Домашний холодильник Советский патент 1993 года по МПК F25D11/00 F25C1/12 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в компрессионных и адсорбционных домашних холодильниках. Изобретение представляет интерес в связи с возрастающим загрязнением водопроводной воды (органические и неорганические примеси, соли тяжелых ионов), либо ее отсутствием при наличии соленой воды и может найти применение в бытовых условиях.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей холодильника путем попутного производства талой облегченной по содержанию дейтерия воды при увеличении коэффициента рабочего времени.

На фиг.1 изображен домашний холодильник; на фиг.2 - электрическая схема холодильника.

Домашний холодильник содержит теп- лоизолированный шкаф 1 и холодильный агрегат, включающий последовательно соединенные в циркуляционный контур испаритель 2, размещенный в морозильном отделении 3, компрессор 4, конденсатор 5 и регулирующий орган 6. Холодильник снаб00

о

00

о VI VI

со

жен льдогенератором, установленным вне теплоизолированного шкафа 1 и содержащим подключенный трубопроводами 7 и 8 к циркуляционному контуру соответственно после конденсатора 5 и перед компрессором 4, плоский испаритель 9, размещенный в теплоизолированном кожухе 10, при этом в верхней части кожуха 10 установлена горизонтальная перегородка 11 с образованием зазора между ее кромками и стенками плоского испарителя 9. В кожухе 10 над перегородками 11 и под испарителем 9 ва- полнены приемный 12 и сборный 13 карманы сообщенные соответственно с линией 14 подачи исходной соленой воды и с линией 1Й отвода опресненной воды. На трубопроводе 7 перед испарителем 9 установлен дополнительный регулирующий орган 16, а на трубопроводе.8, предназначенном для подсоединения плоского испарителя 9 к компрессору 4, установлен соленоидный вентиль 17, а на линиях 14 и 15 подачи и отвода воды установлены соленоидные вентили 18 и 19. Трубопровод 8 для подсоединения плоского испарителя 9 к компрессору 4 имеет участок 20, расположенный в приемном кармане 12. Холодильник содержит теплообменник 21 и приемный бак 22 для соленой или водопроводной воды. Стенки кожуха 10 в средней части имеют перфорация 23. Внутри плоского испарителя 9 имеется трубка 24 ввода жидкого хладагента. Кожух 10 снабжен крышкой 25.

Электрическая схема данного домашнего холодильника состоит из электро- дваигателя 26, имеющего пусковую 27 и рабочую 28 обмотки и пусковое реле 29, токово-тепловое реле 30, выключатель 31 льдогенератора, терморегуляторов 32 опреснительного испарителя 9 и 33 испари- теляЯморозил ьного отделения хо ло- дильника, соленоидных вентилей 17 и 18, работающих от терморегулятора 32, реле времени 34, работающего на соленоидный вентиль 19, реле 35 и 36 защиты и с их нормально закрытыми контактами, электролампы 37 и выключатели 38 электролампы шкафа холодильника.

Холодильник работает следующим образом.

При закрытом вентиле 18 холодильник работает следующим образом: компрессор 4 сжимает пар агента, который конденсируется в конденсаторе 5, дросселируется в регулирующем органе 6 и испаряется в испарителе, производя холод для охлаждения и хранения пищевых продуктов в шкафу 1. При открытом вентиле 18 исходная соленая вода охлаждается в теплообменнике 21 до 5-6°С, поступает в приемный карман 12 исходной соленой воды, охлаждается от расположенного в нем участка 20 трубопровода для подсоединения плоского испарителя 9 к компрессору 4 до 1-2°С, затем через зазор

между горизонтальной перегородкой 11 и стенками плоского испарителя 9 стекает тонкой пленкой по наружной поверхности опреснительного испарителя 9.

При открытии вентиля 17 (одновремен0 но с открытием вентиля 18) компрессор 4 отсасывает пар агента из опреснительного испарителя 9, жидкий агент в этом испарителе вскипает при -20°С, замораживая тонкий слой воды на своей наружной повер5 хности. Незамороженная соленая вода (а расход опресненной воды в несколько раз больше воды, кристаллизуемой в лед) стекает в сборный карман 13 опресненной воды и затем через вентиль 19 и теплообменник

0 21 сбрасывается в канализацию. Через определенный период времени (определяемый расход воды, температурами исходной воды и кипения агента, теплопритоков из окружающей среды) щелевой зазор между

5 горизонтальной перегородкой 11 и наружной поверхностью испарителя 9 закупоривается льдом, который также покрывает наружную поверхность испарителя 9 толщиной 2-10 мм (внизу лед толще). В этот

0 момент закрываются вентили 18 и 17, прекращая подачу холодной исходной соленой воды в карман 12 и кипения агента в опреснительном испарителе 9. Лед на поверхности испарителя 9 за счет теплопритоков

5 через перфорацию 23 кожуха 10 постепенно тает, смывая рассол с межкристаллических полостей льда и опресняясь.

После растаиван.ия 30-60% льда и сброса этого расплава через вентиль 19 в кана0 лизацию, вентиль 19 закрывается. Лед, уже опресненный, тает, вода стекает в сборный карман 13 опресненной воды и затем, переливаясь по линии 15 отвода опресненной воды, поступает в накопитель опресненной

5 воды,

После оттаивания всего льда вентили 17, 18 и 19 открываются, и весь процесс повторяется.

При отсутствии водопроводной или ср- 0 леной воды работа холодильника производится следующим образом.

Открывается вентиль 17, агент внутри опреснительного испарителя 9 вскипает, конденсируя и замораживая водяные пары

5 из атмосферного воздуха, проникающего в льдогенератор через перфорацию 23. После накопления льда толщиной 3-Ю мм вентиль 17 закрывается, испаритель за счет тепло- притоков извне постепенно отепляется, лед тает. Первые порции расплава льда (10%),

загрязненные пылью, газовыми включениями, масляным туманом и.др., сливаются через вентиль 19 в канализацию, оставшаяся чистая вода поступает в накопитель опресненной воды.

Электрическая схема холодильника обеспечивает его работу следующим образом.

Терморегулятор 33 испарителя 2 морозильного отделения замыкает цепь электродвигателя 26 при повышении температуры термопатрона, прижатого к стенке испарителя, до (-4)-(-2)0С и разрывает эту цепь при понижении температуры до (-9)-(-8)0С. При работе испарителя 2 реле защиты 35 разрывает с вой нормально закрытый контакт в цепи автоматизации опреснительного испарителя 9, обеспечивая работу компрессора 4 только на охлаждение шкафа холодильника.

Таким образом до включения в цепь выключателя 31 домашний холодильник работает известным образом, т.е. только на охлаждение шкафа собственно холодильника.

При необходимости включения в работу льдогенератора включается в цепь электродвигателя 26 выключатель 31, При этом открывается соленоидный вентиль 19, а терморегулятора 32, настроенный на замы- хание цепи при повышении температуры до 1-3°С, замыкает токовые катушки соленоидных вентилей 17 и 18, открывая их, В этом случае при открытии всех соленоидных вентилей через льдогенератор обеспечивается проток исходной соленой или водопроводной воды и кипение агента в опреснительном испарителе. При намораживании льда на поверхности этого испарителя 9 и закупорки зазора между перегородкой 11 и наружной поверхностью опреснительного испарителя 9 проток исходной соленой или водопроводной воды через льдогенератор механически прекращается, теплоотвод от испарительного испарителя 9 существенно уменьшается и его стенки быстро охлаждаются до (-6)-(-8)°С. Настроенный на эти температуры терморегулятор 32 разрывает цепь электродвигателя 26, обесточивая катушки соленоидных вентилей 17 и 18 и катушку реле времени 34. Соленоидные вентили 17 и 18 закрываются сразу, а вентиль 19 закрывается только через определенный промежуток времени, определяемый настройкой реле времени 34. Этот промежуток времени значительный (0,5-1 ч), подобранный таким образом, чтобы за это время растаяло и стекло через вентиль 19 в канализацию 30-60% льда при работе на соленой воде и 5-10% льда при работе на водопроводной воде.

. После срабатывания реле времени обесточивается катушка соленоидного вентиля 19, он закрывается и опресненная вода накапливается в карман 13 опресненной воды

и затем переливается в накопитель опресненной воды. После растаивания всего льда температура стенки опреснительного испарителя 9 за счеттеплопритоков из окружающей среды повышается до 1-3°С, снова

0 включая терморегулятор 32. Все повторяется.

Реле 36 защиты при работе компрессора 4 на опреснительный испаритель разрывает свой контакт в цепи испарителя шкафа.

5 Таким образом испаритель 2 и опреснительный испаритель работают попеременно,

При замораживании водяных паров из атмосферного воздуха схема работает аналогично (исключение - через соленоидный

0 вентиль 18 вода не поступает: этот вентиль будет безработным в этом режиме.

Соленая вода, намороженная на поверхность испарителя, при расплавлении льда опресняется..

5 Приопреснении морской воды (2-3% солей) и при коэффициенте орошения не менее 3. кг/м-с. при количестве растаявшего льда 30-50% можно получить опресненную воду с остаточным солесодер0 жанием 0,05%.

При замораживании же водопроводной воды солесодержание которой колеблется от 0,05% до примерно 0,1 %, количество растаявшего льда, которое необходимо сбро5 сить в канализацию до отбора опресненной воды, составит не более 5-10%.

При замораживании конденсата водя- ных паров, выпавшего на холодной поверхности .испарителя (температура стенки

0 его ниже температуры точки росы), для получения очищенной воды также необходимо часть льда расплавить и сбросить в канализацию. Если этого не сделать, то пары бытовой атмосферы (продукты неполно5 го сгорания газовой плиты на кухне, где обычно стоит холодильник, ароматические компоненты, углекислота, масляные пары и т.д.), растворенные в конденсате, неминуемо перейдут в опресненную воду. ;

0 Величина зазора между горизонтальной перегородкой 11 и наружной поверхностью опреснительного испарителя 9 определяется как из эксплуатационных соображений, так и из соображений перевода

5 в лед не более 10% исходной соленой воды. Зазор менее 1 мм быстро закупоривается механическими примесями (ржавчиной, например), имеющимися в исходной соленой и водопроводной воде. При величине зазора более 5 мм нарушается тонкопленочное стекание исходной воды по наружной поверхности опреснительного испарителя 9 (не стекание, а кипение). Чистка этого зазора от грязи, а также его регулировка осуществляется при снятии крышки 25,

Талая вода полученная при плавлении льда, обладает повышенной биологической активностью. В талой воде меньше содержания дейтерия. Особенно это заметно, когда замораживается и отделяется от незамерзшей воды первые 10% льда. Расплав этого льда содержит большой изотоп кислорода 0 и меньше тяжелого изотопа водорода - дейтерия по сравнению с исходной водой. С увеличением относительного количества льда его изотопный состав приближается к изотопному составу воды.

В данном домашнем холодильнике коррекция талой опресненной воды по со- . держанию дейтерия (его уменьшение) осуществляется поддержанием такого теплового режима, при котором для заданного температурного диапазона работы холодильника (20°С в помещении, минус 20°С в испарителях) и расчетной поверхности опреснительного испарителя кристаллизуют не более 10% льда из исходного соленого раствора путем дозирования расхода этого раствора. Это дозирование,осуществляется зазором между перегородкой 11 (фиг. 1) и наружной стенкой опреснительного испарителя 9, высотой переливного бака 22. Величина этого зазора и высота переливного бака исходной воды над опреснительным испарителем и обеспечивает наряду с фиксированным тепловым режимом работы опреснительного испарителя необходимый фиксированный расход исходной соленой воды и ее 10%-ное превращение в лед.

Данное изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей холодильника, поскольку кроме присущей, всем холодильникам функции - создания пониженных температур в камерах для продуктов - возможно обеспечить получение

талой облегченной по содержанию дейтерия воды при увеличении коэффициента рабочего времени,

Формулаизобретения

1. Домашний холодильник, содержащий теплоизолированный шкаф и холодильный агрегат, включающий последовательно соединенные в циркуляционный контур испаритель, компрессор, конденсатор и регулирующий орган, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей холодильника путем попутного производства талой облегченной по

содержанию дейтерия воды при увеличении коэффициента рабочего времени, холодильник снабжен льдогенератором, установленным вне теплоизолированного шкафа и содержащим подключенный трубопроводами к циркуляционному контуру после конденсатора и перед компрессором плоский испаритель, размещенный в теплоизолиро- ванном кожухе, при этом в верхней части кожуха установлена горизонтальная перегородка с образованием зазора между ее кромками и стенками плоского испарителя, и в кожухе под перегородкой и под испарителем выполнены приемный и сборный кар- маны, сообщенные соответственно с

линией подачи исходной соленой воды и с линией отвода опресненной воды, причем на трубопроводе перед плоским испарителем установлен дополнительный регулирующий орган, а на трубопроводе для

подсоединения плоского испарителя к компрессору и на линиях подачи и отвода воды установлены соленоидные вентили.

2. Холодильник по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что трубопровод для подсое- динения плоского испарителя к компрессору, имеет участок, расположенный в приемном кармане.

3. Холодильник по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что стенки кожуха в средней части выполнены перфорированными.

(ригг

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в компрессионных и адсорбционных домашних холодильниках. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей холодильника путем попутного производства талой облегченной по содержанию дейтерия воды при увеличении коэффициента рабочего времени. При работе холодильника в режиме захолаживания производится намораживание льда на поверхности плоского опреснительного испарителя 9. При открытом вентиле 18 соленая или водопроводная вода поступает из бака 22 по трубопроводу 14 в приемный карман 12 и, стекая через зазор между горизонтальной перегородкой 11 и наружной поверхностью плоского испарителя, тонкой пленкой намораживается на ней. Незамороженная соленая вода стекает в сборный карман 13. После перекрывания льдом зазора отключаются вентили 18 и 17, производится оттайка льда. После растаивания и сброса части расплава с частью рассола в канализацию остальная часть льда тает и стекает в сборный карман. При отсутствии водопррводной или соленой воды на поверхности испарителя 3 производится намораживание водных паров из атмосферного воздуха, проникающего в льдогенератор через перфорацию 23.-В талой воде, полученной при плавании льда, пониженное содержание дейтерия, она обладает повышенной биологической активностью. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. Ё

Редактор Т. Федотов

Составитель И. Шабалина Техред М.Моргентал

Корректор Н. Король