ES2400635B1 - Aparato refrigerador - Google Patents

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Abstract

Aparato refrigerador (1) con un recinto de congelación (2) y al menos un recinto de refrigeración (3), que comprende un compresor (4), un condensador (5), y al menos dos unidades de enfriamiento asociados a los recintos de congelación y refrigeración y conectados en serie, situados en un circuito de agente refrigerante. La unidad de enfriamiento del recinto de refrigeración es un evaporador estático (6), la unidad de enfriamiento del recinto de congelación es un evaporador no-frost (7), y el aparato refrigerador (1) comprende un único regulador de temperatura (8).

Description

5
Aparato refrigerador
SECTOR DE LA TÉCNICA
1 O
La presente invención se relaciona con aparatos refrigeradores, en particular aparato refrigerador con aparatos refrigeradores domésticos con recintos con distintas temperaturas.
15 20 25 30
ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA Son bien conocidos en el estado de la técnica aparatos refrigeradores con un recinto de congelación y al menos un recinto de refrigeración, que comprenden un compresor, un condensador, y al menos dos unidades de enfriamiento asociados a los recintos de congelación y refrigeración conectados en serie y situados en un circuito de agente refrigerante. La patente US3009338 divulga un aparato refrigerador del tipo arriba descrito, en donde las unidades de enfriamiento son dos evaporadores estáticos que forman un sistema evaporador, estando el evaporador del recinto de refrigeración de menor potencia frigorífica conectado fluídicamente a continuación del evaporador del recinto de congelación de mayor potencia frigorífica y en el que el circuito de control que regula el compresor incluye un termostato que recibe la temperatura del evaporador del recinto de refrigeración, y esto lo realiza por medio de un sensor de temperatura asociado a dicho termostato que está dispuesto en contacto térmico con el evaporador. En estos aparatos refrigeradores, la regulación de la temperatura del recinto de congelación se realiza indirectamente a través de la regulación de la temperatura del recinto de refrigeración.
35
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención es el de proporcionar
un aparato refrigerador, según
se define en las reivindicaciones.
El aparato refrigerador de la invención, que tiene un recinto de congelación y al
menos un recinto de refrigeración, comprende un compresor, un condensador, y al
menos dos unidades de enfriamiento asociados a los recintos de congelación y
5
refrigeración y conectados en serie, situados en un circuito de agente refrigerante. La
unidad de enfriamiento del recinto de refrigeración es un evaporador estático, la
unidad de enfriamiento del recinto de congelación es un evaporador del tipo no-frost y
el aparato refrigerador comprende un único regulador de temperatura.
Los evaporadores del tipo no-frost, ya conocidos en el estado de la técnica, son
1 O
baterías que enfrían por circulación forzada de aire, siendo su principal ventaja la no
generación de escarcha. No obstante, no se han combinado en el estado de la técnica
un evaporador no-frost y un evaporador estático conectados en serie y con un único
regulador de temperatura, debido a los prejuicios técnicos del experto en la materia
para plantear dicha solución. Se ha comprobado sin embargo que la citada solución
15
puede funcionar de manera óptima, obteniéndose un aparato refrigerador sencillo y de
bajo coste.
Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la
vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.
20
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Fig. 1 muestra una vista lateral y representada en sección de una realización de un
aparato refrigerador de la invención.
25
La Fig. 2 muestra esquemáticamente un diagrama del circuito de refrigeración
empleado en el aparato refrigerador de la Fig. 1.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
30
En la Fig. 1 se muestra un aparato refrigerador 1 de acuerdo con un ejemplo de
realización. En dicha realización el aparato refrigerador 1 está formado por un recinto
de congelación 2 y un recinto de refrigeración 3 con diferentes temperaturas, y un
sistema evaporador que permite el enfriamiento de dichos recintos y que está formado
35
por dos evaporadores. Estos evaporadores están asociados a los recintos de
enfriamiento, siendo el del recinto de refrigeración 3 un evaporador estático 6 y el del
recinto de congelación 2 un evaporador del tipo no-frost 7.
El funcionamiento del aparato refrigerador 1 está controlado por la regulación
de la temperatura del recinto de refrigeración 3 y para ello el aparato refrigerador tiene
un sensor de temperatura 1 O en el recinto de refrigeración 3. El sensor envía la
temperatura a un regulador de temperatura 8, el cual dispone de un selector de
5
temperatura 12 que permite seleccionar al usuario la temperatura deseada en el
recinto de refrigeración 3.
En la Fig. 2 se muestra esquemáticamente un diagrama del circuito de
refrigeración (9) que permite la circulación del agente refrigerante. Dicho circuito 9 está
formado por un compresor 4, un condensador 5, un filtro 13, un evaporador o batería
1 O
no-frost 7 asociado al recinto de congelación 2 y un evaporador estático 6 asociado al
recinto de refrigeración 3 conectados en serie, estando el evaporador estático 6
conectado fluídicamente a continuación del evaporador no-frost; además el circuito 9
está formado por un colector 14 de agente refrigerante y un intercambiador 15.
En el aparato refrigerador 1 de la invención, el funcionamiento del circuito de
15
refrigeración 9 está controlado únicamente por la regulación de temperatura del recinto
de refrigeración 3. El enfriamiento del recinto de congelación 2, que no está regulado,
se realiza al mismo tiempo que el recinto de refrigeración 3, pues cada vez que se
pone en marcha el circuito de refrigeración 9 a solicitud del recinto de refrigeración 3,
el agente refrigerante se conduce primeramente al evaporador no-frost 7 asegurando
20
de esta forma su enfriamiento. Por lo tanto se trata de un aparato refrigerador 1 que
parcialmente se enfría mediante circulación forzada de aire frío en el recinto de
congelación 2, y mediante convección en el recinto de refrigeración 3.
El circuito de refrigeración 9 se pone en marcha cuando el sensor 1 O del recinto
de refrigeración 3 detecta una temperatura umbral superior Ton, y se para cuando el
25
sensor 1 O detecta una temperatura umbral inferior Toff. El usuario previamente ha
seleccionado una temperatura de funcionamiento para el recinto de refrigeración 3 a
través de un selector de temperatura 12; esta temperatura seleccionada es una
temperatura de consigna y el regulador de temperatura 8 tiene asignadas a cada
temperatura de consigna unos valores Ton y Toff.
30
Para garantizar que la temperatura del recinto de congelación 2 se mantenga
constantemente por debajo de -18° C, se busca un equilibrio en el circuito de
refrigeración 9 entre el enfriamiento programado mediante el selector de temperatura
12 para el recinto de refrigeración 3 y el enfriamiento del recinto de congelación 2. El
equilibrio se consigue dimensionando los evaporadores estático 6 y no-frost 7 de tal
35
manera que en el período de enfriamiento del recinto de refrigeración 3, el evaporador
no-frost 7 debe ser capaz de enfriar el recinto de congelación 2 para poder mantener
su temperatura siempre por debajo de -18° C. Para ello una vez dimensionado un
evaporador no-frost 7 capaz, se dimensiona el evaporador estático 6 capaz de enfriar
el recinto de refrigeración 3 a las temperaturas de consigna definiendo la longitud de
tubo y/ó la superficie de placa necesarias. Siempre se puede dimensionar un
evaporador no-frost 7 para el recinto de congelación 2 con una gran capacidad de
5
enfriamiento de forma que la temperatura se mantenga muy por debajo de los -18° C,
pero es preciso tener en cuenta por un lado el incremento de coste que supone un
evaporador sobredimensionado y por otro el incremento de consumo energético que
supone el sobreenfriamiento.
En cualquier caso, en una realización preferente el aparato refrigerador 1
1 O
comprende, como medida de seguridad, un sensor de temperatura de seguridad 11 en
el recinto de congelación 2. Dicho sensor de temperatura de seguridad 11 envía la
temperatura en el recinto de congelación 2 al regulador de temperatura 8 para que
dicho regulador de temperatura 8 actúe en consecuencia si dicha temperatura sube
por encima de -18° C.
15
Cuando el sensor 1 O del recinto de refrigeración 3 detecta una temperatura Ton
el circuito de refrigeración 9 se pone en marcha; el regulador de temperatura 8 recibe
la señal del sensor 1 O y pone en marcha el compresor 4 el cual comprime el agente
refrigerante que se encuentra en estado gaseoso y lo envía sobrecalentado al
condensador 5. En el condensador 5 el gas sobrecalentado se va desprendiendo del
20
calor cediéndolo a la atmósfera que lo rodea y progresivamente se condensa. Al final
del condensador 5 el agente refrigerante se encuentra en estado líquido.
Cuando el agente refrigerante sale del condensador 5 pasa por un filtro 13, en
el cual son eliminadas las posibles moléculas de humedad de agua que pueda
contener y las posibles partículas que posteriormente pueden obstruir el circuito 9.
25
Una vez que el agente refrigerante ha pasado por el filtro 13, se conduce por
un tubo capilar 16, de diámetro interior muy pequeño, hasta el evaporador no-frost 7.
La función del tubo capilar 16 es regular la presión del agente refrigerante,
reduciéndola desde la presión de condensación (alta) hasta la presión de evaporación
(baja).
30
A continuación el agente refrigerante entra en el evaporador no-frost 7, que se
encuentra en una ubicación anexa al recinto de congelación 2 junto con un ventilador
(no representado en la Figura 1 ), situándose a la entrada del evaporador 7 una unidad
de expansión 17 que realiza la unión entre el tubo capilar 16 de diámetro muy pequeño
y la conducción tubular del evaporador 7 que es mayor. Del tubo capilar 16 sale el
35
agente refrigerante en estado líquido a baja presión y después de la expansión 17 y a
lo largo del evaporador 7 se produce una evaporación progresiva y un rápido
enfriamiento. El agente refrigerante toma el calor ambiente que rodea el evaporador 7,
que en el caso del evaporador no-frost 7 es el aire movido por el ventilador. El aire al pasar por el evaporador 7 se enfría, ya que cede parte de su energía en forma de calor al agente refrigerante que lo utiliza para seguir su evaporación, produciéndose así un enfriamiento por circulación forzada de aire.
Una vez que el aire se ha enfriado y secado, ya que pierde la humedad que transporta al condensarse en las aletas del evaporador 7 que están frías, es enviado al recinto de congelación 2 por medio del ventilador; en dicho recinto el aire toma el calor de los alimentos que están almacenados y lo transporta de nuevo al evaporador no-frost 7.
Al llenarse todo el evaporador no-frost 7 de agente refrigerante que se está evaporando, pasa al evaporador estático 6 del recinto de refrigeración 3 en el cual continúa evaporándose hasta que al final del mismo ya todo el agente refrigerante se encuentra en estado de vapor. El evaporador estático 6 se encuentra detrás de la pared posterior del recinto de refrigeración 3 por cuestiones estéticas, produciéndose el intercambio de calor entre el evaporador 6 y el recinto de refrigeración 3 a través de dicha pared.
El enfriamiento del recinto de refrigeración 3 se produce por convección natural, pues el aire que se encuentra más próximo a la ubicación del evaporador 6 se enfría y cae hacia abajo ya que es más denso que el aire caliente, y el hueco que ha dejado el aire caído es ocupado inmediatamente por aire caliente, repitiéndose este proceso continuamente.
Una vez que el agente refrigerante sale del evaporador estático 6 pasa al colector (14) donde se va almacenando. Debido a que el aparato refrigerador 1 puede trabajar a diferentes temperaturas ambientes, y a que puede producirse el caso de que se envíe agente refrigerante parcialmente en estado líquido al compresor 4, el colector 14, que está situado a temperatura ambiente y en él se produce una expansión, permite realizar una separación de fases, asegurando que el agente refrigerante se encuentre en estado gaseoso y por tanto se pueda enviar en este estado al compresor
4.

Después de salir el agente refrigerante del colector 14 en estado gaseoso comienza el camino hacia el compresor 4 por medio del tubo de succión ó tubo intercambiador 15; en el mismo se pone en contacto el tubo capilar 16 que conduce el agente refrigerante en estado líquido hacia el evaporador no-frost 7 con el tubo de succión 15, ubicándolo dentro del mismo o adosándolo a la superficie exterior del mismo, de forma que parte del calor que tiene el fluido que pasa por el tubo capilar 16 sea cedido al vapor que retorna al compresor 4, mejorando de esta forma la eficacia del sistema.
Se obtiene un aparato refrigerador 1 de acuerdo con este ejemplo de realización, cuyo sistema de enfriamiento es parcialmente no-frost pues el recinto de congelación 2 se enfría mediante un evaporador no-frost 7, con ayuda de un ventilador, por circulación forzada de aire, y el recinto de refrigeración 3 se enfría mediante un evaporador estático 6 por convección natural. Este evaporador no-frost 7 no permite que se acumule escarcha ni en el recinto de congelación 2, ni en los alimentos, ni en el evaporador.
Así mismo este aparato refrigerador 1 dispone de un único regulador de temperatura 8 asociado con un sensor de temperatura 1 O dispuesto en el recinto de refrigeración 3, que a diferencia de los aparatos refrigeradores que disponen de un único sensor de temperatura dispuesto en contacto térmico con el evaporador consigue un funcionamiento más preciso y fiable; los aparato refrigeradors que disponen dos sensores de temperatura, uno en contacto térmico con el evaporador y otro en el recinto de refrigeración realizan con el primer sensor el desescarche del evaporador y con el segundo el funcionamiento del aparato refrigerador, pero son más complejos que el aparato refrigerador 1 de la invención, que realiza el desescarche del evaporador estático 6 mediante una programación periódica de un ciclo con una temperatura Ton con mayor valor que la correspondiente a la consigna seleccionada. Todo ello supone un menor coste al conseguir una mejor eficacia en el funcionamiento, y al realizarlo con un menor número de componentes.
El aparato refrigerador 1 de la invención es un aparato refrigerador más sencillo que un aparato refrigerador con dos regulaciones, ya sea estático ó no-frost. Es un aparato que tiene un capilar, no dispone de electroválvula, y la unidad de control es más sencilla pues tiene que controlar menos componentes y funciones. Ello así mismo supone una reducción de costes respecto a los aparatos de dos regulaciones por el menor número de componentes y por su mayor sencillez.

Finalmente y en el apartado de calidad, en el proceso de fabricación del aparato refrigerador 1 se consigue mejorar por mayor sencillez de los elementos a montar y en menor cantidad, reduciéndose la posibilidad de equívocos y montajes incorrectos, reduciéndose el número de soldaduras y por tanto reduciéndose la probabilidad de fugas de agente refrigerante. Consecuencia de todo ello es que la calidad de producto percibida por el usuario es mayor.

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Aparato refrigerador (1) con un recinto de congelación (2) y al menos un
    5
    recinto de refrigeración (3), que comprende:
    un compresor (4);
    un condensador(5);y
    al menos dos unidades de enfriamiento asociados a los recintos de
    congelación (2) y refrigeración (3) y conectados en serie, situados en un circuito de
    1 O
    agente refrigerante (9),
    caracterizado porque la unidad de enfriamiento del recinto de refrigeración es
    un evaporador estático (6), la unidad de enfriamiento del recinto de congelación es un
    evaporador del tipo no-frost (7), y el aparato refrigerador (1) comprende un único
    regulador de temperatura (8).
    15
    2.-Aparato refrigerador (1) según la reivindicación 1, en donde hay un sensor
    de temperatura (1 O) asociado con el regulador (8), estando dicho sensor de
    temperatura (1 O) dispuesto en el recinto de refrigeración (3).
  2. 3.-Aparato refrigerador (1) según la reivindicación 2, que comprende un
    selector de temperatura (12) asociado al regulador (8).
    20
    4.-Aparato refrigerador (1) según la reivindicación 3, en donde el regulador (8)
    pone en marcha el circuito (9) si la temperatura medida por el sensor (1 O) es superior
    a una temperatura umbral superior Ton correspondiente a la temperatura de consigna
    elegida mediante el selector de temperatura (12), y para dicho circuito (9) si la
    temperatura medida por el sensor (1 O) es inferior a una temperatura umbral inferior
    25
    Toff correspondiente a dicha temperatura de consigna.
  3. 5.-Aparato refrigerador (1) según la reivindicación 4, en donde el regulador (8)
    programa periódicamente un ciclo con una temperatura umbral superior Ton mayor
    que la correspondiente a la temperatura de consigna, para el desescarche del
    evaporador estático (6).
    30
    6.-Aparato refrigerador (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    que comprende un sensor de temperatura de seguridad (11) en el recinto de
    congelación (2) asociado al regulador (8).
  4. 7.-Aparato refrigerador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en
    donde el evaporador del recinto de refrigeración (6) está conectado fluídicamente a
    35
    continuación del evaporador del recinto de congelación (7).
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