CN102239375B - 包括多个隔间的制冷器具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制冷器具，所述制冷器具包括设计用于两个不同存储温度的至少两个隔间(2，3)。制冷器具具有分支制冷回路，制冷回路的第一支路(15)经由温度较高隔间(3)的蒸发器(5)导向且第二支路(18)经由温度较低隔间(2)的蒸发器(4)导向。温度较低隔间(2)的蒸发器(4)包括两个管件(16，19)，第一支路(15)中的第一管件(16)安装在温度较高隔间(3)的蒸发器(5)上游，第二管件(19)与第二支路(18)相关。

Description

包括多个隔间的制冷器具
技术领域
本发明涉及制冷器具、尤其家用冰箱，其包括设计用于不同存储温度的至少两个隔间。这种器具也已知为冰箱/冷藏箱，通常具有正常制冷隔间和冷藏室隔间；例如，还可存在零度隔间或冷冻隔间。
背景技术
在这类简易器具中，指定给相应隔间的蒸发器串联连接到制冷剂回路中。制冷功率到隔间的分布由器具的设计固定并且例如取决于蒸发器在制冷剂回路中的顺序及其相对尺寸。如果制冷功率分布对应于隔间的制冷需求，那么在多个隔间中获得可用温度，即使在制冷剂回路控制基于在一个隔间中测量的温度是唯一可能的情况下也是如此。然而，当例如由于不正常环境温度而导致隔间的制冷需求比变化时，这将导致隔间的不足够或过量冷却。
在具有串联连接蒸发器的制冷剂回路中，正常制冷隔间的蒸发器通常设置在该冷藏室隔间的蒸发器上游。在回路空转阶段中，在正常制冷隔间的蒸发器中蒸发的制冷剂使得冷藏室隔间蒸发器中的温度较低制冷剂向下游流动，导致至冷藏室隔间的不期望热量输入。
为了能够彼此独立地控制冰箱中两个或多个隔间的温度，有必要为每个隔间指定其自身的制冷剂回路(这包括可观的成本)或者产生分支制冷剂回路，其中不同隔间的蒸发器设置在制冷剂回路的多个彼此平行支路中，提供阀用于可选地将制冷剂施加给一个或另一个支路。
虽然该方法比具有分离制冷剂回路更便宜，但是在支路之间出现相互作用，这会降低制冷剂回路的效率。例如当向冷隔间(例如，冷藏室隔间)的蒸发器施加制冷剂一定时间并且隔间达到终止供应制冷剂的低温时，液态制冷剂在所述隔间的蒸发器中被存储长时间而不会循环。如果在终止向冷隔间供应制冷剂之后就必须冷却诸如正常制冷隔间的温度较高隔间时，为此目的仅小量的制冷剂可用。在制冷剂回路中得到仅低压，且效率差。直到在冷隔间的蒸发器中制冷剂的大部分再次蒸发并且返回到回路中才开始改善。然而，这需要增加温度较低隔间中的温度，即只要获得允许有效操作的制冷剂操作压力，在这之后在温度较低隔间中就再次需要冷却。因此，对于制冷剂回路操作时间的可观部分削弱了制冷剂回路的效率。
发明内容
本发明的目的在于产生一种制冷器具，所述制冷器具具有设计用于不同存储温度的至少两个隔间，藉此使用简单设计的制冷剂回路可以良好效率来实现隔间的独立冷却。
在具有至少两个隔间和分支制冷剂回路的制冷器具的情形中，其中第一支路经由温度较高隔间的蒸发器布管且第二支路经由温度较低隔间的蒸发器布管，该目的通过包括两个制冷剂管件的温度较低隔间的蒸发器来实现，在第一支路中的第一管件连接到温度较高隔间的蒸发器上游，而第二管件与第二支路相关。
该设计使得可能仅在向第一支路施加制冷剂会导致温度较高隔间过冷时将制冷剂施加到第二支路。在一个方面，这降低了制冷剂被施加到第二支路的频率且由此液态制冷剂可在所述应用结束时保留在蒸发器中；在另一方面，由于当存在温度较高隔间过冷的风险时仅需要使用第二支路，存在在制冷剂被施加到第二支路之后就需要温度较高隔间的冷却以及仅制冷剂的次优量可用于施加到第一支路的低可能性。
为了最小化可留存在第二支路中的液态制冷剂的量，第二支路的体积优选地被选择小于第一支路的体积。
根据本发明的替代性实施例，提供的是，第二支路的体积被选择大于第一支路的体积。结果是，温度较低隔间被冷却得快得多。
尤其当第二支路的体积小于第一支路的体积时，可出现制冷剂在穿过第二支路时不完全蒸发的问题。如果液态制冷剂达到制冷剂回路的压缩机，那么压缩机不能正确操作并且存在损坏压缩机的风险。因此，制冷剂贮存器被方便地提供在制冷剂回路的低压区域中，以便在液态制冷剂达到压缩机之前捕获任何该液态制冷剂。
制冷剂贮存器优选地设置在两个支路的接合处下游，使得可能收集在其中的液态制冷剂可蒸发并返回至回路中，即使制冷剂仅在第一支路而不在第二支路中循环时也是如此。
制冷剂贮存器优选地在升高方向流动通过，使得存储在其中的制冷剂不能以液态形式溢出。
两个管件优选地均匀布置在温度较低隔间的蒸发器表面上，以便实现均匀冷却效果，与蒸发器由在第一还是第二支路中循环的制冷剂冷却无关。
两个支路优选地每个均具有节流点。因此，用于将制冷剂施加到两个支路中任一个的阀可设置在制冷剂回路的高压区域中，可使用具有小流量截面的紧凑和便宜阀。
在温度较低隔间的蒸发器上的第一制冷剂管件的长度优选地被计算为小于第二制冷剂管件的长度或者等于第二制冷剂管件的长度。
附图说明
从示例性实施例的下述说明结合附图将显现本发明的其它特征和优势，在附图中：
图1示意性地描述了在冰箱冷藏室中的制冷回路。
具体实施方式
图1示出了制冷器具的柜体1的简单示意性前视图，所述柜体包括位于定位在正常制冷隔间3下方的冷藏室隔间2。蒸发器4、5设置在两个隔间2、3中，配置在正常制冷隔间3中的蒸发器5实施为板式蒸发器并且设置在所述制冷隔间的后壁上；而设置在冷藏室隔间2中的蒸发器4可实施为例如鳍式蒸发器。蒸发器4、5连接到制冷回路中，所述制冷回路还包括压缩机6、冷凝器7、方向阀8、两个毛细作用管9、10以及蒸汽拱顶11。
在方向阀8处，制冷回路分叉为两个支路。第一支路15包括毛细作用管9、在冷藏室隔间2的蒸发器4上并结合到其下游的管件16、以及在正常制冷隔间3的蒸发器5上的管件17。第二支路18包括毛细作用管10以及在蒸发器4上的管件19。两个支路在蒸汽拱顶11上游的点20处再次会合。
蒸发器4的两个管件16、19具有大约相同的长度并且在蒸发器4的整个表面区域上大致并排地通行，使得蒸发器被大致均匀地冷却，与两个支路15、18中的哪个支路在循环制冷剂无关。
控制回路12基于在隔间2、3中的两个传感器13、14所监测的温度来控制压缩机6和方向阀8的操作。对于两个隔间2、3，在每种情形中预定测量温度必须移动的范围。如果在一个隔间中测量温度高于该范围，那么压缩机6开始操作。
首先考虑压缩机6接通的情形，因为在冷藏室隔间2中测量的温度高于允许范围的上限。如果同时在正常制冷隔间中测量的温度在允许范围内，那么致动方向阀8以便向支路15供应制冷剂。由于支路18的体积相比于支路15的体积更小，此时至多小量的液态制冷剂可存储在支路18中。因此，作为制冷回路内容物比例的循环制冷剂是高的，且因此在压缩机6的输出处可实现高压，从而使得发生高效冷却。
当启动压缩机6时，蒸汽拱顶11中存储的任何液态制冷剂被来自于蒸发器5的贯通流动暖热气态制冷剂加热，使得液态制冷剂可能蒸发并且在压缩机6被致动之后立即可用于回路。
当制冷剂循环通过蒸发器4、5两者时，正常制冷隔间3也被冷却。如果其温度达到其允许范围的下限(在冷藏室隔间2发生这种情况之前)，控制回路12转换方向阀8，使得制冷剂仅经由支路18施加到冷藏室隔间蒸发器4。由于压缩机6的流率被设计供给足够制冷剂以确保冷却正常制冷隔间3的足够液态制冷剂在制冷剂被施加到支路15中时达到蒸发器5，可容易理解的是，并非管件19中的所有制冷剂在其经由支路18通过时蒸发。离开蒸发器4的残余量的液态制冷剂再次被捕获在蒸汽拱顶11中，使得其不达到压缩机6。蒸汽拱顶11可容易地实施为升高管件区段(其比毗邻制冷剂管件区段更宽阔)的形式，使得从下方进入蒸汽拱顶11的气态制冷剂可以气泡形式通过包含在其中的任何液态制冷剂并且在上端再次离开而不夹带液态制冷剂。蒸汽拱顶11以绝热的方式设置，使得从蒸发器5贯通其的制冷剂是用于存储液态制冷剂的主蒸发热量源。
通常还可出现这样的情形，正常制冷隔间3中的温度升高大于允许范围的上限，而冷藏室隔间2中的温度处于允许范围内。在该情形中，采用如图1所示的制冷剂回路，冷却正常制冷隔间3同时不冷却冷藏室隔间是不可能的。然而，绝不会不利的是，蒸发器4、5定尺寸成使得在操作支路15期间，分配给正常制冷隔间3的制冷功率的一部分大于对应于其平均需求。如果在两个隔间2、3中一个或两个的温度达到指定范围的下限时压缩机6总是再次关闭，那么可能的是确保正常制冷隔间3的足够冷却以及消除在两个隔间中的过冷。
由于正常制冷隔间的蒸发器5被连接在支路15中冷藏室隔间蒸发器2的下游，消除了在压缩机关闭时由在蒸发器5中蒸发的制冷剂引起的冷藏室隔间的不期望热量输入。

Claims (7)

1.一种制冷器具，所述制冷器具包括用于不同存储温度的至少两个隔间（2,3）的具有分支的制冷剂回路，其特征在于，制冷剂回路的第一支路（15）包括布置在温度较低隔间（2）的蒸发器（4）上的第一制冷剂管件（16）和布置在温度较高隔间（3）的蒸发器（5）上的第三制冷剂管件（17），第三制冷剂管件（17）位于第一制冷剂管件（16）的下游，制冷剂回路的第二支路（18）包括布置在温度较低隔间（2）的蒸发器（4）上的第二制冷剂管件（19），并且，制冷剂贮存器（11）被提供在制冷剂回路的低压区域中，制冷剂贮存器（11）被设置在第一和第二支路（15,18）的接合处（20）下游，所述接合处位于温度较高隔间（3）的蒸发器（5）和温度较低隔间（2）的蒸发器（4）的下游，且制冷剂贮存器（11）在升高方向上被流动通过。
2.根据权利要求1所述的制冷器具，其特征在于，第二支路（18）的体积小于第一支路（15）的体积。
3.根据权利要求1所述的制冷器具，其特征在于，第二支路（18）的体积大于第一支路（15）的体积。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷器具，其特征在于，在温度较低隔间（2）的蒸发器（4）上的第一制冷剂管件（16）的长度被计算为小于第二制冷剂管件（19）的长度或者等于第二制冷剂管件（19）的长度。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷器具，其特征在于，所述制冷器具是家用冰箱。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的制冷器具，其特征在于，第一和第二制冷剂管件（16,19）均匀地分布在温度较低隔间（2）的蒸发器（4）上。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的制冷器具，其特征在于，第一和第二支路（15,18）均具有节流点（9,10）。
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