ES2208710T3

ES2208710T3 - Frigorifico.

Info

Publication number: ES2208710T3
Application number: ES96112097T
Authority: ES
Inventors: Roland Dipl.-Ing. Maier (Fh); Walter Dipl.-Ing. Holz; Hans Christian Mack; Wolfgang Dipl.-Ing. Becker
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2016-07-25
Also published as: TR199600709A2; EP0789206A2; DE59610749D1; SI0789206T1; DE19535144A1; EP0789206B1; EP0789206A3

Abstract

UN APARATO (10) DE ENFRIAMIENTO CON AL MENOS DOS COMPARTIMENTOS (12,13) DE REFRIGERACION DISPUESTOS DENTRO DE SU CARCASA (11) CON AISLAMIENTO TERMICO, SEPARADOS TERMICAMENTE UNO DE OTRO, DE LOS QUE CADA UNO DE ELLOS ESTA REFRIGERADO CON UN EVAPORADOR (21,26), ESTANDO UNIDOS UNO CON OTRO A TRAVES DE UNA CONDUCCION (24) DE UNION EN DISPOSICION TERMICA DE CORRIENTE Y SIENDO ALIMENTABLES A TRAVES DE UN MEDIO (18) DE CONTROL CON AGENTE DE REFRIGERACION, ESTAN EQUIPADOS LOS COMPARTIMENTOS (12,13) DE REFRIGERACION CON UN CONTENIDO DE APROVECHAMIENTO DIFERENTE, DONDE PARA EL ENFRIAMIENTO DEL COMPARTIMENTO (13) DE REFRIGERACION CON EL EVAPORADOR (26) QUE SIRVE PARA EL CONTENIDO DE APROVECHAMIENTO GRANDE A TRAVES DE UN EQUIPO (25) DE BLOQUEO DISPUESTO EN LA CONDUCCION (24) DE UNION ES ACOPLABLE A PARTIR DEL FLUJO DE AGENTE DE REFRIGERACION Y SIRVE COMO RESERVA PARA EL AGENTE REFRIGERANTE LIQUIDO.

Description

Frigorífico.

La invención se refiere a un aparato frigorífico que en el interior de su carcasa tiene dispuestos por lo menos dos compartimentos congeladores, aislados térmicamente entre sí, cada uno de los cuales es enfriado por un evaporador, los cuales están unidos fluídicamente entre sí por medio de una tubería de unión, y que a través de un medio de control pueden recibir agente frigorífico. Un aparato frigorífico de esta clase se conoce, por ejemplo, por la patente GB-A-2123992.

En el caso de alimentos frescos, que se deseen conservar durante un período de tiempo prolongado mediante congelación, es importante someterlos lo más rápidamente posible a un proceso de congelación. Para evitar que el producto a congelar sufra mermas de calidad durante el proceso de congelación debido a una velocidad de congelación insuficiente, por ejemplo, en forma de una pérdida de sabor, es importante procurar que los productos a congelar sean congelados lo más rápidamente posible.

La invención tiene como objetivo realizar un aparato congelador según el preámbulo de la reivindicación 1 de tal manera que la velocidad de congelación de los productos a congelar se vea incrementada notablemente por procedimientos sencillos.

Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención por el hecho de que los compartimentos congeladores tienen una capacidad útil distinta, donde el evaporador que sirve para enfriar el compartimento congelador de mayor capacidad útil se puede desacoplar del flujo de agente frigorífico por medio de un dispositivo de aislamiento dispuesto en la tubería de unión, sirviendo como depósito para el agente frigorífico líquido.

Mediante la solución objeto de la invención se crea de forma sencilla la posibilidad de hacer funcionar el evaporador que sirve para enfriar el compartimento congelador de menor capacidad útil con el compresor diseñado para ambos evaporadores, con lo cual y debido al compresor que realmente está sobredimensionado para este evaporador, se reduce notablemente la presión de evaporación y por lo tanto la temperatura de evaporación en el evaporador que sirve para enfriar el compartimento congelador de menor capacidad útil. De esta manera se incrementa notablemente la potencia frigorífica de este evaporador y por lo tanto es posible congelar de forma notablemente más rápida los productos a congelar recién colocados. Por otra parte, en el compartimento congelador de menor capacidad útil y a igualdad de

\hbox{calorifugado}

de este compartimento, se produce una menor incidencia del calor, con lo cual también disminuye la temperatura de evaporación y por lo tanto aumenta la potencia frigorífica del evaporador.

Para la potencia frigorífica se aplica la siguiente ecuación:

Q = K . A . \DeltaT

siendo

*Q = Potencia frigorífica [W]

K = Coeficiente de transmisión del calor [W/m^{2}K]

A = Superficie de contacto entre el aparato congelador y las superficies de intercambio de calor [m^{2}]

\DeltaT = Diferencia de temperatura entre el producto a congelar y el agente frigorífico a evaporar.

La potencia frigorífica para todo el aparato congelador está diseñada de tal manera que para el conjunto del aparato se consiga el consumo de energía más favorable según la norma. Para ello se ha elegido el compresor de tal manera que en las condiciones especificadas por las normas trabaje con un grado de rendimiento favorable. La cantidad de agente frigorífico también se ajusta a un consumo de energía óptimo. Además, los dos compartimentos congeladores del aparato congelador pueden trabajar simultáneamente uno junto al otro. Además, mediante la separación del agente frigorífico que se encuentra en el evaporador que sirve para enfriar el compartimento frigorífico de mayor capacidad útil se evita que el compresor pueda aspirar agente frigorífico líquido, y por lo tanto sufra daños.

Un dispositivo de aislamiento se puede controlar de forma especialmente adecuada y óptima en el tiempo si de acuerdo con una realización ventajosa del objeto de la invención está previsto que como dispositivo de aislamiento se utilice una válvula de aislamiento controlada eléctricamente.

De acuerdo con una forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que la válvula de aislamiento situada en la tubería de unión conmute esencialmente al mismo tiempo con el medio de control cuando éste activa el evaporador en el compartimento frigorífico de menor capacidad útil, pasando de su régimen de paso a su régimen de aislamiento.

Mediante una solución de este tipo se tiene la seguridad de que en el circuito frigorífico permanece únicamente el agente frigorífico necesario para el funcionamiento del evaporador destinado al enfriamiento del compartimento congelador de menor capacidad útil, suponiendo que la cantidad de agente frigorífico se haya repartido aproximadamente por igual entre ambos evaporadores si el compresor había estado durante un cierto período de tiempo en régimen permanente.

De acuerdo con otra forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que la tubería de unión esté unida fluídicamente al evaporador que sirve para enfriar el compartimento congelador de menor capacidad útil en por lo menos el 50% de su superficie evaporadora eficaz en cuanto a técnica de frío.

De esta manera se puede producir todavía para el compartimento congelador de menor capacidad útil, durante el funcionamiento normal del aparato congelador, cuando ambos compartimentos congeladores están situados dentro del circuito de frío, un enfriamiento suficiente, por ejemplo, para un compartimento congelador**.

De acuerdo con otra forma de realización preferida del objeto de la invención, está previsto que el acoplamiento de la tubería al congelador que sirve para enfriar el compartimento congelador de menor capacidad útil esté dispuesto en el tramo de entrada de su superficie evaporadora.

Mediante esta forma de acoplamiento de la tubería de unión se pueden generar temperaturas suficientemente bajas durante el régimen normal, en el que se encuentran en el circuito frigorífico los evaporadores de ambos compartimentos congeladores, de manera que el compartimento congelador de menor capacidad útil también puede tener aplicación durante el régimen normal como compartimento congelador*** o como compartimento congelador****.

Se obtiene un incremento adicional de la potencia frigorífica y, por lo tanto, de la velocidad de enfriamiento en el compartimento congelador de menor capacidad útil si de acuerdo con otra realización ventajosa del objeto de la invención está previsto que en el compartimento congelador de menor capacidad útil esté dispuesto un ventilador, que es puesto en funcionamiento por el elemento de control al activar el evaporador que se encuentra en este compartimento congelador.

El sistema evaporador se puede construir de manera especialmente favorable, desde el punto de vista de la técnica de fabricación, si de acuerdo con una siguiente realización ventajosa del objeto de la invención está previsto que en el evaporador que sirve para el enfriamiento de los compartimentos congeladores estén dispuestos, en el sentido de flujo del agente frigorífico impulsado por el compresor, sendos dispositivos estranguladores que sirven para reducir su presión, y que presentan esencialmente idéntico volumen de flujo por unidad de tiempo.

El evaporador que sirve para el enfriamiento del compartimento congelador de mayor capacidad útil presenta una potencia frigorífica especialmente alta si de acuerdo con otra realización ventajosa del objeto de la invención está previsto que el acoplamiento de la tubería de unión al evaporador, que sirve para el enfriamiento del compartimento congelador de mayor capacidad útil, está dispuesto en el tramo del lado de salida de una superficie del evaporador.

Los dos compartimentos congeladores del aparato congelador pueden trabajar de forma especialmente sencilla con un reducido volumen de medios de control, que sirvan para el control del agente frigorífico si de acuerdo con otra forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que el evaporador que sirve para enfriar el compartimento congelador de mayor capacidad útil está conectado en serie delante del otro evaporador, al ser activado por el medio de control, y está unido fluídicamente con aquél por medio de la tubería de unión.

De acuerdo con otra forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que los evaporadores para el enfriamiento de los compartimentos congeladores estén realizados como evaporadores de tuberías filiformes con niveles de evaporador dispuestos a diferentes alturas.

Mediante una solución de este tipo está asegurada una transmisión de frío especialmente favorable para el producto a congelar.

Los evaporadores que sirven para enfriar los compartimentos congeladores se pueden realizar ocupando especialmente poco espacio si de acuerdo con una realización alternativa del objeto de la invención está previsto que los evaporadores destinados a enfriar los compartimentos congeladores están realizados como platinas evaporadoras.

De acuerdo con una última forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que el compartimento congelador de menor capacidad útil esté situado dentro de la carcasa del aparato congelador, encima del compartimento congelador de mayor capacidad útil.

Una solución que presente estas características tiene la ventaja de que además de facilitar la carga del compartimento congelador de menor capacidad útil, que sirve para la congelación más rápida de los productos a congelar se crea una posibilidad de acceso notablemente más conveniente para controlar el estado de congelación del producto a congelar.

La invención se explica en la descripción siguiente sirviéndose de un ejemplo de realización representado de forma simplificada en el dibujo adjunto. En éste pueden verse:

Fig. 1 un armario congelador doméstico representado esquemáticamente, con dos compartimentos congeladores separados térmicamente entre sí, que tienen distinta capacidad útil, con los evaporadores dispuestos en su interior y un circuito frigorífico que sirve para alimentarlos con agente frigorífico, con una electroválvula en una primera posición de trabajo en la que ambos evaporadores conectados en serie reciben agente frigorífico, y

Fig. 2 el armario congelador doméstico según la figura 1, pero con la electroválvula en su segunda posición de trabajo que únicamente alimenta con agente frigorífico al evaporador del compartimento congelador de menor capacidad útil.

En la figura 1 está representado de forma puramente esquemática un armario congelador doméstico 10, dentro de cuya carcasa calorifugada 11 están previstos dos compartimentos congeladores 12 y 13 dispuestos uno sobre el otro. Éstos están separados térmicamente entre sí por medio de un fondo intermedio 14 de construcción calorifugada, y tienen diferente capacidad útil, estando dispuesto el compartimento congelador 12 de menor capacidad útil en la parte superior.

El armario congelador doméstico 10 está equipado con una instalación de frío 15, que incluye un compresor de agente frigorífico 16 diseñado para enfriar simultáneamente los dos compartimentos congeladores 12 y 13. Conectado al compresor de agente frigorífico 16 y por el lado de presión hay un licuador 17, que por el lado de salida está unido a una electroválvula 18 de 3/2 vías que sirve de elemento de control y que se puede activar eléctricamente. La electroválvula 18 que se activa por medio de un circuito electrónico de evaluación en función de la temperatura que reine en el compartimento de congelación 13, y que se puede situar en dos posiciones de trabajo diferentes I y II, lleva en sus dos salidas sendos tubos estranguladores 19 y 20, destinados a reducir la presión del agente frigorífico líquido que afluye desde el licuador 17, que están realizados en forma de espiral y que ofrecen idéntica resistencia al paso para el agente frigorífico líquido. El tubo estrangulador 19 está previsto en el lado de entrada de un evaporador 21 dispuesto en el compartimento frigorífico 12 y realizado como platina evaporadora, donde el conjunto de conductos de agente frigorífico 12 está realizado en meandros sobre la platina evaporadora. El evaporador 21 está unido por el lado de salida con el lado de aspiración del compresor de agente frigorífico 16, y lleva en su lado de entrada próximo al tubo estrangulador 19 un punto de conexión 23 próximo a su punto de inyección de agente frigorífico, que no está representado. Éste sirve para la conexión fluídica del sistema de conducto de agente frigorífico 22 del evaporador 21 a una tubería de unión 24, cuya sección de paso se puede cerrar mediante un dispositivo aislador realizado como válvula de aislamiento 25 con control eléctrico. A través de la conexión de técnica frigorífica de la tubería de unión 24 al conjunto de conductos de agente frigorífico 22 del evaporador 21 se conduce agente frigorífico líquido, procedente de la tubería de unión 24, prácticamente a través del 100% de la superficie frigoríficamente eficaz del evaporador 21, de manera que se obtiene una elevada potencia frigorífica para éste. El evaporador 21 está conectado fluídicamente a través de la tubería de unión 24 con un evaporador 26 dispuesto en el compartimento congelador 13, también realizado en forma de platina. Para conectar la tubería de unión 24 al evaporador 26 se ha previsto en el extremo del lado de salida del conjunto de conductos de agente frigorífico 27 un punto de conexión 28, mientras que el extremo del lado de entrada del conjunto de conductos de agente frigorífico 27 está unido por el tubo estrangulador 20.

En las figuras 1 y 2 se han representado mediante líneas de trazos más gruesos diferentes estados de funcionamiento del armario congelador doméstico 10 y de la instalación frigorífica 15, donde el estado de funcionamiento representado en la figura 1 muestra el régimen normal, en el cual la electroválvula 18 se encuentra en su posición de trabajo II y la válvula de aislamiento 25 trabaja en régimen de paso, de manera que el evaporador 26 del compartimento congelador 13 está conectado en serie delante del evaporador 21 del compartimento congelador 12. En esta posición de trabajo II de la electroválvula 18, el flujo de agente frigorífico producido por el compresor de agente frigorífico 16 se conduce al tubo estrangulador 20 para reducir su presión hasta la presión de trabajo específica del evaporador 26, desde donde pasa al conjunto de conductos de agente frigorífico 27 del evaporador 26 a través de su punto de inyección, que no está representado. En el extremo del lado de salida del conjunto de conductos de agente frigorífico 27, el flujo de agente frigorífico entra a través del punto de conexión 28 a la tubería de unión 24 y a través del punto de conexión 23 al conjunto de conductos de agente frigorífico 22 del evaporador 21, desde donde es aspirado en estado gaseoso por el lado de aspiración del compresor de agente frigorífico 16 en el lado de salida del conjunto de conductos de agente frigorífico 22. Estando la electroválvula 18 en la posición de trabajo II, los dos evaporadores 21 y 26 reciben agente frigorífico líquido, de manera que los compartimentos congeladores 12 y 13 alcanzan su temperatura de trabajo deseada.

Una vez que el armario congelador doméstico 10 haya estado trabajando durante algún tiempo en "régimen normal", en el que se enfrían sus dos compartimentos congeladores 12 y 13, el agente frigorífico líquido está distribuido de manera aproximadamente uniforme en todo el sistema evaporador compuesto por el evaporador 21 y el evaporador 26. Si ahora se conmuta la electroválvula 18 a su posición de trabajo I, mediante el accionamiento manual de un conmutador eléctrico no representado, con el fin de conseguir un proceso de congelación rápido en el compartimento congelador 12, donde al mismo tiempo que tiene lugar el proceso de conmutación de la electroválvula 18 la válvula de aislamiento 25 pasa a su posición de cierre, el agente frigorífico líquido que se encuentra en el evaporador 26 queda desacoplado del circuito frigorífico del compresor de agente frigorífico 16. El compresor de agente frigorífico 16, que por lo que respecta a su volumen de impulsión está diseñado para poder alimentar con agente frigorífico líquido los dos evaporadores 21 y 26, trabaja en cierto modo muy descargado. Esto se manifiesta en una fuerte reducción de la presión de evaporación para el agente frigorífico y, por lo tanto, en una importante reducción de la temperatura de evaporación, la cual se ve influenciada adicionalmente de modo favorable por la menor incidencia del calor debido a la menor capacidad útil del compartimento congelador 12. El agente frigorífico líquido que permanece en el circuito de agente frigorífico es conducido por el compresor de agente frigorífico 16, a través de la electroválvula que está en su posición de trabajo I, al tubo estrangulador 19, desde donde se conduce al conjunto de conductos de agente frigorífico 22 del evaporador 21 a través del punto de inyección del evaporador 21, que no está representado, y que está situado él solo en el circuito de agente frigorífico con el compresor 16, desde donde se conduce a través del lado de salida del conjunto de conductos de agente frigorífico 22 al lado de aspiración del compresor 16.

Para el caso de que durante el proceso de congelación en el compartimento congelador 12 la temperatura del compartimento congelador 13 suba hasta alcanzar unos valores inadmisibles, la electroválvula 18 se conmuta a su posición de trabajo II por medio de un circuito de evaluación electrónico (no representado) que evalúa la temperatura en el compartimento congelador 13, con lo cual el evaporador 26 vuelve a quedar acoplado en el circuito de agente frigorífico para enfriar el compartimento congelador 13.

Una vez que se haya alcanzado la temperatura de ultracongelado necesaria para la congelación rápida en el compartimento congelador 12, el circuito electrónico de evaluación conmuta los dos elementos de mando a su posición de trabajo en la que se alimentan con agente frigorífico los dos compartimentos congeladores 12 y 13.

A diferencia del ejemplo de realización descrito, los evaporadores 21 y 26 también pueden estar realizados como evaporadores de tubo filiforme, con niveles de evaporador dispuestos a diferentes alturas.

Para aumentar la velocidad de congelación se puede prever adicionalmente en el compartimento congelador 12 un ventilador que recircule el aire frío en el mismo, con lo cual se consigue una transmisión de calor más favorable desde el evaporador 21 al producto para congelar que esté colocado en el compartimento congelador.

Se han conseguido unas velocidades de congelación buenas para el producto a congelar colocado en el compartimento congelador 12 si la capacidad útil de éste es inferior o igual a una quinta parte de la capacidad útil del compartimento congelador 13.

Claims

1. Aparato congelador con por lo menos dos compartimentos congeladores aislados térmicamente entre sí, dispuestos en el interior de su carcasa calorifugada, cada uno de los cuales es enfriado por un evaporador, los cuales están unidos fluídicamente entre sí por medio de una tubería de unión, y que pueden recibir agente frigorífico a través de un medio de control, donde los compartimentos congeladores (12, 13) tienen diferente capacidad útil, caracterizado porque el evaporador que sirve para enfriar el compartimento congelador (13) de mayor capacidad útil se puede desacoplar del flujo de agente frigorífico por medio de un dispositivo de aislamiento dispuesto en la tubería de unión (24), sirviendo como depósito para el agente frigorífico líquido.

2. Aparato congelador según la reivindicación 1, caracterizado porque como dispositivo de aislamiento sirve una válvula de aislamiento (25) controlada eléctricamente.

3. Aparato congelador según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la válvula de aislamiento (25) dispuesta en la tubería de unión (24) conmuta de su régimen de paso a su régimen de bloqueo esencialmente al mismo tiempo que el medio de control al ser activado el evaporador (21) en el compartimento congelador (12) de menor capacidad útil.

4. Aparato congelador según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la tubería de unión está conectada fluídicamente al evaporador (21) destinado a enfriar el compartimento congelador (12) de menor capacidad útil, en por lo menos el 50% de su superficie de evaporación frigoríficamente eficaz.

5. Aparato congelador según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el acoplamiento de la tubería de unión (24) al evaporador (21) destinado al enfriamiento del compartimento congelador (12) de menor capacidad útil está dispuesto en el tramo del lado de entrada de su superficie de evaporación.

6. Aparato congelador según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en el compartimento congelador (12) de menor capacidad útil está dispuesto un ventilador, que se pone en funcionamiento al ser activado por el medio de control el evaporador (21) situado en este compartimento congelador (12).

7. Aparato congelador según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los evaporadores (21, 26) destinados a enfriar los compartimentos congeladores (12, 13) llevan conectados, en el sentido de flujo del agente frigorífico impulsado por el compresor (16), unos dispositivos estranguladores (19, 20) destinados a reducir la presión de aquél, y que esencialmente presentan un idéntico volumen de flujo por unidad de tiempo.

8. Aparato congelador según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el acoplamiento de la tubería de unión (24) al evaporador (26) destinado a enfriar el compartimento congelador (13) de mayor capacidad útil está dispuesto en el tramo del lado de salida de su superficie de evaporación.

9. Aparato congelador según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el evaporador (26) destinado a enfriar el compartimento congelador (13) de mayor capacidad útil está dispuesto en serie, delante del otro evaporador (21), al ser activado por el elemento de control y está unido fluídicamente con aquél a través de la tubería de unión (24).

10. Aparato congelador según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los evaporadores (21, 26) destinados a enfriar los compartimentos congeladores (12, 13) están realizados como evaporadores de tubo filiforme con niveles de evaporador dispuestos a diferentes alturas.

11. Aparato congelador según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los evaporadores (21, 26) destinados a enfriar los compartimentos congeladores (12, 13) están realizados como platinas evaporadoras.

12. Aparato congelador según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el compartimento congelador (12) de menor capacidad útil está dispuesto dentro de la carcasa (11) del aparato congelador (10) encima del compartimento congelador (13) de mayor capacidad útil.