ES2210330T3 - Congelador. - Google Patents
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- F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
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Abstract
UN APARATO (10) DE REFRIGERACION CON AL MENOS DOS COMPARTIMENTOS (12,13) DE REFRIGERACION DISPUESTOS DENTRO DE SU CARCASA (11) CON AISLAMIENTO TERMICO, ESTANDO SEPARADOS TERMICAMENTE UNO DE OTRO, DE LOS QUE CADA UNO DE ELLOS ESTA REFRIGERADO CON UN EVAPORADOR (15,19), QUE SE ALIMENTAN POR MEDIO DE UN COMPRESOR (23) CON AGENTE DE REFRIGERACION. LOS COMPARTIMENTOS (12,13) DE REFRIGERACION ESTAN EQUIPADOS CON CONTENIDO DE APROVECHAMIENTO DIFERENTE Y LOS EVAPORADORES (15,19) QUE SIRVEN PARA SU ENFRIAMIENTO SE UNEN EN UN CIRCUITO EN SERIE SEGUN APLICACION TECNICA DE CORRIENTE, DONDE EL EVAPORADOR (19) QUE SIRVE PARA EL ENFRIAMIENTO DEL COMPARTIMENTO (13) DE REFRIGERACION CON CONTENIDO DE APROVECHAMIENTO GRANDE ES ACOPLABLE MEDIANTE DOS MEDIOS (17,21) DE CONTROL A PARTIR DEL CIRCUITO DE REFRIGERACION Y SIRVE COMO RESERVA PARA EL AGENTE REFRIGERANTE LIQUIDO.
Description
Congelador.
La invención se refiere a un aparato congelador
con por lo menos dos compartimientos congeladores separados
térmicamente entre sí, dispuestos en el interior de su cuerpo
calorifugado, cada uno de los cuales es enfriado por un evaporador,
que son alimentados con agente refrigerante desde un compresor. Un
aparato congelador de esta clase se conoce, por ejemplo, por la
patente DE-A-1751420.
En el caso de productos alimenticios frescos que
se vayan a conservar durante largo tiempo, congelándolos, 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 merma de
sabor, es importante que la congelación de los productos a congelar
tenga lugar lo más rápidamente posible.
La invención tiene como objetivo crear un aparato
congelador según el preámbulo de la reivindicación 1, de tal manera
que se pueda incrementar notablemente de forma sencilla la velocidad
de congelación para el producto a congelar.
Este objetivo se consigue, de acuerdo con la
invención, porque los compartimientos congeladores tienen una
capacidad útil diferente y los evaporadores que sirven para su
enfriamiento están conectados en serie desde el punto de vista de la
técnica de fluidos, donde el evaporador que sirve para enfriar el
compartimiento congelador de mayor capacidad útil se puede
desacoplar del circuito de refrigeración por medio de dos elementos
de mando, y sirve como depósito de agente refrigerante líquido.
Al desacoplar el evaporador destinado al
enfriamiento del compartimiento congelador de mayor capacidad útil,
lleno de agente refrigerante líquido y que sirve como depósito, se
tiene la posibilidad de que en el circuito de enfriamiento trabaje
únicamente el evaporador que sirve para enfriar el compartimiento
congelador de menor capacidad útil, sin sobrecargarlo con agente
refrigerante líquido. En este régimen de funcionamiento, en el
evaporador que sirve para enfriar el compartimiento congelador de
menor capacidad útil, desciende la presión de evaporación y por lo
tanto, la temperatura de evaporación, debido a que el compresor
realmente está diseñado para alimentar con agente refrigerante ambos
evaporadores, de manera que aumenta notablemente la potencia de
enfriamiento y se obtiene así la posibilidad de congelar con una
rapidez considerablemente mayor los productos a congelar frescos
recién introducido. Además se obtiene para el compartimiento
congelador de menor capacidad útil, a igualdad de aislamiento
térmico de este compartimiento, una menor aportación de calor, con
lo cual también desciende la temperatura de evaporación del agente
refrigerante y por lo tanto aumenta la potencia de enfriamiento del
evaporador. Además de esto, la solución objeto de la invención
permite con medios sencillos el funcionamiento de un aparato
congelador con dos compartimientos congeladores, cada uno de los
cuales es adecuado como compartimiento congelador ****. Para el
funcionamiento del aparato congelador con dos compartimientos
congeladores, la potencia de enfriamiento está diseñada de tal
manera que de acuerdo con la norma se consiga el consumo de energía
más favorable, para lo cual el compresor está elegido de tal manera
que trabaje con un grado de rendimiento favorable en las condiciones
especificadas por las exigencias de la norma.
Para la potencia de enfriamiento se aplica la
siguiente ecuación:
Q = k \bullet A \bullet
\Delta
T
Q = potencia de enfriamiento (W)
k = coeficiente de transmisión del calor
(W/m^{2}K)
A = superficie de contacto del producto a
congelar respecto a las superficies de intercambio de calor
(m^{2})
\Delta T = diferencia de temperatura entre los
artículos a congelar y el agente refrigerante que se ha de
evaporar.
Tal como puede verse por la ecuación, la potencia
de enfriamiento aumenta proporcionalmente con la diferencia de
temperatura, de manera que la velocidad de congelación para
productos frescos recién introducidos aumenta notablemente debido a
la fuerte disminución de la temperatura de evaporación en el
evaporador que sirve para enfriar el compartimiento congelador de
menor capacidad útil.
Desde el punto de vista del circuito, el agente
refrigerante contenido en el evaporador, destinado a enfriar el
compartimiento congelador de mayor capacidad útil, se puede
desacoplar de forma especialmente segura y con un reducido gasto
técnico si, de acuerdo con una forma de realización preferida del
objeto de la invención, está previsto que uno de los elementos de
mando está realizado como una electroválvula de 2-3
vías intercalada en el circuito en serie de los evaporadores y se
puede activar eléctricamente, y el otro elemento de mando esté
realizado como una llave de paso que se puede activar
eléctricamente, dispuesta a la salida del evaporador previsto en el
compartimiento congelador de mayor capacidad útil.
También se logra una separación igualmente segura
del agente refrigerante en el evaporador destinado a enfriar el
compartimiento congelador de mayor capacidad útil si de acuerdo con
una realización alternativa del objeto de la invención está previsto
que ambos elementos de mando estén realizados como electroválvulas
de tres/dos vías, que se puedan activar eléctricamente, una de las
cuales está intercalada en el circuito en serie entre los
evaporadores y la otra electroválvula de tres/2 vías está dispuesta
a la salida del evaporador destinado a enfriar el compartimiento
congelador de mayor capacidad útil.
Con especial exactitud se puede conseguir la
cantidad de agente refrigerante necesaria en el circuito de
enfriamiento para alcanzar una temperatura de evaporación baja en el
evaporador destinado a enfriar el compartimiento congelador de menor
capacidad útil si, de acuerdo con una siguiente realización
preferida del objeto de la invención, está previsto que el proceso
de conmutación de los elementos de mando destinados a desacoplar el
evaporador para el enfriamiento del compartimiento congelador de
mayor capacidad útil tenga lugar al menos aproximadamente al mismo
tiempo.
De acuerdo con otra forma de realización
preferida del objeto de la invención está previsto que los elementos
de mando se puedan activar eléctricamente por medio de un circuito
de evaluación electrónico que en función de la temperatura, en el
compartimiento congelador de mayor capacidad útil, conmute los
elementos de mando para acoplar o desacoplar el evaporador en este
compartimiento congelador.
De este modo se evita siempre con seguridad que
durante el proceso de congelación en el compartimiento congelador de
menor capacidad útil aumente la temperatura en el compartimiento
congelador de mayor capacidad útil, por encima de la temperatura
deseada, y los productos allí almacenados sufran daño.
El proceso de congelación en el compartimiento
congelador de menor capacidad útil se puede iniciar según necesidad
de forma especialmente sencilla, si de acuerdo con una siguiente
realización ventajosa del objeto de la invención, está previsto que
los elementos de mando se puedan poner en la posición de conmutación
que sirve para desacoplar el evaporador destinado a enfriar el
compartimiento congelador de mayor capacidad útil, mediante el
accionamiento manual de un conmutador eléctrico.
Se obtiene una transmisión de frío especialmente
conveniente desde las superficies del evaporador al producto que se
trata de congelar si, de acuerdo con otra realización ventajosa del
objeto de la invención, está previsto que los evaporadores
destinados a enfriar el compartimiento congelador estén realizados
como evaporadores de tubo filiforme dispuestos por pisos.
Los evaporadores destinados a enfriar los
compartimientos congeladores se pueden disponer en éstos 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 compartimientos congeladores
estén realizados como placas evaporadoras de superficie
esencialmente continua.
De acuerdo con una última forma de realización
preferida del objeto de la invención está previsto que el
compartimiento congelador de menor capacidad útil esté dispuesto
dentro del cuerpo del aparato congelador, encima del compartimiento
congelador de mayor capacidad útil.
Esta disposición ofrece la ventaja de que además
de poder cargar con mayor facilidad el compartimiento congelador de
menor capacidad útil, que sirve para la congelación rápida de los
productos a congelar, se crea también una posibilidad de acceso
considerablemente más conveniente para poder controlar el estado de
congelación de los productos a congelar.
La invención se describe a continuación
sirviéndose de un ejemplo de realización representado en forma
simplificada en el dibujo. En los dibujos puede verse:
Figura 1 un congelador doméstico representado de
forma esquemática con dos compartimientos congeladores separados
térmicamente entre sí y de diferente capacidad útil, con los
evaporadores dispuestos en su interior en un circuito de
enfriamiento con dos elementos de mando, en una primera posición de
trabajo en la que ambos evaporadores reciben agente refrigerante,
y
Figura 2 el congelador doméstico de la figura 1,
pero estando los elementos de mando en su segunda posición de
trabajo, en la que únicamente recibe agente refrigerante el
evaporador situado en el compartimiento congelador de menor
capacidad útil.
En la figura 1 está representado de forma
puramente esquemática un congelador doméstico 10, en cuyo cuerpo
calorifugado 11 están previstos dos compartimientos congeladores 12
y 13 dispuestos uno sobre el otro. Éstos están separados
térmicamente entre sí mediante un fondo intermedio 14 de
construcción calorifugada y tienen una capacidad útil distinta,
estando dispuesto el compartimiento congelador de menor capacidad
útil 12 en la parte superior. El compartimiento congelador 12 es
enfriado por un evaporador 15 realizado en forma de placa, cuyo
sistema de conductos de agente refrigerante 16, dispuesto en
meandros, está conectado por el lado de salida a la entrada de una
electroválvula de tres/dos vías 17, activable eléctricamente, que
tiene una entrada y dos salidas. Una de las salidas de la
electroválvula 17 está conectada a una tubería de conexión 18 que se
puede conectar al sistema de conductos de agente refrigerante 16 del
evaporador 15, en una primera posición de trabajo I de la
electroválvula 17. La otra salida de la electroválvula 17 se puede
conectar a un sistema de conductos de agente refrigerante 16 del
evaporador 15, perteneciente a un evaporador 19 realizado en forma
de placa, en una segunda posición de trabajo II de la electroválvula
17, en serie con el sistema de conductos de agente refrigerante 20
del evaporador 19. El evaporador 19 sirve para enfriar el
compartimiento congelador 13 dispuesto debajo del compartimiento
congelador 12, y a la salida de su sistema de conductos de agente
refrigerante 20 lleva una válvula de paso 21, que se puede activar
eléctricamente, que por el lado de entrada está unida al sistema de
conductos de agente refrigerante 20 y que por el lado de salida está
conectada a un conducto de agente refrigerante 22, unido según la
técnica de los fluidos con la tubería de conexión 18. Esta
conducción de agente refrigerante 22 está unida al lado de
aspiración de un compresor de agente refrigerante 23, que por el
lado de presión está unido a un licuador 24. Éste está conectado en
su salida, por medio de un conducto de agente refrigerante que no
tiene designación particular, a un tubo estrangulador 25 de forma
helicoidal, que sirve para reducir la presión del agente
refrigerante que afluye desde el licuador 24 y que está unido según
la técnica de los fluidos con el punto de inyección del evaporador
15, que no está representado.
En las figuras 1 y 2 se han representado mediante
líneas de trazo más grueso diferentes regímenes de funcionamiento
del congelador doméstico 10 y de su instalación de frío, donde el
régimen de funcionamiento mostrado en la figura 1 representa el
"régimen normal", en el que por una parte la electroválvula 17,
en su posición de trabajo II, une entre sí en serie los dos
evaporadores 15 y 19, y por otra parte, la válvula de paso 21
dispuesta a la salida del evaporador 19 se encuentra en posición
abierta. En este régimen de funcionamiento del congelador doméstico
10, los dos evaporadores 15 y 19 están situados dentro del circuito
de agente refrigerante y son atravesados por agente refrigerante
líquido, de manera que los compartimientos congeladores 12 y 13
enfriados por ellos presentan las temperaturas de trabajo
debidas.
Para el caso de que se tengan que congelar
rápidamente productos frescos, los elementos de mando que sirven
para el mando del flujo de agente refrigerante, es decir, la
electroválvula 17 y la válvula de paso 21 se pueden situar en sus
otras posiciones de trabajo por medio de un conmutador eléctrico de
mando manual que no está representado, encontrándose la
electroválvula 17 después del proceso de conmutación en su posición
de trabajo I, en la que pone en comunicación el sistema de conductos
de agente refrigerante 16 con la tubería de conexión 18, mientras
que mediante el proceso de conmutación, la válvula de paso 21 ha
pasado de su posición abierta a su posición cerrada. En este régimen
de funcionamiento del congelador doméstico 10, el evaporador 19, con
su sistema de conductos de agente refrigerante 20 y el agente
refrigerante líquido que se encuentra en su interior, está
desacoplado del circuito de enfriamiento, de manera que en el
circuito de enfriamiento queda únicamente la cantidad de agente
refrigerante necesaria para enfriar el evaporador 15, con lo cual se
reduce la presión de evaporación de la cantidad de agente
refrigerante que queda en el circuito de enfriamiento debido a que
el compresor de agente refrigerante 23, diseñado, en cuanto a su
volumen de impulsión, para suministrar agente refrigerante líquido a
ambos evaporadores 15 y 19, y por lo tanto, la temperatura de
evaporación del agente refrigerante sufre una bajada considerable.
Debido a la baja temperatura de evaporación del agente refrigerante,
entre el evaporador 15 y el producto fresco introducido para
congelar se establece una diferencia de temperatura que acelera
notablemente el proceso de congelación y que además se ve
influenciada favorablemente por la bajada de temperatura de
evaporación en razón a la menor aportación de calor en el
compartimiento congelador 12, debido a su menor capacidad útil.
Para incrementar aún más la velocidad de
congelación se puede prever adicionalmente en el compartimiento
congelador 12 un ventilador que lleva a cabo la recirculación del
aire de enfriamiento, con lo cual se consigue una transmisión de
calor favorable del evaporador 15 al producto a congelar almacenado
en el compartimiento congelador 12.
Para el caso de que durante el proceso de
congelación en el compartimiento congelador 12 la temperatura en el
compartimiento congelador 13 suba a un nivel inadmisible, un
circuito electrónico de evaluación de la temperatura en el
compartimiento congelador 13, que no está representado, conmuta
tanto la electroválvula 17 como la válvula de paso 21 a aquella
posición de trabajo en la que el evaporador 19 vuelve a estar
acoplado dentro del circuito de agente refrigerante, de manera que
su sistema de conductos de agente refrigerante 20 vuelve a estar
atravesado por agente refrigerante líquido.
Una vez que se haya alcanzado la temperatura de
ultracongelación necesaria para la congelación rápida en el
compartimiento congelador 12, el circuito electrónico de evaluación
conmuta los dos elementos de mando a su régimen de funcionamiento en
el que pasa agente refrigerante por los dos compartimientos
congeladores 12 y 13.
Se han conseguido unas velocidades de congelación
buenas para el producto a congelar colocado en el compartimiento
congelador 12 si la capacidad útil de éste es inferior o igual a una
quinta parte de la capacidad útil del compartimiento congelador
13.
A diferencia del ejemplo de realización descrito,
los evaporadores 15 y 19 pueden estar realizados también como
evaporadores de tubo filiforme estando dispuestos los pisos del
evaporador a diferentes alturas.
Claims (9)
1. Aparato congelador con por lo menos dos
compartimientos congeladores separados térmicamente entre sí,
dispuestos en el interior de su cuerpo calorifugado, cada uno de los
cuales es enfriado por un evaporador, que son alimentados con agente
refrigerante desde un compresor, caracterizado porque los
compartimientos congeladores (12, 13) tienen diferente capacidad
útil y los evaporadores (15, 19) que sirven para su enfriamiento
están unidos según la técnica de los fluidos conectados en serie,
donde el evaporador (19) que sirve para el enfriamiento del
compartimiento congelador (13) de mayor capacidad útil se puede
desacoplar fuera del circuito de enfriamiento por medio de dos
elementos de mando, sirviendo como depósito para el agente
refrigerante líquido.
2. Aparato congelador según la reivindicación 1,
caracterizado porque uno de los elementos de mando está
realizado como una electroválvula de dos/tres vías (17) que se puede
activar eléctricamente, intercalada en el circuito en serie de los
evaporadores (15, 19), y el otro elemento de mando es una válvula de
cierre (21) que se puede activar eléctricamente, dispuesta a la
salida del evaporador (19) previsto en el compartimiento congelador
(13) de mayor capacidad útil.
3. Aparato congelador según la reivindicación 1,
caracterizado porque los dos elementos de mando están
realizados como electroválvulas de dos/tres vías (17) que se pueden
activar eléctricamente, estando dispuestas una en el circuito en
serie entre los evaporadores (15, 19), y la otra electroválvula de
dos/tres vías (17) en el lado de salida en el evaporador (19) para
enfriamiento del compartimiento congelador (13) de mayor capacidad
útil.
4. Aparato congelador según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el proceso de
conmutación de los elementos de mando (17, 21) para desacoplar el
evaporador (19) para enfriamiento del compartimiento congelador (13)
de mayor capacidad útil tiene lugar aproximadamente de forma
simultánea en el tiempo.
5. Aparato congelador según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los elementos de
mando (17, 21) se pueden activar eléctricamente mediante un circuito
electrónico de evaluación, que en función de la temperatura en el
compartimiento del congelador (13) de mayor capacidad útil conmuta
los elementos de mando (17, 21) para el acoplamiento o
desacoplamiento del evaporador (19) en este compartimiento
congelador (13).
6. Aparato congelador según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los elementos de
mando (17, 21) se pueden situar en la posición de conmutación que
sirve para desacoplar el evaporador (19) para enfriamiento del
compartimiento congelador (13) de mayor capacidad útil, mediante el
accionamiento manual de un conmutador eléctrico.
7. Aparato congelador según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los evaporadores
(15, 19) que sirven para el enfriamiento de los compartimientos
congeladores (12, 13) están realizados como evaporadores de tubo
filiforme dispuestos a modo de pisos.
8. Aparato congelador según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los evaporadores
(15, 19) que sirven para el enfriamiento de los compartimientos
congeladores (12, 13) están realizados como evaporadores de placa de
superficie esencialmente continua.
9. Aparato congelador según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el
compartimiento congelador (12) de menor capacidad útil está situado
dentro del cuerpo (11) del aparato congelador (10) encima del
compartimiento congelador (13) de mayor capacidad útil.
Applications Claiming Priority (2)
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