КОНТУР ЦИРКУЛЯЦИИ ОХЛАЖДАЮЩЕГО СРЕДСТВА ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОГО И/ИЛИ МОРОЗИЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2020 года по МПК F25B39/00 F25D11/00 

Данное изобретение относится к контуру циркуляции охлаждающего средства для холодильного и/или морозильного аппарата, по меньшей мере, с одним корпусом и, по меньшей мере, с одной расположенной в корпусе охлажденной внутренней камерой, причем контур циркуляции охлаждающего средства имеет, по меньшей мере, один испаритель и, по меньшей мере, один конденсатор, а также, по меньшей мере, один компрессор.

Подобные контуры циркуляции охлаждающего средства известны из уровня техники.

Они служат для охлаждения охлажденной внутренней камеры холодильного или морозильного аппарата, причем охлаждение производится испарителем, в котором испаряется охлаждающее средство. Выведенное таким образом из охлажденной внутренней камеры тепло выдается конденсатором, как правило, в окружающую среду.

В основе данного изобретения лежит задача усовершенствовать контур циркуляции охлаждающего средства указанного вначале типа таким образом, что достигается особенно эффективное исполнение контура циркуляции охлаждающего средства.

Эта задача решается с помощью контура циркуляции охлаждающего средства согласно признакам пункта 1 формулы изобретения. В соответствии с ними предусмотрено, что конденсатор частично или полностью расположен в жидкостной ванне, которая, по меньшей мере, частично поглощает тепло конденсации во время работы контура циркуляции охлаждающего средства, то есть во время работы компрессора.

Предпочтительно предусмотрено, что, говоря о жидкости в жидкостной ванне, речь идет о воде.

Жидкостная ванна выполнена таким образом, что отходящее тепло конденсатора распределяется в жидкостной ванне посредством естественной или же вынужденной конвекции.

Предпочтительно предусмотрено, что жидкостная ванна имеет первую поверхность передачи тепла от конденсаторов в жидкость жидкостной ванны и вторую поверхность передачи тепла от жидкости в дальнейшую несущую тепло среду. При этом предпочтительно предусмотрено, что вторая поверхность передачи тепла больше, чем первая поверхность передачи тепла.

Говоря о дальнейшей передающей тепло среде, речь может идти о воздухе. Этот воздух может предпочтительно посредством вынужденной конвекции, то есть нагнетания вентилятором, подаваться вдоль второй поверхности передачи тепла, вследствие чего обеспечен наиболее эффективный отвод тепла.

В этом случае тепло передается таким образом не напрямую от конденсатора в воздух, а опосредованно через жидкостную ванную, соответственно, через находящуюся в ней жидкость.

Далее может быть предусмотрено, что конденсатор и/или испаритель контура циркуляции охлаждающего средства выполнен в виде трубы.

Жидкостная ванна предпочтительно имеет один или несколько каналов, через которые может протекать воздух, предпочтительно окружающий воздух.

Благодаря данному изобретению возможно использовать компрессор, который не имеет регулировки числа оборотов, соответственно, частотной регулировки, а может работать лишь с постоянным числом оборотов.

Конденсатор может быть расположен в или на среде аккумулирования скрытого тепла, так что выделяющийся холод испарения поглощается во время работы контура циркуляции охлаждающего средства, по меньшей мере, частично в аккумуляторе скрытого тепла.

Возможно, что, по меньшей мере, 50 процентов испарителя имеют расстояние < 15 мм от среды аккумулирования скрытого тепла.

Далее возможно, что испаритель находится в непосредственном соединении со средой аккумулирования скрытого тепла, соответственно, погружен в нее.

В одном дальнейшем варианте осуществления изобретения среда аккумулирования скрытого тепла имеет, по меньшей мере, одну первую поверхность передачи тепла от испарителя в среду аккумулирования скрытого тепла, а также вторую поверхность передачи тепла от среды аккумулирования скрытого тепла в дальнейшую несущую тепло среду, в частности в воздух в охлажденной внутренней камере.

Также в этом случае предпочтительно предусмотрено, что вторая поверхность передачи тепла больше, чем первая поверхность передачи тепла.

Для подачи охлажденного на испарителе воздуха предусмотрен предпочтительно, по меньшей мере, один вентилятор.

Могут иметься средства управления, которые выполнены для того, чтобы управлять вентилятором таким образом, что его частота вращения зависит от разности температур между охлажденной внутренней камерой и средой аккумулирования скрытого тепла.

Далее может быть предусмотрено, что имеются средства управления, которые выполнены для того, чтобы управлять компрессором таким образом, что он приводится в действие в зависимости от температуры среды аккумулирования скрытого тепла, причем компрессор включается при превышении определенной температуры выше температуры плавления среды аккумулирования скрытого тепла.

Средства управления могут быть выполнены таким образом, что компрессор остается включенным в течение заданного промежутка времени.

Далее возможно, что имеются средства управления, которые выполнены для того, чтобы управлять компрессором таким образом, что он включается, если превышается определенная температура в охлажденной внутренней камере, и вентилятор работает при максимальной частоте вращения.

Данное изобретение относится далее к холодильному и/или морозильному аппарату, по меньшей мере, с одним контуром циркуляции охлаждающего средства согласно одному из пунктов 1-13 формулы изобретения.

Предпочтительно, если контур циркуляции охлаждающего средства установлен в виде предварительно смонтированного узла на холодильном и/или морозильном аппарате.

Дальнейшие подробности и преимущества изобретения разъясняются более подробно на основе изображенного на чертежах примера осуществления.

На чертежах показано:

фиг.1 - схематичный вид в продольном разрезе нижней части соответствующего изобретению холодильного и/или морозильного аппарата; и

фиг.2 - дальнейший схематичный вид в продольном разрезе по линии A-A разреза на фиг.1.

Фиг.1 показывает ссылочной позицией 10 корпус холодильного, соответственно, морозильного аппарата согласно изобретению.

Корпус имеет внутреннюю емкость 12, а также внешнюю оболочку 14. Между ними находится теплоизоляция, которая, как и общепринятая теплоизоляция, может состоять, например, из пенополиуретана или же из полной вакуумной изоляции.

При этом под полной вакуумной изоляцией в рамках данного изобретения предпочтительно понимается, что корпус и/или запорный элемент аппарата состоит более чем на 90% изоляционной поверхности из сплошного пространства вакуумной изоляции.

Предпочтительно кроме полной вакуумной изоляции дальнейшие теплоизоляционные материалы отсутствуют.

Обычно оболочка пленочного мешка является антидиффузионной оболочкой, благодаря которой ввод газов в пленочный мешок сокращен настолько, что обусловленное вводом газов увеличение теплопроводности возникающего тела вакуумной изоляции достаточно незначительно в течение его срока службы.

В качестве срока службы следует устанавливать, например, промежуток времени в 15 лет, предпочтительно в 20 лет и наиболее предпочтительно в 30 лет. Предпочтительно обусловленное вводом газов увеличение теплопроводности тела вакуумной изоляции находится в течение его срока службы < 100% и наиболее предпочтительно < 50%.

Предпочтительно удельная относительно площади интенсивность прохождения газа оболочки составляет < 10^-5 мбар*I/с*м² и наиболее предпочтительно < 10^-6 мбар*I/с*м² (измеренная по ASTM D-3985). Эта интенсивность прохождения газа относится к азоту и кислороду. Для других типов газов (в частности для водяного пара) существуют также низкие интенсивности прохождения газа предпочтительно в диапазоне < 10^-2 мбар*I/с*м² и наиболее предпочтительно в диапазоне < 10^-3 мбар*I/с*м² (измеренные по ASTM F-1249-90). Предпочтительно благодаря этим низким интенсивностям прохождения газа достигаются вышеуказанные незначительные увеличения теплопроводности.

Говоря о вышеуказанных значениях, речь идет о примерных, предпочтительных указаниях, которые не ограничивают изобретение.

Полная вакуумная изоляция может иметься в корпусе и/или в запорном элементе, как например двери 100 или откидной крышке.

Контур циркуляции охлаждающего средства включает в себя компрессор 20, конденсатор 22, капилляр 23 и испаритель 25, а также проходящую между компрессором 20 и конденсатором 22 линию 21 и проходящую между испарителем 25 и компрессором 20 всасывающую линию.

Эти компоненты образуют совместно C-образный узел, который в предварительно смонтированном состоянии устанавливается на корпус. К этому узлу относится далее вентилятор 26, который имеет своей задачей подавать охлажденный испарителем воздух 26 в охлажденную внутреннюю камеру.

К узлу могут относиться другие исполнительные элементы, в частности клапаны и/или управляющие или регулирующие элементы, которые управляют или регулируют работу контура циркуляции охлаждающего средства.

Конденсатор 22 выполнен в виде трубопровода, который проходит в водяной ванне 22`.

Испаритель 25 также выполнен в виде трубопровода, который проходит в аккумуляторе 25` скрытого тепла.

В водяной ванне 22` устанавливается благодаря отходящему теплу конденсатора конвекция, которая отходящее тепло конденсатора направляет в ванну и одновременно переносит на большую поверхность теплообменника. Эта конвекционная связь необходима, так как посредством чистой теплопередачи достаточная связь с жидкостной ванной не может осуществляться, без того чтобы либо длина конденсатора становилась излишне высокой, либо конструкция конденсатора становилась, например, благодаря тонким накладкам излишне сложной.

На стороне испарителя находится PCM-резервуар (PCM=Phase change material - материал с обратимыми фазами).

Как следует из вида в разрезе согласно фиг.2, трубы конденсатора 22, а также трубы испарителя 25 проходят по большей части внутри водяной ванны в теплообменнике 22`, соответственно, по большей части в теплообменнике, соответственно, аккумуляторе 25` скрытого тепла.

Теплообменник 22 имеет множество каналов 30, через которые при помощи одного или нескольких вентилятором протекает воздух. Таким образом, возможен эффективный отвод отходящего тепла конденсатора из ванны.

Испаритель 25 расположен в аккумуляторе 25` скрытого тепла, который буферизирует выделяющийся холод испарителя во время работы компрессора.

Поверхность трубопроводов испарителя и конденсатора меньше, чем поверхности теплообменников 22` и 25` относительно воздуха, который обтекает теплообменники.

Ссылочная позиция 24 на фиг.2 обозначает всасывающую линию от испарителя к компрессору. Она проходит через расположенное со стороны края углубление R в корпусе, соответственно, в теле вакуумной изоляции. Всасывающая линия и углубление изолированы, соответственно, закрыты обычным теплоизоляционным средством, как например, пенополиуретаном.

Настоящее изобретение относится к контуру циркуляции охлаждающего средства для холодильного и/или морозильного аппарата, по меньшей мере, с одним корпусом и, по меньшей мере, с одной расположенной в корпусе охлажденной внутренней камерой, причем контур циркуляции охлаждающего средства имеет, по меньшей мере, один испаритель и, по меньшей мере, один конденсатор, а также, по меньшей мере, один компрессор, причем конденсатор частично или полностью расположен в жидкостной ванне, которая, по меньшей мере, частично поглощает тепло конденсации во время работы контура циркуляции охлаждающего средства. Технический результат заключается в усовершенствовании контура циркуляции охлаждающего средства указанного типа так, что обеспечивается повышение эффективности работы контура циркуляции охлаждающего средства. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Контур циркуляции охлаждающего средства для холодильного и/или морозильного аппарата с по меньшей мере одним корпусом и с по меньшей мере одной расположенной в корпусе охлажденной внутренней камерой, причем контур циркуляции охлаждающего средства имеет по меньшей мере один испаритель и по меньшей мере один конденсатор, а также по меньшей мере один компрессор,

причем конденсатор частично или полностью расположен в жидкостной ванне, которая по меньшей мере частично поглощает тепло конденсации во время работы контура циркуляции охлаждающего средства,

причем испаритель расположен в или на среде аккумулирования скрытого тепла, так что выделяющийся холод испарения поглощается во время работы контура циркуляции охлаждающего средства по меньшей мере частично в аккумуляторе скрытого тепла.

2. Контур циркуляции по п.1, отличающийся тем, что в случае жидкости в жидкостной ванне речь идет о воде, и/или что жидкостная ванна выполнена таким образом, что отходящее тепло конденсатора распределяется в жидкостной ванне посредством естественной или вынужденной конвекции.

3. Контур циркуляции по п.1 или 2, отличающийся тем, что жидкостная ванна имеет первую поверхность передачи тепла от конденсатора в жидкость жидкостной ванны и вторую поверхность передачи тепла от жидкости в дальнейшую несущую тепло среду.

4. Контур циркуляции по п.3, отличающийся тем, что вторая поверхность передачи тепла больше, чем первая поверхность передачи тепла, и/или что в случае дальнейшей передающей тепло среды речь идет о воздухе, причем имеются предпочтительно средства подачи, при помощи который воздух подается вдоль второй поверхности передачи тепла.

5. Контур циркуляции по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что конденсатор и/или испаритель выполнен в виде трубы.

6. Контур циркуляции по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что жидкостная ванна имеет один или несколько каналов, через которые может протекать воздух, предпочтительно окружающий воздух.

7. Контур циркуляции по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что компрессор не имеет частотной регулировки.

8. Контур циркуляции по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что по меньшей мере 50% испарителя имеет расстояние < 15 мм от среды аккумулирования скрытого тепла.

9. Контур циркуляции по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что среда аккумулирования скрытого тепла имеет, по меньшей мере, одну первую поверхность передачи тепла от испарителя в среду аккумулирования скрытого тепла, и что среда аккумулирования скрытого тепла имеет, по меньшей мере, одну вторую поверхность передачи тепла от среды аккумулирования скрытого тепла в дальнейшую несущую тепло среду.

10. Контур циркуляции по п.9, отличающийся тем, что вторая поверхность передачи тепла больше, чем первая поверхность передачи тепла, и/или что в случае дальнейшей передающей тепло среды речь идет о воздухе, причем имеются предпочтительно средства подачи, при помощи которых воздух подается вдоль второй поверхности передачи тепла.

11. Контур циркуляции по п.10, отличающийся тем, что в случае средств подачи речь идет, по меньшей мере, об одном вентиляторе, и что имеются средства управления, которые выполнены для того, чтобы управлять вентилятором таким образом, что его частота вращения зависит от разности температур между охлажденной внутренней камерой и средой аккумулирования скрытого тепла.

12. Контур циркуляции по п.10 или 11, отличающийся тем, что в случае средств подачи речь идет, по меньшей мере, об одном вентиляторе, и что имеются средства управления, которые выполнены для того, чтобы управлять вентилятором таким образом, что его частота вращения зависит от температуры охлажденной внутренней камеры.

13. Контур циркуляции по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что имеются средства управления, которые выполнены для того, чтобы управлять компрессором таким образом, что он приводится в действие в зависимости от температуры среды аккумулирования скрытого тепла, причем компрессор включается предпочтительно при превышении определенной температуры выше температуры плавления среды аккумулирования скрытого тепла.

14. Контур циркуляции по п.13, отличающийся тем, что средства управления выполнены таким образом, что компрессор остается включенным в течение заданного промежутка времени.

15. Контур циркуляции по любому из пп.11-14, отличающийся тем, что имеются средства управления, которые выполнены для того, чтобы управлять компрессором таким образом, что он включается, если превышается определенная температура в охлажденной внутренней камере, и вентилятор работает при максимальной частоте вращения.

16. Холодильный и/или морозильный аппарат с, по меньшей мере, одним контуром циркуляции охлаждающего средства по любому из пп.1-15.

17. Холодильный и/или морозильный аппарат по п.16, отличающийся тем, что контур циркуляции охлаждающего средства установлена в виде предварительно смонтированного узла на холодильном и/или морозильном аппарате.