CN1378637A - 诸如蒸发器、冷凝器之类的热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种诸如蒸发器、冷凝器之类的热交换器,该蒸发器用于冰箱、冰柜之类的制冷设备,这种热交换器具有至少一个表面,热蓄能介质通过该表面进行尽可能广泛地导热接触。现有技术中的平板式蒸发器是公知的其中的热蓄能介质或者由于蒸发器板的成型体或者由于制冷剂管道的结构与蒸发器进行导热接触。实现这种热蓄能介质容纳室的费用可观且缺乏灵活性。为此本发明建议在蒸发器上设置袋状容纳器。

Description

诸如蒸发器、冷凝器之类的热交换器
本发明涉及一种诸如蒸发器、冷凝器之类的热交换器，该蒸发器用于冰箱、冰柜之类的制冷设备，这种热交换器具有至少一个表面，热蓄能介质通过该表面进行尽可能广泛地导热接触。
由EP 0 843 138 A1和EP 0 714 396 A1已知一种板式热交换器，这种热交换器具有用于容纳热蓄能介质或者所谓共晶体的容纳室。在这两个文献中容纳室由槽形的、固定在板式热交换器上的板壁构成，其敞开边不渗透液体地固定在热交换器上并且由其槽拱构成热蓄能介质的容纳室。尽管这样的热交换器对于例如冰箱这样的制冷设备起到改善能耗值的作用，但是具有容纳室的热交换器结构对于共晶体而言极不灵活，因为在根据需要必须改变容纳器的容纳能力以及由此所必需的热蓄能介质灌注量的情况下，对于由需求限定的不同设计的热交换器的这种结构必然需要与多种影响容纳容积的不同拱顶形状相应的板壁。这种需求不仅由于明显提高后勤保证而且也由于不同拱起壁板结构所需的模具故明显增加热交换器的成本。此外现有技术所公知的热交换器结构对于共晶体来说由于热交换器板本身的复杂结构带来而可能泄露的危险。此外如果要改善制冷设备的能效，就意味着根据现有技术所公知的实现热蓄能介质容纳室的原理而要彻底抛弃传统的热交换器板，尤其是蒸发器板。
本发明的目的在于以简单的结构措施避免现有技术所带来的缺陷。
按照本发明这个目的由下述而实现，它设有用于容纳热蓄能介质的独立容纳器，该容纳器具有尽可能弯曲自如的容纳器壁，容纳器壁由于其弯曲的特性能够至少尽可能导热接触地紧贴在蒸发器上。
通过提供至少一个可与热交换器相脱开的独立的容纳热蓄能介质的容纳器可以使传统的热交换器结构与容纳器相结合并由此与热蓄能介质相结合从而明显使制冷设备节能，节能范围可达例如5-15％。由于这种组合方法和由此产生的与传统热交换器的应用对于热蓄能介质使用无需新的热交换器结构，由此不仅省去昂贵的研发和设计工作，而且也省去制造新热交换器结构所带来的费用。通过独立的容纳器结构可特别有针对性地并由此更有效地就其尺寸、热蓄能介质灌充以及灌充度而言适配于已确定的使用目的，例如用于冰箱的蒸发器或用于冰柜的蒸发器。此外，例如就容纳器所用材料、大小和几何形状以及热蓄能介质的灌充而言，独立的容纳器能够实现与热交换器加工完全无关且由此特别灵活地加工过程。
按照本发明的优选实施例，容纳器尽可能由可弯曲的材料制成。
关于所谓弯曲自如的材料而言应该理解为能够顺从成型并至少尽可能适配于不同表面轮廓的材料。这种适配性应该以花费相对微小的力量就可以实现。例如应该是薄膜状、薄壁材料。
通过提供由各向弯曲自如材料制成的容纳器可以使容纳器无障碍批量生产且因此而特别简单地与例如蒸发器板或线管蒸发器形式的热交换器进行特别有效地导热接触。此外由可弯曲材料制成的容纳器能够快速且省力地插进线管蒸发器由线材产生的中间空间内。
如果按照本发明的另一个优选实施例，热交换器由蒸发器板构成并且在其热交换面与容纳器可弯曲的器壁至少尽可能导热且几乎不渗透液体地连接，则可以与例如在卷接工艺中制造的所谓冷壁蒸发器那样，特别简单地制造板状蒸发器。
对于由冷壁蒸发器制成的热交换器容纳器由对于热蓄能介质稳定且温度稳定性为至少170℃的不渗透材料制成。通过对蒸发器板设置可弯曲的器壁，在容纳器与蒸发器板之间建立更为紧密地导热接触，此时可弯曲的壁板紧贴蒸发器板的不同轮廓，例如蒸发器板的管道轮廓上。由于可分开加工容纳器和蒸发器板故可对蒸发器板采用传统的可靠加工工艺。
按照本发明另一个具有优点的实施例，使容纳器至少在其与蒸发器板处于导热接触的可弯曲的器壁上能够尽可能地适配于蒸发器板的尺寸，使与蒸发器板处于导热接触的容纳器起到特别有利于制冷设备节能的作用。
按照本发明另一个可选择的实施例，热交换器由线管蒸发器构成并且在其横跨在曲折延伸的制冷剂管道上的线材平面之间配备至少一个容纳器，使灌充热蓄能介质的容纳器能够以特别简单且极其有效地与由线管蒸发器制成的热交换器导热接触。
通过由各方向都可弯曲的材料制成的容纳器结构使容纳器能够在共晶体溶液灌充状态快速且没有问题地插接在线材平面之间，在此通过容纳器可弯曲的器壁实现不仅与线材平面而且也与曲折延伸的制冷剂管道特别紧密地导热接触。
按照本发明下一个具有优点的结构，设置在线管蒸发器的线材平面之间的容纳器由至少防穿透的护套包围。
由此以简单的方法保证由弯曲自如材料制成的容纳器不会受到无意地损坏。
按照本发明另一个优选的实施例，容纳器构成至少类似袋的形状，从而特别简单且价廉地制造由可弯曲材料制成的容纳器。由于这种结构容纳器在其灌充热蓄能介质后通过传统密封技术，例如焊接或类似技术不渗透液体地密封。
对应于本发明的下一个优选实施例，将袋的容纳室分成至少两个其容纳容积分开的、相互独立的小容纳室。
通过将袋状容纳器的容纳容积分成例如若干彼此完全分开的小容积明显简化对容纳器的“处理”，因为在热交换器加工以及将其配备给制冷设备的加工过程中从属于小容积的热蓄能介质量相对很少。在将具有使袋状容纳器容纳容积分成许多小容积的袋状容纳器应用于垂直设置的制冷设备蒸发器板的情况下，通过小容积保证热蓄能介质尽管容纳器垂直设置也能够基本均匀地分布到与容纳器处于导热接触的蒸发器表面处。另外对于所谓的冷壁蒸发器而言通过将容纳器的容纳容积分成多个小容纳室防止发泡隔热材料沿由制冷设备隔热壳体发泡所确定的方向挤流动的热蓄能介质，由此提高热蓄能介质与蒸发器板的大面积接触。
按照本发明的另一个优选实施例，容纳器由金属材料制成的薄膜状材料制成。通过由薄膜状金属、如铝、合金钢或类似材料制成的容纳器无需附加护套地实现相对耐穿透的液态共晶体容纳器。在采用铝箔的情况下可以与热交换器实现特别有利地导热同时在涂覆塑料的情况下，由于包围容纳室容纳容积的薄膜侧具有塑料层，使得由铝箔制成的容纳器例如通过焊接实现成本低廉地不渗透液体地密封。
按照本发明另一个可选择的实施例，容纳器由塑料薄膜制成，使得能够特别价廉地制造带有将其容纳容积分成小容纳室的不渗透液体的容纳器。
按照本发明下一个可选择的实施例，容纳器由涂覆塑料的铝箔制成，使得容纳器一方面特别有利于热传导，另一方面特别有利于容纳小体积的小容纳室不渗透液体地密封。
按照本发明最后一个优选的实施例，容纳器的容纳容积由其容纳室构成或者其容纳室各个小容纳器容积至少等于热蓄能介质固体聚合态体积。
由此保证由液态过渡到固体聚合态的热蓄能介质的体积增大不会导致容纳器的损坏。
在下面的描述中借助于两个实施例的简示附图详细解释本发明。
附图中：
图1以侧视截面图简示出一个家用冰箱，该冰箱具有按照本发明设置的装有热蓄能介质并与冷壁蒸发器处于导热接触的容纳器的第一种应用变化，
图2为图1中家用冰箱的截面线II/II的截面图，
图3为按照本发明的容纳器应用于图1所示家用冰箱的俯视透视图，
图4以侧视截面图简示出家用冰柜，该冰柜具有按照本发明的容纳器的第二种应用变化，容纳器设置在线管蒸发器的最上蒸发层和最下蒸发层，
图5为图4中的一个蒸发层的俯视透视图，
图6为应用于家用冰柜的按照本发明的容纳器的俯视透视图。
图1以简示图表示具有隔热壳体11的家用冰箱10。该壳体具有外壳12、发泡产生的隔热层13和由塑料板无切屑加工成型的内壳14，内壳借助起粘接作用的隔热泡沫13与外壳12连接成形状稳定的结构。内壳14用于衬覆可由门15封闭的制冷室16，制冷室在内壳14后壁隔热侧处与蒸发器17导热接触、即与所谓的冷壁蒸发器进行制冷。蒸发器17通过例如所谓的卷接工艺制成并通过其加工光滑的换热面与内壳14导热连接，而由管道构成的蒸发器17的换热面朝向隔热层13。蒸发器17隔热侧的换热面与独立的容纳热蓄能介质的容纳器18进行导热接触。容纳器18在这种情况下由可弯曲的薄壁材料制成袋状，是为了产生最佳适配于与蒸发器17处于导热接触的袋外表面。被制成袋状的、例如由涂敷塑料的铝箔制成的容纳器18至少其四周的边缘上相对于泡沫隔热材料13不渗透液体地固定在蒸发器17上。如图3所示，容纳器18具有由袋18的长宽高确定的容纳室19，容纳室在这种情况下被分成多个相互不渗透液体的小接受室21，这些小容纳室21通过焊接接受室19彼此相对的袋壁20而制成。每个小容纳室21都装有热蓄能介质(共晶体)，例如80％的水和20％的乙醇，其中每个小容纳室21的构成就其容纳容积而言大于热蓄能介质在固态所具有的体积，以防止小容纳室21在共晶体凝固时损坏。为了制造构成袋状的容纳器18除了采用例如涂覆聚乙烯的铝箔以外也可以采用例如由聚乙烯或尼龙制成的塑料薄膜，在此所选择的薄膜状材料不仅要防止热蓄能介质渗透而且对于热蓄能介质是稳定的。特别如图2所示，为了尽可能有效地实现从蒸发器17到容纳器18灌充有热蓄能介质的小容纳室21的换热，容纳器的大小至少基本上符合蒸发器17的大小。除了与蒸发器17处于导热接触的一面以外容纳器18也可以由抗弯材料制成，其中朝向蒸发器17的一面由可弯曲的材料制成。
图4示出由可弯曲的材料制成的独立的、在下面还要详细解释的、用于容纳热蓄能介质的应用于家用冰柜30的容纳器的第二种应用变化。与家用冰箱10一样，这个冰柜具有隔热壳体31，该壳体具有外壳32、由发泡制成的隔热层33和塑料内壳34。内壳用于衬覆经过门35可进入的冷冻室36，为了保持其确定的温度，在冷冻室里面设置了具有多个上下平行设置的蒸发层38的线管蒸发器系统37。如图5所示，蒸发层具有曲折成形的、由管道构成的制冷剂管道39，制冷剂管道在垂直于其纵向曲折截面上具有相互平行设置的彼此相对的线材平面40的线材41。一方面通过线材平面40另一方面通过制冷剂管道39的曲折状延伸构成中间空间42，用于容纳热蓄能介质的容纳器43可以放进这个空间。以有利的方式配属于最上蒸发层和最下蒸发层38的容纳器43基本上与容纳器18全等地制成，只是其尺寸由中间空间42的尺寸确定。与容纳器18一样，容纳器43被制成袋状，其袋壁44由弯曲自如的材料、如薄壁铝箔制成并且对于热蓄能介质不仅要稳定而且要防渗透。袋壁44围成一个由袋长宽高所限定的容纳室45，容纳室被分成小容纳室46，其中每个小容纳室相对于其它小容纳室46是密封分开的并用于容纳一定量的热蓄能介质，其中每个小容纳室46的容积至少应对应于热蓄能介质固体聚合态的体积。独立的、可以与线管蒸发器系统37分别制造的容纳器43特别适合于配备到传统的线管蒸发器系统37中，由此以价廉的方式实现明显的节能，节能范围对于制冷设备在5％至15％之间，而不必完全脱离现有的线管蒸发器系统37去研制加工新的线管蒸发器系统。必要时，为了防止容纳器43受到无意损坏，可以将容纳器由防穿透的护套包围。容纳器43在由例如涂覆塑料的铝箔制成的情况下，对于聚乙烯薄膜和尼龙薄膜也是如此，已经达到了一定的防穿透可靠性，以至于可以放弃附加护套。由弯曲自如的材料制成的容纳器具有这种特性，即一方面紧贴线材平面40进行特别有效地导热另一方面也紧贴制冷剂管道39用于实现有效地热交换。

Claims (12)

1.一种诸如蒸发器、冷凝器之类的热交换器，该蒸发器用于冰箱、冰柜之类的制冷设备，其中蒸发器至少以其一个表面与热蓄能介质进行尽可能广泛地导热接触，其特征在于，具有至少一个用于容纳热蓄能介质的独立的容纳器(18，43)，该容纳器至少具有一个可尽可能弯曲的容纳器壁(20，44)，容纳器壁由于其可弯曲的特性能够尽可能紧贴在蒸发器(17，38)上进行接触导热。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述容纳器(18，43)尽可能由可弯曲的材料制成。
3.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，该热交换器由蒸发器板(17)制成，同时借助容纳器(18)可弯曲的器壁(20，44)尽可能导热接触地设置在热交换器的热交换面上并且尽可能不渗透液体地连接在热交换面上。
4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述容纳器(18)至少在其与蒸发器板(17)处于导热接触的可弯曲的器壁上尽可能地适配于蒸发器板(17)的尺寸。
5.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，该热交换器由线管蒸发器系统(37)制成并且在其盖在曲折延伸的制冷剂管道(39)上的线材平面(40)之间配备至少一个容纳器(43)。
6.如权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述设置在线管蒸发器系统(37)线材平面(40)之间的容纳器(43)由至少防穿透的护套所包围。
7.如权利要求1至6中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述容纳器(18，43)尽可能以袋状构成。
8.如权利要求7中所述的热交换器，其特征在于，袋的容纳室(19，45)的容纳容积分成至少两个相互独立的小容纳室(21，46)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述容纳器(18，43)由金属材料以薄膜式材料的厚度制成。
10.如权利要求1至8中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述容纳器(18，43)由塑料薄膜制成。
11.如权利要求1至8中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述容纳器(18，43)由涂覆塑料的铝箔制成。
12.如权利要求1至11中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述容纳器(18，43)由其容纳室(19，45)构成的容纳容积或者其小容纳器(21，46)的每一个小容纳器容积都至少等于热蓄能介质固体聚合态体积。
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