CN107076495B - 无霜制冷器具 - Google Patents

Abstract

一种无霜制冷器具，其包括位于蒸发室(1)中的强制通风蒸发器(9)。蒸发器(9)的至少一个第一部分(21)将蒸发室(1)的上游部分(22)与下游部分(23)彼此隔开。蒸发室(1)的两个部分(22、23)中的一个包括聚集区(15)，所述聚集区与蒸发器(9)的第二部分(20)在流动方面并列且相邻并且通过蒸发器(9)的第二部分(20)被冷却。

Description

无霜制冷器具

技术领域

本发明涉及一种无霜制冷器具，其具有布置在蒸发室中的强制通风蒸发器。

背景技术

通常，无霜制冷器具中的蒸发器将蒸发室分为上游部分和下游部分，使得空气在通过蒸发室的途中被迫流过蒸发器的整个长度。当蒸发器的强制通风运行并且空气高速地流过蒸发器时，空气携带的水分优选地作为霜沉积在蒸发器的最冷位置处、即在注入点附近，制冷剂在所述注入点处进入蒸发器。霜的积聚可能导致蒸发器在一段时间之后堵塞，使得流过蒸发室的空气流停止并且制冷器具的相关的储存间隔不再被冷却。在达到该时间点之前，蒸发器必须除霜，其中出现下述问题：向蒸发器分配热量，使得所述蒸发器被完全除霜，而同时蒸发器的比其他部分更早地被除去冰的部分不应不必要地被加热至冰点之上，因为因此使用的热能没有带来实际的作用，而是在除霜操作结束之后必须再次耗费能量，以便再次冷却蒸发器的该不必要地加热的区域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无霜制冷器具，所述无霜制冷器具能够实现节能的除霜。

该目的在下述无霜制冷器具的情况下实现，所述无霜制冷器具具有布置在蒸发室中的强制通风蒸发器，其中，蒸发器的至少一个第一部分将蒸发室的上游部分与下游部分隔开，蒸发室的两个部分中的一个具有聚集区，所述聚集区与蒸发器的第二部分在流动方面并列地布置，并且通过蒸发器的第二部分被冷却。该聚集区为循环通过蒸发室的空气提供具有相当低的流阻的路径，使得大部分空气仅流过蒸发器的第一部分和聚集区而不是通过整个蒸发器，而水分在聚集区中作为霜被分离出来。所述霜随着时间的推移增大聚集区的流阻，使得流过蒸发器的第二部分的空气增多，霜也越来越多地在那里沉积。然而，只有在聚集区和蒸发器的第二部分都已经充满霜的情况下，才会出现堵塞。由于霜形成沿空气流动方向延伸的霜体，因此至少在聚集区中，在除霜期间可防止至少蒸发器的与聚集区直接热接触的第二部分的局部过热，由此实现节能的除霜。由于聚集区为霜提供了附加的空间，因此，除霜周期之间的间隔也可延长。这对器具的能源消耗具有积极影响；此外，如果不能要求用于冷却新引入器具中的物品的冷却输出的时间较少，则对于用户而言也很便利。为了实现聚集区的高效冷却和聚集区上形成的霜的相应的高度集中，蒸发器的第二部分必须能够实现比第一部分的温度更低的温度。因此，制冷剂的注入点优选地设在第二部分上。

优选地，第二部分总的来说应在蒸发器的制冷剂管中的制冷剂的流动方向上位于蒸发器的第一部分的上游，使得制冷剂只有在已经在第二部分中被加热到一定程度的情况下才达到第一部分。

如果蒸发器以本身已知的方式基本上是长方体形，并具有流入侧和流出侧，所述流入侧和流出侧定向成与蒸发器的第一部分中的空气的流动方向垂直，蒸发器还具有连接流入侧和流出侧的侧面，聚集区可有利地与所述侧面中的第一侧面相邻。

蒸发器在所述第一侧面上优选地是开放的，以便能够在聚集区的整个长度上在聚集区与蒸发器的第二部分之间转移空气。

第一侧面优选地沿流动方向构造成与聚集区相邻的区段和与蒸发室的壁相邻并限定蒸发器的第一部分的区段。

与聚集区相邻的区段也可相对于流动方向横向地在两侧相对于与蒸发室的壁相邻的区段被限界。如果蒸发室的上游部分的空气入口布置在蒸发室的侧拐角中的每一个上，则这种布置可尤其有利于空气在蒸发室的宽度上均匀地分布。

除霜加热器可布置在蒸发器的与第一侧面相反的第二侧面上。除霜加热器优选地实施为大面积加热元件，所述大面积加热元件在蒸发器的至少第二部分上延伸，以便为所述部分和聚集区除霜。所述大面积加热元件可扩展到整个第二侧面，以便还为蒸发器的第一部分除霜；然而，除霜加热器在蒸发器的第一部分的层面处可比在第二部分的层面处具有更低的每单位面积加热输出，因为第一部分中的霜的量通常小于聚集区中和蒸发器的第二部分中的霜的量。

蒸发器的流入侧和流出侧优选地在制冷器具的深度方向上间隔开。由此，特别地，蒸发器的第二侧面可以是下侧面，使得布置在此的大面积加热元件释放的热量可在蒸发器中上升，从而到达聚集区。

蒸发室的与蒸发器的第一侧面相对的壁可具有红外反射表面层，以便将蒸发器发射的辐射热反射回到蒸发器或至聚集区，从而使所述辐射热可用于除霜。

聚集区尤其优选地属于蒸发室的上游部分。由此，流过聚集区的空气可在该位置已经释放空气的大部分水分，这大大降低了蒸发器的第一部分中的结霜速率。该特征的另一个效果是：当强制通风关闭时，通过对流从储存隔间到达蒸发室的空气也在聚集区或蒸发器的第二部分中释放空气的水分。因此，霜在蒸发室中的分布基本上与水分是在强制通风打开还是关闭时到达蒸发室无关。因此，可很好地再现霜分布，并且除霜加热器可在除霜加热器的形式、布置、加热管路的分布或类似方面进行优化，以便实现对整个蒸发器而言尽可能均匀的除霜时间。

用于监测除霜过程的温度传感器优选地布置在蒸发器的第二部分上，优选地与聚集区相邻，即通常在蒸发器的第一侧面上。这确保了主要的霜聚集始终在传感器的区域中可监测。

如果聚集区域位于传感器上方，则效果是当霜在传感器之上短时间地融化时，剩余的霜从上方再次落在传感器上并冷却传感器。由此，除霜加热器保持工作，直到聚集区域没有霜。

制冷剂出口也可布置在蒸发器的第二部分上，与制冷剂入口相邻。由此，从制冷剂出口出来的抽吸管路与通向制冷剂入口的毛细管一起形成热交换器。

如果蒸发器的第二部分面向无霜制冷器具的前侧，并且制冷器具的第一部分面向无霜制冷器具的后壁，则抽吸管路的尤其在蒸发室中从蒸发器的第二部分延伸至后壁的一个区段可形成上述的热交换器。

附图说明

参照附图，本发明的另外的特征和优势将从下文提供的示例性实施例的描述中呈现，在附图中：

图1示出了通过本发明的制冷器具的蒸发室的示意性纵向剖视图；

图2示出了沿图1中的平面II-II的剖视图；

图3示出了沿图1中的平面III-III的剖视图；以及

图4示出了大面积加热元件的平面图。

具体实施方式

图1以沿着竖直地居中地延伸并且沿深度方向通过家用制冷器具的主体的平面的纵向剖视图示出家用制冷器具的蒸发室1。在上方限定蒸发室1的壁由例如由固体聚苯乙烯制成的刚性的板2形成，隔热层3在所述板2上延伸。板2可以是制冷器具的内胆的一部分，其中，隔热层3通常是聚氨酯泡沫层，内胆与制冷器具主体的外壳之间的中间空间以根据现有技术常用的方式利用聚氨酯泡沫层被发泡填充。然而，板2和隔热层3也可以是形成在位于制冷器具的主体中的两个储存隔间、在此为位于蒸发室1之下的冷冻隔间4与位于隔热层3之上的普通冷藏隔间(未显示)之间的水平分隔壁的一部分。

由发泡聚苯乙烯制成的隔热板5固定在板2之下。在此呈金属板的形式、优选地由铝制成的红外反射层6形成在所述隔热板5的下侧上，反射层6紧密地配合在隔热板5的下侧的轮廓上。

将蒸发室1与冷冻隔间4分隔开的下壁包括由塑料注射成型的托盘7，所述托盘7锚固至板2并且可能锚固至内胆的后壁，所述下壁还包括由发泡聚苯乙烯制成的另外的隔热板8，所述隔热板8粘接至托盘7中。

具有翅片结构的长方体形蒸发器9布置在隔热板5、8之间。蒸发器的翅片10与图1的剖面平行地延伸，并被以蜿蜒的方式延伸的制冷剂管11多次穿过。在蒸发器9的下侧面17上，翅片10的下边缘接触大面积加热元件12，所述大面积加热元件12以平面的方式抵靠在隔热板8上。大面积加热元件12例如可由具有良好导热性的板、例如铝板形成，通过嵌入片材中而电绝缘的加热电阻器固定至所述板。

隔热板5和附接至隔热板5的IR反射层6在主体的深度方向上被划分成：前区段13，其在蒸发器9的上侧面14上与翅片10的上边缘一起限定沿主体的深度方向延伸的聚集区15；和后区段16，其直接接触蒸发器9的翅片10的上边缘。侧面14的与聚集区15相邻的前部部分被指定为18，接触后区段16的后部部分被指定为19；相应地，下文对蒸发器9的位于聚集区15之下的前部部分20与蒸发器9的后部部分21作出区分。

通过蒸发器9的后部部分21在一侧接触IR反射层6并在另一侧接触大面积加热元件12，这使得蒸发室1被构造成上游部分22和下游部分23。通过设在下游部分23中的风扇24从冷冻隔间4经由位于托盘7的上缘上的入口25吸入上游部分22中的空气只能通过流过蒸发器9的位于层6的后区段16之下的后部部分21，直到流出侧26，而到达下游部分23。为了到达该后部部分21，空气可直接在面向入口25的流入侧27上进入蒸发器9中，并且流过蒸发器9的前部部分20；替代地，存在下述路径：空气首先进入聚集区15，并且经由侧面14的前部部分18进入蒸发器9中，在前部部分的长度的至少一部分上绕过蒸发器9的前部部分20。

图2示出沿图1中的平面II-II通过蒸发室1的水平剖视图。在图2中，图1的剖面I-I表示。以未在图1中示出的冷藏隔间为基础，空气通道28分别延伸通过主体的侧壁，并最终通过隔热层3，以便分别向入口25的右侧和左侧向蒸发室1的上游部分18中敞开。聚集区15的宽度略小于蒸发室1的宽度，使得空气通道28至蒸发室1的接合部29分别在接合部的和聚集区的宽度的一部分处与聚集区15相对，而在其它部分处，隔热板5紧邻地在蒸发器9的流入侧27上方突出。经由空气通道28流动的空气的一部分以这种方式通过流入侧27直接进入蒸发器9；然而，大部分向蒸发室的中间侧向地偏移并且首先到达聚集区15。

图3以沿图1中的平面III-III的第二水平剖视图示出蒸发器9，平面III-III位于比平面II-II更深的位置。隔热板5和聚集区15的位于剖面III-III之外的轮廓以虚线显示。在后部部分21中与在位于聚集区15之下前部部分20中的翅片10的厚度是不同的。在这里所示的情况下，后部部分21中的翅片10的厚度是前部部分中的翅片厚度的两倍，翅片10每隔一个地终止于前部部分20的边界处。

图3中可清楚地看到蒸发器9中的制冷剂管11的路线。制冷剂管11在此形成：上层30(参见图1)，其从位于蒸发器9的前右拐角上的注入点29开始，以蜿蜒的方式在图3的右上部中延伸直到后右拐角32；和下层31，其以适合的方式被上层覆盖地延伸回到前右拐角。在该位置处，制冷剂管11进入抽吸管路33中，所述抽吸管路33在最外部的右翅片10旁边向制冷器具主体的后壁的方向延伸，并在此向下游延伸至压缩机(未示出)。毛细管34在此在毛细管的长度的一部分上在抽吸管路33之内被引导以便形成热交换器，并且在注入点29前不远处首次从抽吸管路33出来，新鲜的制冷剂经由所述毛细管34到达注入点29。

注入点29的位于蒸发器9的流入侧27附近的定位使得当制冷剂在制冷剂管11中循环时，蒸发器9的前部部分20达到比后部部分21的温度明显更低的温度。此时由风扇20吸入蒸发室1的空气因此已经在前部部分20的翅片10的上边缘上释放出空气的水分的很大一部分，使得霜从所述上边缘开始形成在聚集区15中。因此，随着时间流逝，聚集区15的流阻变大，空气越来越被迫经由流入侧27进入蒸发器9，并且流过蒸发器9的前部部分20，直到聚集区15被封闭。

与后部部分21相比前部部分20中的翅片10的厚度减小，使得当空气经由流入侧27进入蒸发器9中时，空气能够在完全释放空气的水分之前在蒸发器中经过相当长的距离，并且在此沉积在翅片10上的霜层从流入侧27开始远距离地延伸到蒸发器9的内部。由此，在流阻增大到必须进行除霜的严重程度之前，可将大量的霜储存在蒸发器9和聚集区15中。

图4示出了大面积加热元件12的一实施例的示意性平面图。加热丝35以蜿蜒的方式在导热的基板36上延伸。与在后部部分21之下相比，在蒸发器9的前部部分20之下的基板36的每单位面积的蜿蜒厚度或加热丝35的长度明显更大，以便能够提供在短时间内在前部部分20和聚集区15中除霜所需的热量，同时能够避免结霜较少的后部部分21的过度加热。大面积加热元件12的前部部分和后部部分中的表面输出的精确调整可通过在前部部分和后部部分中具有不同截面的加热丝35来进行。

除霜过程持续，直到居中地布置在蒸发器9的上侧面14的前部部分18中的温度传感器37检测到刚好高于0℃的预定断开温度。断开温度选择成刚好在0℃以上，使得在前部部分20和聚集区15完全除霜后不久就达到所述断开温度。

大面积加热元件12在除霜期间释放到后部部分21中的热量可大于为后部部分21除霜所需的热量。当后部部分21在除霜过程结束之前已经完全无冰并且仍然被加热时，热量经由翅片10到达红外反射层6的后区段16并在此向前传播，使得聚集区15中的霜还从上方被解冻。由此，在这种情况下，后部部分21中的在翅片10的上边缘与层6之间的紧密接触有助于避免后部部分21的过热，所述过热在除霜过程结束后将必须被再次矫正。

附图标记列表

1 蒸发室

2 板

3 隔热层

4 冷冻隔间

5 隔热板

6 反射层

7 托盘

8 隔热板

9 蒸发器

10 翅片

11 制冷剂管

12 大面积加热元件

13 (层6的)前区段

14 上侧面

15 聚集区

16 (层6的)后区段

17 下侧面

18 (侧面14的)前部部分

19 (侧面14的)后部部分

20 (蒸发器9的)前部部分

21 (蒸发器9的)后部部分

22 (蒸发室1的)上游部分

23 (蒸发室1的)下游部分

24 风扇

25 入口

26 流出侧

27 流入侧

28 空气通道

29 注入点

30 上层

31 下层

32 拐角

33 抽吸管路

34 毛细管

35 加热丝

36 基板

37 温度传感器

Claims (11)

1.一种无霜制冷器具，其具有冷冻隔间(4)和布置在蒸发室(1)中的强制通风蒸发器(9)，蒸发器(9)基本上是长方体形，具有流入侧(27)和流出侧(26)，所述流入侧(27)和流出侧(26)定向成与蒸发器(9)的后部部分(20)中的空气的流动方向垂直，蒸发器(9)还具有连接流入侧(27)与流出侧(26)的侧面(14、17)，其中，蒸发器(9)的至少一个后部部分(21)在通过蒸发室(1)的空气的流动方向上将蒸发室(1)的上游部分(22)与下游部分(23)彼此隔开，其特征在于，蒸发室(1)的上游部分(22)包括聚集区(15)，聚集区(15)与所述侧面中的第一侧面(14)相邻，所述聚集区(15)与蒸发器(9)的前部部分(20)在流动方面并列地且相邻地布置并且通过蒸发器(9)的前部部分(20)被冷却，设在下游部分(23)中的风扇(24)从冷冻隔间(4)经由位于托盘(7)的前边缘处的入口(25)吸入空气，后部部分(21)在一侧接触红外反射层(6)并在另一侧接触大面积加热元件，蒸发器(9)的前部部分(20)包括用于制冷剂的注入点(29)，其中，大面积加热元件布置在蒸发器(9)的与第一侧面(14)相反的第二侧面上并扩展到整个第二侧面，大面积加热元件在蒸发器(9)的后部部分(21)处比在前部部分(20)处具有更低的每单位面积加热输出，蒸发室(1)的与蒸发器(9)的第一侧面(14)相对的壁具有接触蒸发器(9)和聚集区(15)的所述红外反射层(6)。

2.根据权利要求1所述的无霜制冷器具，其特征在于，前部部分(20)在蒸发器的制冷剂管(11)中的制冷剂的流动方向上位于蒸发器(9)的后部部分(21)的上游。

3.根据权利要求1或2所述的无霜制冷器具，其特征在于，第一侧面(14)沿空气的流动方向构造成与聚集区(15)相邻的部分(18)和与蒸发室(1)的壁相邻的部分(19)。

4.根据权利要求3所述的无霜制冷器具，其特征在于，侧面(14)的与聚集区(15)相邻的部分(18)还相对于空气的流动方向横向地在两侧相对于与蒸发室(1)的壁相邻的部分(19)被限界。

5.根据权利要求1-2、4中任一项所述的无霜制冷器具，其特征在于，大面积加热元件是除霜加热器(12)。

6.根据权利要求1-2、4中任一项所述的无霜制冷器具，其特征在于，流入侧(27)和流出侧(26)在制冷器具的深度方向上被间隔开。

7.根据权利要求1-2、4中任一项所述的无霜制冷器具，其特征在于，温度传感器(37)布置在蒸发器(9)的前部部分(20)上。

8.根据权利要求7所述的无霜制冷器具，其特征在于，温度传感器(37)与聚集区(15)相邻地布置。

9.根据权利要求8所述的无霜制冷器具，其特征在于，聚集区(15)在温度传感器(37)上方延伸。

10.根据权利要求1-2、4、8-9中任一项所述的无霜制冷器具，其特征在于，制冷剂出口布置在蒸发器(9)的前部部分(20)上。

11.根据权利要求1-2、4、8-9中任一项所述的无霜制冷器具，其特征在于，蒸发器(9)的前部部分(20)面向无霜制冷器具的前侧，蒸发器的后部部分面向无霜制冷器具的后壁，抽吸管路(33)从蒸发器(9)的前部部分(20)延伸至后壁，并与通向制冷剂入口(29)的毛细管(34)一起形成热交换器。

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