CN101903715A - 用于冷却装置的冷凝器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及尤其适用于冷却装置(例如冰箱或冷冻机)的冷凝器。根据本发明，所述冷凝器(10)包括传导冷却剂的冷凝管(20)以及传导冷却介质以对冷凝管(20)进行冷却的第二管(40)。第二管(40)布置在冷凝管(20)的外侧，并与冷凝管(20)处于热传导接触。根据本发明的冷凝器(10)具有以尤其高的能量效率的方式进行操作的优点。

Description

用于冷却装置的冷凝器
技术领域
本发明涉及一种用于冷却装置(尤其是用于冰箱或冷冻机)的冷凝器，其包括传导冷却剂的冷凝管和传导冷却介质以冷却冷凝管的第二管。本发明还涉及一种具有相应冷凝器的冷却装置。
背景技术
冷却装置在低温度范围从某一空间(通常是冷却装置的内部)吸取热量，以将其散发到具有更高温度范围的空间(通常是冷却装置周围的空间)。通过利用蒸发过程的特殊能量强度的循环过程来进行这种热传导。在该回路中，冷凝器的任务是在高压下冷却热气态冷却剂，由此使其凝结。最终的凝结操作产生进一步的热量。因较热的冷却剂与更冷的周围环境之间的温度差而导致在冷凝器中发生热消散。
目前可利用的冷却装置的冷凝器特点在于，它们通过周围空气在管回路中传导热的冷却剂，并使得借助向周围环境的对流穿过管壁从冷却剂中传导的热量消散。对外部空气的自然对流通常仅等于5W/m2K，因此需要大的表面传导带走所产生的热量。
因此，通常通过借助于散热片或导线而增大相关的热散发表面，来帮助完成热消散，所述散热片或导线固定在管上使得它们通过热传导使来自管材的热量消散并通过它们自己的表面将热量散发到周围环境中。这种热量排放的低效率意味着需要较大的表面并由此占用大量的空间。采用强制对流的方案，换句话说例如利用风扇提高经过冷凝器的空气速度，提高了冷却效率但仍然不能产生最佳方案。
还必须考虑到冷却装置的能量消耗是第一重要的，这不仅出于经济的原因而且还出于环保的考虑。为了降低冷却回路中的能量需要，有必要达到可行的最低冷凝温度。这一点可以通过改进冷凝器的冷却来实现。
例如从EP 0 583 152 A1中已知一种用于冷却搁架的水冷式冷凝器。然而该方案需要其自身的冷却水回路。US 2003/0159458 A1描述了一种冷凝器，其具有由空气和水所冷却的部分，在该部分中水被喷洒在冷凝器上并蒸发进一步以达到空气流动的效果。然而，在该过程中剩余的蒸发水会留在冷凝器上。
还从DE 15 01 036 A1中已知，根据管路原理的管来布置冷凝器盘管，其对在水管内得到冷却的冷却剂进行输送，并以这种方式对其进行冷却。可以从公共供水网中供给冷却水。然而，该方案因其复杂的结构而被证明是不理想的。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷凝器，其中利用该冷凝器至少部分地克服现有技术中已知的缺点，并且该冷凝器可采用最大能量效率的结构。
通过权利要求1所述的冷凝器和权利要求10所述的冷却装置实现该目的。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题。
由于用于冷却冷凝管的第二管从包含冷却介质的第一储存器中得到供给，因此其与已知的方案相比是开放的冷却水回路。这一方案的主要优点在于，冷凝器或装有该冷凝器的冷却装置不需要使冷却介质冷却的设备。一般地也不需要用于冷却介质的泵，因为冷却介质可以凭借重力从位于上方的储存器流动。
本发明利用的原理是冷却装置目前常规的对流冷却已可确保通过冷凝器实现相对较高效率的热消散，使得利用冷却介质的附加冷却(如本发明所设置的那样)不必连续地被使用。因此，冷却介质可以按照需要地从第一储存器中供给，而无需回到回路中。
包含冷却介质的第一储存器优选是水储存器。第一水储存器可以是水箱，例如雨水收集器。然而第一水储存器尤其优选是水回路，例如饮用水管网。这一方案的优点在于，可以获得无限量的相对较冷的管输送水，其另外地在足够压力下无需泵而流过第二管。通过采用通常已经具有的饮用水管路，例如无需布置或装配其他水传导设备。现代的冷却装置还经常具有水供给装置以产生冰或冷却水以及具有出水口。频繁出现在冷却装置上的这些连接件可以被用于供给第二管以冷却着冷凝器。
第二管的出流端优选与流出口或第二储存器相连。在此流出口例如指的是建筑的出水口。第二储存器例如可以是水箱，其他消耗情况例如厕所冲洗从其中得到供给。如果第二管从饮用水管网中得到供给，则还可以将冷却水供给回到出流端处的饮用水供给设备内。这一备选方案的优点在于不会消耗任何水。冷却水应该在其被供给回到饮用水管网之前可选择地通过泵达到所需的水压。
由于第二管布置在外侧并与冷凝管处于热传导接触，因此冷凝器以简单的方式形成并且还在高的能量效率方式下操作。第二管优选沿着并平行于冷凝管布置，但其还可以以螺旋方式绕其而过。其优选符合冷凝管的基本形式，例如两个管都被构造成盘管。“热传导接触”指的是一种可以从冷凝管到第二管进行热传导的接触。这种热传导可以通过两个管之间的直接接触来进行或者通过布置在管之间的热传导中间部分(例如通过粘合剂)来进行。热传导接触优选存在于两个管中每个的至少一定长度上，尤其优选是在冷凝管的基本上整个长度上。第二管和冷凝管优选尤其通过材料配合在它们至少一定长度上相互连接，尤其是焊接、粘结或钎焊在一起。另一种类型的连接也是可行的，例如第二管也可以通过压配合，例如通过优选有效的热传导夹具，而被固定在冷凝管上。
截止装置，尤其是阀，优选是计量阀和/或止回阀，优选被布置在第二管的出流端的区域上。其通过调节机构致动，并确保冷却介质仅在需要时进行流动。
第二管和冷凝管优选具有至少大致相等的内径。冷却介质则以与冷却剂大致相等、但方向相反的流速流动。
在一种优选实施方式中，冷凝管和第二管都与散热片、肋和/或导线永久相连，尤其是焊接在一起，以提高散热。
本发明还涉及一种冷却装置，尤其是冰箱或冷冻机，其装有上述冷凝器。这种冷却装置尤其优选是家用设备。然而，被用于商业用途的冷却搁架等也可具有上述装置。
如上所述，在本发明的优选实施方式中，阀被布置在第二管的出流端的区域上。对于该实施方式，温度传感器优选也存在于冷却装置上以测量冷却装置的冷藏室中的温度，并且调节机构接收着温度传感器所测定的温度并在温度升高到特定第一值以上的情况下打开阀以及在温度下降到特定第二值以下的情况下闭合阀。这样确保冷却介质不会一直流动。调节温度应该被设定为使得与冷却介质的消耗相关的成本小于通过冷凝器的更低能量消耗所节省的成本。对于一般家用致冷装置，阀仅在例如大致0.5％-30％尤其优选是大致1％-5％的时间里打开。
冷凝器优选被放置成使得其在不具有通过冷却介质实现冷却的情况下也可以发挥作用，从而为消费者提供显著的可靠性。如果冷却系统失效，则冷凝器的能量消耗会简单地增大。
如果另外设置的第二管也与冷却装置的压缩器处于热传导接触尤其是绕其而过，则能量效率会进一步提高。
附图说明
下文参照示意图基于优选示例性实施方式更详细地描述本发明，图中：
图1表示本发明冷凝器的第一示例性实施方式的侧视图，以及
图2表示本发明冷凝器的第二示例性实施方式的侧视图。
具体实施方式
在附图的描述中，相同的附图标记表示同一或相应元件。
根据第一实施方式的冷凝器10包括曲折形式的冷凝管(下文被称为冷凝器盘管20)，其输送来自冷却装置内部的受热冷却剂。冷凝器盘管20以良好热接触方式被紧固(优选焊接)在导线或散热片22的网路上，并因此可以向导线或散热片22散发热量，在这一过程中冷凝器盘管20和导线或散热片22通过对流得到冷却。
冷却得到进一步改进就在于，从第一水储存器(尤其是从饮用水管网)中得到供给的冷却水盘管40沿冷凝器盘管20经过并与其接触。通过将冷凝器盘管20焊接在冷却水盘管20上，可以实现特别有效的热接触并因此实现尤其有效的热传递。
在图1所示的实施方式中冷却盘管40的出流端42的区域上，设置有阀44——例如电磁阀，从而能够设定或调节穿过冷却盘管40的水流动。如果在冷却盘管40的出流端42排出的水被导入排水系统内，则该措施可以使水消耗降至最少。
备选地，在冷却盘管40的出流端42排出的水还可以被供给回到饮用水管网内或第二水储存器(未示出)内，从而不会不必要地消耗水。已经得到加热的水(例如热水供给)的其他用途甚至进一步提高了本发明的冷凝器10已经有利的能量平衡表。
在根据图2所示的第二实施方式中，冷却盘管40另外地绕作为冷却装置的致冷系统的一部分的压缩器50缠绕，并因此也对其进行冷却。因而，其不再必须得到专门冷却或至少不是在相同程度下，这样进一步降低了操作冷却装置的能量成本。
附图标记列表
10 冷凝器
20 冷凝器盘管
22 导线
30 冷却剂
40 冷却盘管
42 出流端
44 计量阀
50 压缩器

Claims (12)

1.一种用于冷却装置、尤其是用于冰箱或冷冻机的冷凝器(10)，包括用于传导冷却剂的冷凝管(20)和用于传导冷却介质以对冷凝管(20)进行冷却的第二管(40)，其特征在于，所述第二管(40)被布置在冷凝管(20)外侧并与冷凝管(20)处于热传导接触。
2.如权利要求1所述的冷凝器(10)，其特征在于，第二管(40)从包含有冷却介质的第一储存器中得到供给。
3.如权利要求2所述的冷凝器(10)，其特征在于，包含有冷却介质的第一储存器是水回路，尤其是饮用水管网。
4.如在前权利要求中的一项所述的冷凝器(10)，其特征在于，第二管(40)的出流端(42)与流出口或与第二储存器相连。
5.如权利要求1-3中的一项所述冷凝器(10)，其特征在于，第二管(40)的出流端(42)与第一储存器相连，以将冷却介质供给回到第一储存器内。
6.如在前权利要求中的一项所述的冷凝器(10)，其特征在于，冷凝管(20)和第二管(40)被布置成使得它们可利用压配合或材料配合在它们的至少一定长度上进行相互连接。
7.如权利要求6所述的冷凝器(10)，其特征在于，冷凝管(20)和第二管(40)在它们的至少一定长度上被焊接或钎焊在一起。
8.如在前权利要求中的一项所述的冷凝器(10)，其特征在于，截止装置尤其是阀(44)被布置在第二管(40)的出流端(42)的区域上。
9.如在前权利要求中的一项所述的冷凝器(10)，其特征在于，冷凝管(20)和/或第二管(40)与散热片、肋和/或导线(22)永久性相连，尤其是焊接在一起，以提高散热。
10.一种冷却装置，尤其是一种冰箱或冷冻机，其特征在于包括如在前权利要求中的一项所述的冷凝器(10)。
11.如权利要求10所述的冷却装置，其特征在于，阀(44)被布置在第二管(40)的出流端(42)的区域上，在冷却装置上具有温度传感器以便测量在冷却装置的冷藏室中的温度，同时调节设备接收着由温度传感器所测得的温度，并且在温度升高到特定第一值以上的情况下打开阀(44)以及在温度下降到特定第二值以下的情况下闭合阀(44)。
12.如权利要求10或11所述的冷却装置(10)，其具有压缩器(50)，其特征在于，第二管(40)也被布置成与压缩器(50)处于热传导接触。
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