CN1846101A - 冰箱的冷凝器 - Google Patents

Abstract

一种冰箱的冷凝器，包括：对齐排列部，其中制冷剂管设置为使制冷剂管部沿前后方向呈对齐排列；以及交错排列部，其中该制冷剂管部在前后方向上设置在该对齐排列部的后侧且彼此交错，由此，通过安装于冷凝器的一侧的冷却风扇的吹动操作在冷凝器与周围空气之间进行热交换时，冷凝器的前侧与后侧的空气流速之间的差值减小。

Description

冰箱的冷凝器

技术领域

本发明涉及一种冰箱的冷凝器，更具体地，涉及一种能够在通过安装于冷凝器一侧的冷却风扇的吹风操作而对冷凝器与周围空气进行热交换时，减小冷凝器的前侧和后侧之间空气流速差的冰箱的冷凝器。

背景技术

通常，冰箱是一种根据压缩、冷凝、膨胀和蒸发的制冷剂循环通过改变制冷剂相，从而冷冻和冷藏冷冻室与冷藏室中食物的设备，其结构在图1中示出。

图1是示意性地示出一种普通冰箱的结构的竖直剖视图。如图1所示，冰箱包括：主体1，其通过置于冷冻室3与冷藏室4之间的分隔部2而分为冷冻室3和冷藏室4；冷冻室门3a和冷藏室门4a，其分别铰接至冷冻室3和冷藏室4的前侧；热交换室5，其包括蒸发器6和引风扇7，并设置于冷冻室3的后侧。

而且，分隔部2形成有冷冻室回程管21和冷藏室回程管22，它们分别使冷冻室3和冷藏室4中的冷空气返回到热交换室5中。冷藏室4的后侧形成有与冷冻室3相通的冷空气管8，该冷空气管8具有多个冷空气排出口8a。在主体1的后下侧形成有机器室M以容纳压缩机9和冷凝器(未示出)。

冷冻室3和冷藏室4中的空气在热交换室5的引风扇7作用下经由形成于分隔部2中的冷冻室回程管21和冷藏室回程管22而吸入到热交换室5中以在蒸发器6中进行热交换，并经由冷空气管8的冷空气排出口8a排出到冷冻室3和冷藏室4中，并重复这种循环。此时，由于周围空气与经由冷冻室回程管21和冷藏室回程管22重新导入蒸发器中并在冷冻室3和冷藏室4中循环的空气两者之间的温差，在蒸发器6的表面形成霜。

为了除霜，蒸发器6包括位于其下侧的除霜加热器10，并且除霜时产生的融霜水(defrosting water)经由融霜水排出管11收集到设置于主体1的下侧的融霜水容器(未示出)中。

如图2所示，机器室M设置有：压缩机9，其用于将低温低压气态制冷剂变为高温高压气态制冷剂；冷凝器12，其用于通过在由压缩机9产生的高温高压气态制冷剂与周围空气之间进行热交换，而将高温高压气态制冷剂冷凝为室温高压液态制冷剂；以及冷却风扇13，其将导入机器室M中的周围空气引入到冷凝器12中。

通常，如图3所示，冷凝器12具有丝管式(wire-on-tube)的结构，其直管部彼此平行，“U”形管部以Z字形方式连接到直管部以形成蛇形的制冷剂管121并具有多个层，小圆形截面的线散热器122设置在蛇形的制冷剂管121上，并通过点焊焊接到制冷剂管121上。

如图2所示，在该传统的冷凝器12中，为了增加由冷却风扇13引入的周围空气与制冷剂管121之间的接触面，制冷剂管121从面向冷却风扇13的前侧到其后侧形成交错排列部。换句话说，制冷剂管121的直管部和“U”形管部与其它层中的直管部和“U”形管部交错。

因此，由于在同一层中制冷剂管121的直管部之间的距离较窄，由冷却风扇13引入的周围空气经过冷凝器12时的气阻增加，周围空气在经过冷凝器12时在冷凝器12的前侧与后侧之间的流速不同，从而冷凝器12的冷却性能降低，功耗增加。因此，冰箱的经济价值和可靠性都降低。

发明内容

因此，鉴于上述和/或其它问题作出本发明，本发明的目的是提供一种冰箱的冷凝器，其中该冷凝器的一侧安装有冷却风扇；且当冷凝器中的制冷剂通过冷却风扇的吹风操作而与周围空气热交换时，冷凝器的前侧与后侧的流速之间的差值减小。

本发明的另一个目的是提供一种用于减小流速差异并增加传热面的冷凝器。

根据本发明，可以通过提供这样一种冷凝器来实现上述和其它目的，该冷凝器包括：对齐排列部，其中制冷剂管设置为使该制冷剂管的管部沿前后方向呈对齐排列；以及交错排列部，其中该制冷剂管的管部沿前后方向设置在该对齐排列部的后侧且彼此交错；并且该对齐排列部与该交错排列部的比率为50％到60％的范围，在行方向上所述制冷剂管的管部之间的距离S1为10mm到15mm的范围，所述制冷剂管的管部之间的距离S2为5mm到10mm的范围。

优选地，该对齐排列部与该交错排列部的比率为50％，在行方向上该制冷剂管的管部之间的距离S1为11mm，该制冷剂管的管部之间的距离S2为6mm。

该制冷剂管具有散热片，并以Z字形方式弯曲以具有多个层。

所述散热片为螺旋形，并与该制冷剂管的外周形成为一体。

该制冷剂管构造为使用轧辊利用塑性变形使挤压成型的制冷剂管的管部变直，通过切割该制冷剂管的外周而在该制冷剂管的外周上形成所述散热片，然后蛇形弯曲形成有所述散热片的该制冷剂管使之形成多个层。

所述散热片对称地形成在该制冷剂管的外周上，并具有沿竖直方向穿透所述散热片的多个放热孔。

所述放热孔为矩形形状。

所述散热片由中央部形成有穿孔的铝板制成，并绕该制冷剂管的外周以固定间隔固定。

附图说明

从以下结合附图对实施例的描述中，本发明的目的和优点将变得清晰、更易理解，其中：

图1是示出传统冰箱的结构的竖直剖视图；

图2是示出传统冰箱的机器室(machine room)的局部放大后视图；

图3是示出传统冷凝器的立体图；

图4是示出一冰箱的机器室结构的局部放大后视图，该冰箱使用了根据本发明优选实施例的冷凝器；

图5是示出根据本发明第一实施例的制冷剂管的主视图；

图6是图5中的“A”部分的放大图；

图7是从本发明进行的第一次实验中得到的表格；

图8是示出图7中的热量的图表；

图9是示出图7中的压力损失的图表；

图10是示出在本发明的第一次实验中进行的冷凝器的热传递性能的图表；

图11是从本发明进行的第二次实验中获得的表2；

图12是示出在本发明的第二次试验中进行的冷凝器的热传递性能的图；

图13是从本发明进行的第三次实验中得到的表3；

图14是示出根据本发明第二优选实施例的冷凝器的制冷剂管的立体图；以及

图15是示出根据本发明第三优选实施例的冷凝器的制冷剂管的立体图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明优选实施例的冰箱的冷凝器。

图4是示出一冰箱的机器室结构的后视图，该冰箱使用了根据本发明优选实施例的冷凝器。

通常，冰箱的机器室设置有：压缩机9，其用于将低温低压气态制冷剂变为高温高压气态制冷剂；冷凝器12，其用于通过在由压缩机9产生的高温高压气态制冷剂与周围空气之间进行热交换，从而将高温高压气态制冷剂冷凝为室温高压液态制冷剂；以及冷却风扇13，其将导入机器室M中的周围空气引入冷凝器12中。

根据本发明的优选实施例，在这种冰箱中，冷凝器12构造为使面向冷却风扇13的冷凝器12的前侧处的流速与冷凝器12的后侧处的流速之间的差值减小。为此，冷凝器12包括设置在冷凝器12的前侧处的对齐排列部(inline arrangement)123以及设置在冷凝器12的后侧处的交错排列部124。

对齐排列部123构造为使制冷剂管121的直管部彼此平行，制冷剂管121的U形管部以Z形方式连接到直管部从而具有多个层，并且直管部和U形管部在竖直和水平方向上与其它管部对齐。交错排列部124与传统冷凝器类似，构造为使制冷剂管121的直管部和U形管部在水平方向上与其它层中的直管部和U形管部交错。

同时，传统冷凝器12的交错排列部用于增加由冷却风扇13引入的周围空气与制冷剂管121之间的接触面积。当如本发明在冷凝器121的前侧处设置对齐排列部123时，周围空气的流速由于气阻的降低而增加。但是，制冷剂管121与周围空气之间的接触面积不会增加。

但是，根据本发明优选实施例的冷凝器12的特征在于，减小了冷凝器12的前侧处与后侧处的空气流速差，并增加了冷凝器的传热面积。为了解决冷凝器12与周围空气之间接触面积减小的问题，如图5所示，将本发明的制冷剂管121构造为具有螺旋式热交换器的制冷剂管125的形式。

如图6所示，螺旋式热交换器包括：螺旋状散热片125a，其形成于制冷剂管121的外周；并且，形成有散热片125a的制冷剂管125蛇形弯曲成多个层。

附图标记120表示用于支撑制冷剂管125侧部的支架。

如上所述，根据本发明优选实施例的冰箱的冷凝器12包括：冷凝器12的前侧，该前侧具有对齐排列部123；以及冷凝器12的后侧，该后侧具有交错排列部124，这样可使由于气阻降低而减小冷凝器12的前侧处与后侧处的气体流速差。而且，将包括有对齐排列部123和交错排列部124的制冷剂管125制造为这样一种制冷剂管，其中在制冷剂管125的外周上形成螺旋状散热片125a，这样可使冷凝器12的传热面积增加，同时提高冷凝器12的冷却性能。

这样，当从表面积的角度出发，将根据本发明优选实施例的冷凝器12与传统丝管式的冷凝器进行比较时，即使冷凝器12的表面积仅相当于传统冷凝器的表面积的70％，则根据本发明优选实施例的冷凝器12体现出来的冷却性能仍等于或大于传统冷凝器的冷却性能。

在设计用于冷凝器的热交换器时必须充分考虑热传递性能和管部之间的距离，而热传递性能和冷凝器的性能取决于管部之间的距离。

通常，当管部之间的距离增加时，气阻降低，从而气压损失减少。另一方面，当管部之间的距离减小时，气阻增加，从而气压损失提高。从而，热传递效率和冷凝器的性能降低。

因此，由于热传递性能和冷凝器中使用的热交换器的性能由管部之间的距离决定，故在设计冷凝器时应该最优地确定管部之间的最佳距离和管部的最佳排列。

为了确定如上所述的冷凝器的最佳条件，本发明的申请人根据管部之间的距离变化进行了如下的热传递实验，并确定了最佳条件。

<实验1>

在本实验中，对冷凝器依据水平方向上管部之间的距离S1和竖直方向上管部之间的距离S2变化的热传递性能进行了测量，并且实验条件基本上与将冷凝器应用于冰箱时的条件相同。具体来说，冷凝温度为37摄氏度(9.5Kg/cm2)，冷凝器的入口温度为65摄氏度，制冷剂的流速为3.8Kg/h，气流速度为1.0CMM。

作为待测样本(sample)的热交换器为10行、8层，距离S1分别为8mm、11mm、14mm和16mm，距离S2分别为6mm、9mm和12mm。这种测量进行12次。热交换器不限于10行和8层，也可以任意改为其它层数和行数。冷凝器的管部以交错排列部设置。

根据图7的表1，在S1＝8mm、S2＝6mm的条件下测量热交换器的第1样本，得出的热量(Q(W))为92.3，气压损失(ΔP(pa))为14.8，从而热传递性能(Q/(ΔP)1/3)为37.6。

另一方面，在S1＝11mm、S2＝6mm的条件下测量热交换器的第4样本，得出的热量(Q(W))为99.4，气压损失(ΔP(pa))为9.2，从而热传递性能(Q/(ΔP)1/3)为47.4。因此，第1样本和第4样本在热传递性能上的差为9.8。

换句话说，尽管第4样本的S1即管部之间的距离大于第1样本的管部之间的距离，但第4样本显示出了比第1样本更好的热传递性能。

根据实验结果，随着热量的提高，热传递性能也提高，具体地，第4、第5、第7、第8样本显示出了最高的热传递性能(见图10)。

换句话说，在S1＝11mm、S2＝6mm的条件下，第4样本显示出的热量(Q(W))为99.4，气压损失(ΔP(pa))为9.2，从而热传递性能(Q/(ΔP)1/3)为47.4；而在S1＝11mm、S2＝9mm条件下的第5样本显示了次高的46.9的热传递性能，进而是第8样本和第7样本。

因此，应理解的是在S1＝10mm到15mm，S2＝5mm到10mm的条件下，冷凝器显示出很好的热传递性能，更具体地，在S1＝11mm、S2＝6mm的条件下可获得最高的热传递性能。

<实验2>

在本实验中，使用具有10行和8层的热交换器；通过改变在S1＝11mm、S2＝6mm条件下显示出最高热传递性能的样本的管部排列情况，对热交换器根据管部的交错排列部与对齐排列部的比率变化而得到的热量情况进行五次测量。

根据图11中的表2，当对齐排列部中的管部数与交错排列部中的管部数之比为0∶10，即当热交换器仅有管部的交错排列部时，热交换器显示出的热量(Q(W))为99.4，气压损失(ΔP(pa))为9.2，从而热传递性能(Q/(ΔP)1/3)为47.4。

当对齐排列部中的管部数与交错排列部中的管部数之比为3∶7，即当热交换器的管部有30％为对齐排列部，70％为交错排列部时，热交换器显示出的热量(Q(W))为103.2，气压损失(ΔP(pa))为9.1，从而热传递性能(Q/(ΔP)1/3)为49.5。因此，可以理解的是，与热交换器仅有管部的交错排列情况相比，热传递性能提高了大约2.1。当对齐排列的管部增加到50％时，热交换器的热传递性能又提高了大约1.9。

但是，当如表2中的第4样本和第5样本，管部的对齐排列部增加到大于70％时，热交换器显示出的热传递性能与热交换器有50％的管部为对齐排列部的情况相比分别降低了1.2和4.4。

因此，管部的对齐排列部为50％的热交换器显示出了最高的热传递性能，管部的对齐排列部为70％的热交换器显示出了次高的热传递性能，管部的对齐排列部为30％的热交换器显示出了再次高的热传递性能。换句话说，可以理解的是，在冷凝器前侧有50％到60％的管部为对齐排列部的热交换器显示出了最优的热传递性能(见图12)。

<实验3>

在本实验中，对冰箱根据交错排列部和对齐排列部的比率所得到的制冷性能和功耗进行测量，应理解的是该比率影响冰箱的制冷速度和制冷能力以及冰箱的功耗。

根据图13中的表3，在管部的对齐排列部为50％的条件下的第3样本在冰箱冷冻室(F室)和冰箱冷藏室(R室)中显示出最高的制冷速度、由于该制冷能力而产生的最高冷却性能，以及最低功耗。

因此，当冷凝器被设计为使管部的对齐排列部与管部的交错排列部的比率为50％到60％，S1(在水平方向上管部之间的距离)为10mm到15mm，S2(在竖直方向上管部之间的距离)为5mm到10mm时，冷凝器显示出了最高的热传递性能；优选地，当对齐排列部的比率为50％、S1＝11mm且S2＝6mm时，冷凝器显示出最优的热传递效率和性能。

如上所述，根据本发明优选实施例的冷凝器的散热片结构为螺旋形，该散热片的结构还能变化为如图14和图15所示的结构。散热片125b与制冷剂管125的外周形成为一体并彼此对称地设置，该散热片125b具有沿竖直方向穿透散热片125b的多个放热孔。

如图15所示，由铝板构成的散热片125d以固定间隔固定到制冷剂管125的外周，这一点与普通翅片式(fin-pipe)热交换器类似。通过考虑热传递效率、间隔以及管部的排列等因素，将散热片125b应用到冷凝器的热交换器；更具体地，散热片125b满足以下条件：管部的对齐排列部与管部的交错排列部的比率为50％到60％，S1(在行的方向上管部的距离)设置为10mm到15mm，S2(在竖直方向上管部的距离)设置为5mm到10mm。

如上所述，根据本发明的冰箱的冷凝器，在通过安装于冷凝器的一侧的冷却风扇的吹动操作进行冷凝器与周围空气之间的热交换时，由于冷凝器的前侧与后侧的空气流速之间的差值减小，因此冷凝器的冷凝效率提高，其功耗降低，从而增强了冷凝器的可靠性和经济效用。

冷凝器中空气流速之间的差值减小，制冷剂管设置有散热片(例如螺旋状散热片)使传热面积增加，保证了充分的传热面积，从而冷凝器的热传递效率和冷却性能由于充分的传热面积而提高。

尽管由于解释性目的在此公开了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在不脱离如所附权利要求书公开的本发明的范围和构思的情况下，能够进行各种修改、添加和替换。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种冷凝器，包括：

对齐排列部，其中制冷剂管设置为使该制冷剂管的管部沿前后方向呈对齐排列；以及

交错排列部，其中该制冷剂管的管部沿前后方向设置在该对齐排列部的后侧且彼此交错；并且

其中该对齐排列部与该交错排列部的比率为从50％到60％的范围，在行方向上所述制冷剂管的管部之间的距离S1为10mm到15mm的范围，所述制冷剂管的管部之间的距离S2为5mm到10mm的范围。

2.如权利要求1所述的冷凝器，其中该对齐排列部与该交错排列部的比率为50％，在行方向上该制冷剂管的管部之间的距离S1为11mm，该制冷剂管的管部之间的距离S2为6mm。

3.如权利要求1所述的冷凝器，其中该制冷剂管具有散热片，并且该制冷剂管以Z字形方式弯曲以具有多个层。

4.如权利要求3所述的冷凝器，其中所述散热片为螺旋形，并与该制冷剂管的外周形成为一体。

5.如权利要求4所述的冷凝器，其中该制冷剂管构造为使用轧辊利用塑性变形使挤压成型的制冷剂管的管部变直，通过切割该制冷剂管的外周而在该制冷剂管的外周上形成所述散热片，然后蛇形弯曲形成有所述散热片的该制冷剂管使之形成多个层。

6.如权利要求3所述的冷凝器，其中该散热片对称地形成在该制冷剂管的外周上，并具有沿竖直方向穿透所述散热片的多个放热孔。

7.如权利要求6所述的冷凝器，其中所述放热孔为矩形形状。

8.如权利要求3所述的冷凝器，其中所述散热片由中央部处形成有穿孔的铝板制成，并绕该制冷剂管的外周以固定间隔固定。

9.一种冰箱，包括：

冷凝器，该冷凝器包括：

对齐排列部，其中制冷剂管设置为使制冷剂管的管部沿前后方向呈对齐排列；以及

交错排列部，其中该制冷剂管的管部沿前后方向设置在该对齐排列部的后侧且彼此交错；并且

其中该对齐排列部与该交错排列部的比率为50％到60％的范围，在行方向上所述制冷剂管的管部之间的距离S1为10mm到15mm的范围，所述制冷剂管的管部之间的距离S2为5mm到10mm的范围。

10.如权利要求9所述的冰箱，其中该对齐排列部与该交错排列部的比率为50％，在行方向上该制冷剂管的管部之间的距离S1为11mm，该制冷剂管的管部之间的距离S2为6mm。

11.如权利要求9所述的冰箱，其中该制冷剂管具有散热片，并且该制冷剂管以Z字形方式弯曲以具有多个层。

12.如权利要求11所述的冰箱，其中所述散热片为螺旋形，并与该制冷剂管的外周形成为一体。

13.如权利要求12所述的冰箱，其中该制冷剂管构造为使用轧辊利用塑性变形使挤压成型的制冷剂管的管部变直，通过切割该制冷剂管的外周而在该制冷剂管的外周上形成所述散热片，然后蛇形弯曲形成有所述散热片的该制冷剂管使之形成多个层。

14.如权利要求11所述的冰箱，其中所述散热片对称地形成在该制冷剂管的外周上，并具有沿竖直方向穿透所述散热片的多个放热孔。

15.如权利要求14所述的冰箱，其中所述放热孔为矩形形状。

16.如权利要求13所述的冰箱，其中所述散热片由中央部形成有穿孔的铝板制成，并绕该制冷剂管的外周以固定间隔固定。

Claims (6)

1.一种冰箱的冷凝器，其通过以重复的U形方式弯曲具有散热片的制冷剂管而形成并且具有多个层，并且在该冷凝器的一侧安装有冷却风扇，

其中在该冷凝器的前侧处，该制冷剂管以沿前后方向对齐排列的对齐排列部设置在该冷凝器的前侧；而且

在该冷凝器的后侧处，该制冷剂管以与该冷凝器的前侧交错的交错排列部设置。

2.如权利要求1所述的冷凝器，其中该对齐排列部与该交错排列部的比率为50％到60％的范围，在行方向上所述制冷剂管的管部之间的距离S1为10mm到15mm的范围，所述制冷剂管的管部之间的距离S2为5mm到10mm的范围。

3.如权利要求2所述的冷凝器，其中该对齐排列部与该交错排列部的比率为50％，在行方向上该制冷剂管的管部之间的距离S1为11mm，该制冷剂管的管部之间的距离S2为6mm。

4.如权利要求1到3中任一项所述的冷凝器，其中所述散热片为螺旋形，并与该制冷剂管的外周形成为一体。

5.如权利要求1到3中任一项所述的冷凝器，其中所述散热片对称地形成在该制冷剂管的外周上，并具有沿竖直方向穿透所述散热片的多个放热孔。

6.如权利要求1到3中任一项所述的冷凝器，其中所述散热片由铝板制成，并绕该制冷剂管的外周固定。

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