происходит испарение, происходит под действием силы тяжести, а не других эффектов, например, капиллярности. Предпочтительно, тем самым, чтобы тепловая трубка не имела капилляров для транспортировки теплообменной среды.

В еще одном варианте выполнения данного изобретения предусмотрено, что конденсатор соединен с по меньшей мере одним тепловым аккумулятором и предпочтительно расположен в жидкостной ванне, в частности, в водяной ванне.

В этом варианте выполнения данного изобретения используется тот факт, что тепловая энергия теплового аккумулятора, заряжаемого теплом посредством конденсатора, может использоваться для того, чтобы приводить в действие тепловую трубку, и тем самым транспортировать тепло к другому месту агрегата.

Конденсатор может быть расположен, например, в тепловом аккумуляторе, например, в жидкостной ванне или же соединен с тепловым аккумулятором иным образом. Данное изобретение касается, таким образом, не только того случая, когда указанная по меньшей мере одна тепловая трубка находится в термическом контакте с конденсатором, но также и такого случая, когда указанная по меньшей мере одна тепловая трубка находится в термическом контакте с тепловым аккумулятором, который в свою очередь находится в термическом контакте с конденсатором.

Не является также обязательно необходимым, чтобы тепловая трубка находилась в непосредственном контакте с наружной оболочкой. Достаточно, если термическое соединение между наружной оболочкой агрегата (и тепловой трубкой) находится на таком расстоянии, что может надежно предотвращаться конденсация на наружной оболочке.

В другом варианте выполнения данного изобретения установлена только одна тепловая трубка. Агрегат может также содержать несколько тепловых трубок, которые находятся в непосредственном или опосредованном термическом контакте с конденсатором, соответственно, с тепловым аккумулятором конденсатора.

Далее, может быть предусмотрено, что посредством указанной по меньшей мере одной тепловой трубки отводится бόльшая часть выделяющегося в конденсаторе тепла. Возможно, например, что посредством указанной по меньшей мере одной тепловой трубки отводится более 50%, предпочтительно более 80% тепла, выделяющегося в конденсаторе.

Другие детали и преимущества данного изобретения разъясняются подробнее на описываемом ниже примере осуществления.

Этот пример осуществления касается холодильника и/или морозильника со сплошной вакуумной изоляцией. Под ней следует понимать изоляцию, при которой корпус агрегата более чем на 90% изоляционной поверхности состоит из непрерывного изолирующего вакуумного пространства. Это изолирующее вакуумное пространство содержит по меньшей мере одно вакуумное изоляционное тело, предпочтительно включающее мешок из фольги, который служит оболочкой вакуумного изоляционного тела, и в котором находится наполнитель, например, перлит. Этот мешок из фольги сварен вакуумным швом, и внутри него господствует вакуум, так что теплообмен соответственно затруднен.

Обычно оболочка мешка из фольги представляет собой антидиффузионный изоляционный слой, с помощью которого попадание газа в этот мешок из фольги снижается настолько, что обусловленное попаданием газа увеличение теплопроводности возникающего вакуумного изоляционного тела совсем незначительно на протяжении его срока службы.

В качестве срока службы следует рассматривать, например, промежуток времени в 15 лет, предпочтительно в 20 лет и особенно предпочтительно в 30 лет. Предпочтительно обусловленное попаданием газа увеличение теплопроводности вакуумного изоляционного тела в течение его срока службы составляет около <100% и особенно предпочтительно около <50%.

Предпочтительно удельная скорость прохождения газа на единицу поверхности изоляционного слоя составляет <10^-5 мбар*л/с*м² и особенно предпочтительно <10^-6 мбар*л/с*м²(измеренные по ASTM D-3985 - Стандартный метод определения скорости переноса водяного пара через полимерные пленки и защитные покрытия).

Такая скорость прохождения газа действительна для азота и кислорода. Для других видов газа (в частности, для водяного пара) тоже получаются низкие значения скорости прохождения газа, предпочтительно в диапазоне <10^-2 мбар*л/с*м² и особенно предпочтительно в диапазоне <10^-3 мбар*л/с*м² (измеренные по ASTM F- -6-1249-90). Предпочтительно за счет этих небольших скоростей прохождения газа достигаются приведенные выше незначительные значения увеличения теплопроводности.

Приведенные выше значения представляют собой данные, указанные в качестве примера, как предпочтительные величины, которые не ограничивают данное изобретение.

Вакуумное изоляционное тело может быть расположено в корпусе и/или в запорном элементе, посредством которого может закрываться этот корпус.

Однако, данное изобретение не ограничивается такого рода холодильниками, соответственно, морозильниками с системой полного вакуума.

Данное изобретение охватывает также тот случай, когда используется обычная теплоизоляция, например, в виде пенополиуретана.

Холодильник, соответственно, морозильник согласно данному изобретению имеет контур хладагента, который включает в себя по меньшей мере один компрессор, по меньшей мере один подключенный к нему последовательно конденсатор, по меньшей мере один подключенный к нему последовательно дроссель, в частности, капилляр, а также по меньшей мере один испаритель, в который поступает хладагент, выходящий из капилляра.

После прохождения через испаритель хладагент через всасывающую линию попадает обратно в компрессор.

Испаритель отбирает тепло из охлаждаемого внутреннего пространства, при этом хладагент испаряется. Конденсатор служит для конденсации хладагента, при этом выделяется тепло. Конденсатор согласно этому примеру осуществления находится в тепловом аккумуляторе, например, в водяной ванне. При работе контура хладагента, т.е. в рабочем режиме компрессора по меньшей мере часть выделяющегося в конденсаторе тепла передается в этот тепловой аккумулятор.

Тепловой аккумулятор находится в соединении с одной или несколькими тепловыми трубками. Они заполнены водой и выполнены таким образом, что находящаяся в них теплообменная среда в рабочем режиме контура теплоносителя испаряется внутри этой тепловой трубки. Тепловая трубка в своей другой концевой области соединена с наружной оболочкой, которая выполнена предпочтительно как металлическая обшивка. В этой области тепловой трубки происходит конденсация теплообменной среды, причем отдается тепло, которое передается на наружную оболочку агрегата. Далее, тепловая трубка проходит от конденсатора, соответственно, от указанного теплового аккумулятора до рамочного нагревателя агрегата, который проходит вокруг открытой стороны корпуса агрегата, и который предназначен для обогрева упорной поверхности дверцы. Эта тепловая трубка обеспечивает тем самым обогрев определенной области агрегата и в этом случае служит рамочным нагревателем.

Благодаря данному изобретению целесообразно используется выделяемое конденсатором тепло, вследствие чего соответственно можно отказаться от применения отдельных нагревателей. Не требуется ни отдельного рамочного нагревателя, ни отдельного нагревательного устройства для обогрева наружной оболочки с целью предотвращения конденсации.

Тепловые трубки могут передавать тепло на большой области наружной оболочки, соответственно, в области указанной рамки, чтобы там можно было целенаправленно осуществлять обогрев.

Изобретение относится к холодильному оборудованию, в частности к холодильнику и/или морозильнику, содержащему по меньшей мере один корпус и по меньшей мере одно расположенное в этом корпусе охлаждаемое внутреннее пространство. Агрегат имеет по меньшей мере один контур хладагента, предназначенный для охлаждения внутреннего пространства. Контур хладагента содержит по меньшей мере один конденсатор. По меньшей мере одна тепловая трубка находится в непосредственном или опосредованном термическом контакте с конденсатором и расположена таким образом, что образует по меньшей мере часть рамочного нагревателя агрегата и/или находится в термическом контакте с наружной оболочкой агрегата. Повышается эффективность использования выделяемого конденсатором тепла. 6 з.п. ф-лы.

1. Холодильник и/или морозильник, содержащий по меньшей мере один корпус и по меньшей мере одно расположенное в этом корпусе охлаждаемое внутреннее пространство, причем агрегат имеет по меньшей мере один контур хладагента, предназначенный для охлаждения внутреннего пространства, причем контур хладагента содержит по меньшей мере один конденсатор, отличающийся тем, что предусмотрена по меньшей мере одна тепловая трубка, которая находится в непосредственном или опосредованном термическом контакте с конденсатором, и которая расположена таким образом, что она образует по меньшей мере часть рамочного нагревателя агрегата и/или находится в термическом контакте с наружной оболочкой агрегата.

2. Холодильник и/или морозильник по п. 1, отличающийся тем, что тепловая трубка заполнена водой или водосодержащим раствором в качестве теплообменной среды.

3. Холодильник и/или морозильник по п. 1 или 2, отличающийся тем, что тепловая трубка выполнена как гравитационная тепловая трубка.

4. Холодильник и/или морозильник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что конденсатор соединен с по меньшей мере одним тепловым аккумулятором и предпочтительно расположен в жидкостной ванне, в частности в водяной ванне.

5. Холодильник и/или морозильник по п. 4, отличающийся тем, что указанная по меньшей мере одна тепловая трубка находится в термическом контакте с тепловым аккумулятором.

6. Холодильник и/или морозильник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что предусмотрена или только одна, или несколько тепловых трубок, которые находятся в термическом контакте с конденсатором.

7. Холодильник и/или морозильник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная по меньшей мере одна тепловая трубка выполнена таким образом, что посредством указанной по меньшей мере одной тепловой трубки обеспечивается отвод более 50%, предпочтительно более 80% выделяющегося в конденсаторе тепла.