ХОЛОДИЛЬНИК И/ИЛИ МОРОЗИЛЬНИК Российский патент 2020 года по МПК F25D19/02 F25D21/14 

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.

Из уровня техники известны такого рода холодильники и, соответственно, морозильники.

При этом под изоляционным телом для полного вакуума в рамках данного изобретения предпочтительно понимается, что корпус агрегата более чем на 90% изоляционной поверхности состоит из непрерывного изолирующего вакуумного пространства.

Предпочтительно изоляционное тело для полного вакуума согласно данному изобретению, состоит из мешка из фольги, внутреннее пространство которого заполнено распорным материалом, например, перлитом, и в этом внутреннем пространстве господствует вакуум.

Это изоляционное тело для полного вакуума, согласно данному изобретению, может находиться только в области корпуса или дополнительно также и в запорном элементе, т.е. в дверце, ящике или крышке агрегата, с помощью которых может замыкаться охлаждаемое внутреннее пространство.

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/сек*м² и особенно предпочтительно <10^-6 мбар*л/сек*м² (измеренные по ASTM F- 1249-90 - 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/сек*м² и особенно предпочтительно в диапазоне <10^-3 мбар*л/сек*м² (измеренные по ASTM F- 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.

Предпочтительно помимо такой теплоизоляции не применяются никакие другие изоляционные материалы, например, пенополиуретан.

Предлагаемый изобретением холодильный, соответственно, морозильный агрегат выполнен с теплоизоляцией такого рода, которая предпочтительно обладает одним или несколькими из вышеназванных признаков, и которая образует компонент корпуса, а при необходимости дополнительно расположена в запорном элементе.

Сплошная вакуумная изоляция имеет большое значение для работы холодильника и, соответственно, морозильника. Вследствие сильно сниженного теплопритока в охлаждаемое внутреннее пространство снижается требуемая холодопроизводительность, и изменяются требования к теплообменникам (испарителю, конденсатору) контура хладагента, обусловленные более низкими за счет этого потоками тепла.

В случае вакуумной изоляции согласно данному изобретению следует учитывать, что тепловые мостики в этой изоляции оказывают исчисляемое в процентах усиление влияния на суммарные тепловые потери, соответственно, на приток тепла в охлаждаемое внутреннее пространство. При этом проводки через изолирующее вакуумное пространство создают повышенную сложность, и для достижения достаточного уровня качества следует насколько возможно избегать их при изготовлении.

Таким образом, в основу данного изобретения положена задача дальнейшего усовершенствования холодильника и/или морозильника указанного вначале рода таким образом, чтобы обеспечить максимально простое и тем самым надежное изготовление изоляционного тела для полного вакуума, создание которого сравнительно сложно.

Эта задача решается посредством холодильника и/или морозильника с признаками независимого пункта 1 формулы изобретения. Согласно изобретению предусмотрено, что полный контур хладагента выполнен как конструктивный узел, который вставлен в корпус. Под этим следует понимать, что конструктивный узел подходящим образом насажен на корпус. Признак «в» не означает, что весь этот конструктивный узел находится внутри корпуса, т.е. внутри охлаждаемого внутреннего пространства.

Предпочтительно этот конструктивный узел соединен с корпусом так, что часть компонентов контура хладагента расположена внутри охлаждаемого внутреннего пространства, а часть компонентов контура хладагента установлена снаружи охлаждаемого внутреннего пространства.

В другом аспекте данного изобретения предусмотрено, что в изоляционном теле для полного вакуума расположена по меньшей мере одна и предпочтительно только одна краевая выемка, через которую проходит всасывающая линия от испарителя к компрессору контура хладагента, и которая снабжена по меньшей мере одной теплоизоляцией, предпочтительно по меньшей мере одной обычной теплоизоляцией.

Благодаря обоим аспектам, которые могут быть и скомбинированы, учитываются рамочные условия, измененные вследствие применения системы полного вакуума.

Благодаря применению конструктивного узла, который содержит полный контур хладагента, т.е. испаритель, всасывающую линию, компрессор, конденсатор и дроссель, соответственно, капилляр, гарантируется, что изоляционное тело для полного вакуума может быть изготовлено сравнительно просто, поскольку в рамках изготовления предъявляется только одно требование: чтобы этот конструктивный узел мог быть подходящим образом вставлен корпус или, соответственно, установлен на корпус, и при этом не потребовалось бы большого числа отверстий в изоляционном теле для полного вакуума.

При этом особенно предпочтительно, если изоляционное тело для полного вакуума имело по меньшей мере одну и предпочтительно только одну краевую выемку, соответственно, углубление, через которую проходит указанная по меньшей мере одна всасывающая линия от испарителя к компрессору.

Предпочтительно через указанную краевую выемку проходит также капилляр, через который хладагент из конденсатора попадает к испарителю.

Капилляр может проходить внутри всасывающей линии.

В одном предпочтительном варианте выполнения на предварительно подготовленный вакуумный корпус для полного вакуума, т.е. на корпус с изоляционным телом для полного вакуума, затем надвигается полный контур хладагента таким образом, что всасывающая труба лежит в углублении вакуумного корпуса для полного вакуума. После чего она может быть полностью изолирована обычной изоляцией, например, пеноматериалом.

Далее, может быть предусмотрена по меньшей мере одна линия для конденсата, посредством которой вода отводится из охлаждаемого внутреннего пространства, причем и эта линия для отвода конденсата тоже проходит через указанную краевую выемку, которая в дальнейшем называется также углублением.

В этом случае через углубление проходит не только проводка для отвода конденсата, но и всасывающая труба.

Отвод конденсата предпочтительно тоже снабжен теплоизоляцией, соответственно, покрыт ею, причем и в этом случае речь идет предпочтительно об обычной теплоизоляции.

В еще одном варианте выполнения данного изобретения предусмотрено, что всасывающая линия по меньшей мере на отдельных участках проходит по внешней стороне изоляционного тела для полного вакуума, соответственно, корпуса, и указанная по меньшей мере одна теплоизоляция, предпочтительно обычная теплоизоляция, например, из пенополиуретана, этой всасывающей линии присутствует на одном участке или по всей длине всасывающей линии, проходящей по внешней стороне.

Далее, может быть предусмотрено, что контур хладагента находится в области дна агрегата. При этом возможно, что этот конструктивный узел расположен в области дна агрегата таким образом, что испаритель находится над дном, т.е. в охлаждаемом внутреннем пространстве, а компрессор и конденсатор расположены под дном, т.е. снаружи охлаждаемого внутреннего пространства.

В этом случае подготовляется «цокольный узел», содержащий компрессор и конденсатор, и, кроме того, испаритель, расположенный внутри охлаждаемого внутреннего пространства.

Этот конструктивный узел может к тому же содержать по меньшей мере один вентилятор, который подает охлаждаемый посредством испарителя воздух в охлаждаемое внутреннее пространство и, соответственно, заставляет циркулировать в нем.

В принципе возможно также размещение этого конструктивного узла на другом участке холодильника и, соответственно, морозильника, например, на задней стороне корпуса.

Данное изобретение не ограничивается холодильниками и/или морозильниками в виде шкафа, но охватывает также холодильные, соответственно, морозильные прилавки.

Изоляционное тело для полного вакуума может иметь, например, простую прямоугольную форму, сравнимую с обувной коробкой, и не иметь совсем или иметь лишь небольшие возвышения или углубления.

Предпочтительно такое изоляционное тело для полного вакуума не имеет никаких отверстий.

Предпочтительно предусмотрено, что изоляционное тело для полного вакуума имеет лишь одно единственное углубление, а именно упомянутое вначале краевое отверстие, которое образует углубление для панели дверцы или, соответственно, для панели запорного элемента. Как указывалось выше, это углубление образует выемку предпочтительно для линий холодильной техники, причем эти линии предпочтительно локально обычным образом полностью изолированы.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что изоляционное тело для полного вакуума содержит по меньшей мере одну фольгу - как указывалось вначале - причем этой фольге придана форма вогнутого пакета с прямоугольным дном и боковыми складками.

Этот пакет в области углубления может иметь складку фольги, в которой содержится необходимый для образования углубления избыток фольги.

Данное изобретение касается, далее, способа изготовления предлагаемого изобретением холодильника или, соответственно, морозильника, причем один этап способа включает в себя установку полного контура хладагента как конструктивного узла в корпус. При этом установку осуществляют таким образом, что по меньшей мере указанная всасывающая линия располагается в упомянутом углублении, т.е. в краевой выемке корпуса и, соответственно, изоляционного тела для полного вакуума.

Как указывалось выше, этот предварительно подготовленный конструктивный узел может содержать по меньшей мере один компрессор, конденсатор, дроссель или, соответственно, капилляр, испаритель, включая соединительные линии и при необходимости один или несколько вентиляторов, предназначенных для создания воздушного потока через испаритель и/или конденсатор.

Возможно, что контур хладагента при установке в корпус уже заполнен хладагентом.

Как указывалось, всасывающая труба и при необходимости дополнительный трубопровод контура хладагента в области углубления и, при необходимости, примыкающих к нему участков предпочтительно полностью изолируются обычно используемыми изоляционными материалами, например, пенополиуретаном, чтобы удлинить термический путь через металлические трубы и снизить потерю тепла.

Предпочтительно контур хладагента, выполненный как конструктивный узел, снабжен также всеми исполнительными элементами, например, клапанами и т.д., необходимыми для работы контура хладагента. То же предпочтительно относится и к управляющему или регулировочному блоку для управления или регулирования контура хладагента.

Другие детали и преимущества данного изобретения будут рассмотрены подробнее на примере осуществления, представленном на чертежах. На них показано следующее.

Фиг. 1 схематичные виды в продольном разрезе корпуса перед установкой и после установки контура хладагента; и

Фиг. 2 различные виды предлагаемого изобретением холодильника или, соответственно, морозильника по Фиг. 1.

На Фиг. 1 показан обозначенный позицией 10 корпус холодильника и/или морозильника согласно изобретению.

Корпус имеет внутреннюю емкость 12, наружный кожух или, соответственно, наружную оболочку 14 и расположенную между ними изоляцию 16 для высокого вакуума. Помимо этой изоляции для высокого вакуума никакой дополнительной теплоизоляции не предусмотрено.

Корпус 10, как показано на Фиг. 1, в продольном сечении выполнен в форме короба. Внутренняя емкость, соответственно, внутренняя оболочка 12 может быть выполнена, например, как деталь из пластика и, в частности, как деталь из полистирола, изготовленная глубокой вытяжкой. Наружная оболочка 14 может быть выполнена из листового металла или из пластика с пристыковываемым металлическим листом.

Образующая вакуумное изоляционное тело 16 или, соответственно, его наружную оболочку фольга полностью защищена внутренней емкостью 12 и наружным кожухом 14.

Как следует из Фиг. 1, предлагаемый изобретением холодильный, соответственно, морозильный агрегат имеет конструктивный узел 20, который содержит полный контур хладагента, включая необходимые исполнительные элементы, например, клапаны, и, при необходимости, средства управления или средства регулирования, например, управляющий или регулировочный блок для управления или регулирования компонентов контура хладагента.

Как явствует из Фиг. 1 и как показано стрелкой, этот конструктивный узел 20 насаживается спереди на дно B корпуса 10, так что получается показанное на Фиг. 1 (правое изображение) состояние. Таким образом, весь контур хладагента впоследствии надвигается на предварительно подготовленный вакуумно-изолированный корпус 10.

Компоненты конструктивного узла 20 включают в себя компрессор 21, линию 22 между компрессором и конденсатором 23, конденсатор 23, капилляр 24 от конденсатора и испарителя 25, испаритель 25, всасывающую линию 27 от испарителя 25 к компрессору 21.

Кроме того, предусмотрены один или несколько вентиляторов 26, которые подают произведенный в испарителе холодный воздух в охлаждаемое внутреннее пространство.

Капилляр 24 может проходить на отдельных участках, в частности, в области углубления R (ср. Фиг. 2c)) внутри всасывающей линии.

На Фиг. 2a) показана донная область холодильника и/или морозильника согласно изобретению в продольном сечении с встроенным контуром хладагента, а также с дверцей 100, которая замыкает агрегат с передней стороны.

На Фиг. 2b) - Фиг. 2e) показаны виды в разрезе по линиям A-A - E-E на Фиг. 2a).

Как явствует из Фиг. 2a), а также из Фиг. 1, компрессор 21 и конденсатор 23 находятся под дном B корпуса 10, а испаритель 25, а также вентилятор 26 располагаются над дном B корпуса 10 и, тем самым, в охлаждаемом внутреннем пространстве.

Из Фиг. 2c) следует, что дно B корпуса 10 в области дверцы, т.е. с передней стороны, имеет краевое, т.е. открытое с одной стороны - спереди углубление R.

Оно проходит, таким образом, между верхней и нижней стороной дна B, соответственно, между окружающим пространством и охлаждаемым внутренним пространством. Через это углубление, соответственно, через эту краевую выемку проходят всасывающая линия 27, а также отвод для конденсата, который выводит конденсат из испарителя, соответственно, из охлаждаемого внутреннего пространства наружу.

Всасывающая линия 27 проходит, например, как видно из Фиг. 2a), не только через это углубление, но и через один участок вдоль нижней стороны корпуса 10 к компрессору.

Всасывающая труба 27 обычно полностью изолирована, т.е., например, с помощью пеноматериала, чтобы избежать потерь тепла и, соответственно, притока тепла.

Соответственно, то же касается и углубления R, которое выполняется термоизолированным, чтобы оптимально герметизировать в отношении теплопередачи отверстие между внешним пространством и охлаждаемым внутренним пространством.

На Фиг. 2b) показан вид в разрезе по линии B-B на Фиг. 2a), иллюстрирующий, что испаритель 25 встроен в теплообменник W1. Такой теплообменник может представлять собой, например, аккумулятор скрытой теплоты.

Ссылочными позициями KT и GT обозначены вентиляторы, которые служат, например, для подачи холодного воздуха в холодильную часть, соответственно, в морозильную часть.

На Фиг. 2d) представлен вид в разрезе по линии D-D. На этой фигуре показано устройство в области под дном B корпуса 10. Здесь видны компрессор 21, а также конденсатор 23. Конденсатор расположен в водяной ванне, которая служит в качестве теплового буфера.

На Фиг. 2e) показан вид в разрезе по линии E-E на 2a), поясняющий расположение теплообменников W1 и W2. Они выполнены таким образом, что конденсатор, соответственно, испаритель и, соответственно, образующие их трубопроводы проходят внутри этих теплообменников.

На Фиг. 2e) видно также, что всасывающая линия 27 проходит на одном участке к компрессору под дном B корпуса 10.

Как указывалось выше, на Фиг. 2c) показано устройство в разрезе по линии C-C на Фиг. 2a) и наглядно представлено расположение углубления R в вакуумном корпусе 10 для полного вакуума.

Согласно изобретению, только корпус 10 снабжен изоляцией для высокого вакуума, а дверца 100 имеет обычную теплоизоляцию, например, из пеноматериала.

Однако, согласно изобретению, дверца 100 или другой запорный элемент, например, крышка прилавка тоже выполнены с изоляцией для высокого вакуума.

Как явствует из Фиг. 1, в данном примере осуществления этот конструктивный узел контура хладагента содержит также один или несколько вентиляторов 26.

Воздуховод устанавливается при окончательном монтаже во внутреннюю емкость. Под этим предпочтительно следует понимать каналы или подобные элементы, которые осуществляют подачу воздуха, направляемого одним или несколькими вентиляторами, в соответствующие охлаждаемые области охлаждаемого внутреннего пространства.

Холодильник и/или морозильник по меньшей мере с одним корпусом, имеющим по меньшей мере одно изоляционное тело для полного вакуума, и по меньшей мере с одним расположенным в корпусе охлаждаемым внутренним пространством, причем этот агрегат имеет по меньшей мере один контур хладагента, предназначенный для охлаждения внутреннего пространства, причем полный контур хладагента выполнен как конструктивный узел, который установлен в корпус. Техническим результатом является обеспечение максимально простого и тем самым надежного изготовления изоляционного тела для полного вакуума, создание которого сравнительно сложно. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Холодильник и/или морозильник, содержащий по меньшей мере один корпус, снабженный по меньшей мере одним изоляционным телом для полного вакуума, и имеющий по меньшей мере одно расположенное в корпусе охлаждаемое внутреннее пространство, причем этот агрегат имеет по меньшей мере один контур хладагента, обеспечивающий охлаждение внутреннего пространства, причем

полный контур хладагента выполнен как конструктивный узел, установленный в корпус,

отличающийся тем, что

вакуум-плотная оболочка вакуумного изоляционного тела по меньшей мере частично состоит из фольги, причем этой фольге придана форма вогнутого пакета с прямоугольным дном и боковыми складками.

2. Холодильник и/или морозильник по п. 1, отличающийся тем, что в изоляционном теле для полного вакуума предусмотрена по меньшей мере одна краевая выемка, через которую проходит всасывающая линия от испарителя к компрессору и которая снабжена по меньшей мере одной теплоизоляцией.

3. Холодильник и/или морозильник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в нем предусмотрена по меньшей мере одна линия для конденсата, посредством которой обеспечен отвод этой воды из охлаждаемого внутреннего пространства, причем эта линия для отвода конденсата тоже проходит через указанную краевую выемку.

4. Холодильник и/или морозильник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что контур хладагента содержит по меньшей мере одну всасывающую линию, которая проходит от испарителя к компрессору контура хладагента и которая по меньшей мере на отдельных участках проходит по внешней стороне вакуумного изоляционного тела, соответственно, корпуса, и при этом по меньшей мере одна теплоизоляция всасывающей линии предусмотрена на одном участке или по всей длине всасывающей линии, проходящей по внешней стороне вакуумного изоляционного тела.

5. Холодильник и/или морозильник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что контур хладагента расположен в области дна агрегата.

6. Холодильник и/или морозильник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вакуумное изоляционное тело, а также корпус выполнены в форме короба, причем предпочтительно вакуумное изоляционное тело выполнено без отверстий.

7. Холодильник и/или морозильник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что пакет с прямоугольным дном и боковыми складками в области выемки имеет складки фольги, обеспечивающие избыток фольги, требуемый для образования углубления.

8. Способ изготовления холодильника и/или морозильника по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что полный контур хладагента выполняют как конструктивный узел, который устанавливают в корпус.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что контур хладагента при установке заполняют хладагентом, и/или контур хладагента устанавливают таким образом, что его всасывающая линия по меньшей мере на отдельных участках проходит в краевой выемке по п. 2.