MXPA05000181A

MXPA05000181A - Un gabinete para refrigerador aislado al vacio y metodo para evaluar la conductividad termica del mismo.

Info

Publication number: MXPA05000181A
Application number: MXPA05000181A
Authority: MX
Inventors: David Kirby
Original assignee: Whirlpool Co
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-04-11
Also published as: DE60231382D1; CA2490776A1; ES2322128T3; ATE424538T1; US20050223721A1; US7472555B2; PL204794B1; BR0312345B1; EP1378716B1; CN1666072A; BR0312345A; CA2490776C; PL373262A1; WO2004003445A1; EP1378716A1; CN100370203C

Abstract

Un gabinete para refrigerador aislado al vacio comprende un sistema de evacuacion para evacuar un espacio(10, 12) de aislamiento del gabinete cuando la presion dentro de tal espacio es mayor que un valor predeterminado. El gabinete presenta medios de sensor que comprenden un sensor (14) de temperatura y un calentador (18) ambos localizados dentro del espacio (10, 12) de aislamiento y un sistema (16) de control para activar el calentador (18) de acuerdo con un ciclo de calentamiento predeterminado y para recibir una senal del sensor (14) de temperatura, tal sistema es capaz de proporcionar al sistema de evacuacion con una senal relacionada con el nivel de aislamiento dentro del espacio de aislamiento.

Description

UN GABINETE PARA REFRIGERADOR AISLADO AL VACIO Y METODO PARA EVALUAR LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL MISMO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un gabinete para refrigerador aislado al vacio que comprende un sistema de evacuación para evacuar un espacio de aislamiento del gabinete cuando la presión dentro del espacio sea mayor que un valor predeterminado. Con el término "refrigerador" se da a entender cada tipo de aparato doméstico en el cual la temperatura interior es menor que la temperatura ambiente, es decir, refrigeradores domésticos, congeladores verticales, congeladores de cajón o similares. Un gabinete (VIC) aislado al vacio para refrigeración puede formarse al construir un gabinete de refrigeración que tenga un espacio de aislamiento herméticamente sellado y llenar ese espacio con un material poroso para poder soportar las paredes contra la presión atmosférica con la evacuación del espacio de aislamiento. Un sistema de bonba puede necesitarse para re-evacuar intermitentemente este espacio de aislamiento debido a la introducción de aire y al vapor de agua por la permeación. Una solución para proporcionar un refrigerador con una bomba de vacio que funciona casi continuamente se muestra en ??-?-587546, y no incrementa demasiado el consumo de energía general del refrigerador. Es ventajoso para que el consumo de energía se re-evacue sólo cuando se necesite realmente. Por lo tanto, existe en la técnica la necesidad de un sistema de medición de aislamiento simple y económico que se pueda aplicar para operar una bomba de vacío de gabinete para refrigerador o sistema de evacuación similar sólo cuando realmente se necesite. La presente invención proporciona un gabinete para refrigerador aislado al vacío que tiene un sistema de medición de aislamiento, de acuerdo con las reivindicaciones anexas . De acuerdo con la invención, el sistema de medición es un sistema que mide el valor de aislamiento del aislamiento de VIC . Se toma un procedimiento de medición sin equilibrio que requiere sólo un sensor de temperatura. Este sensor se empotra en el material de aislamiento y evacuado, de preferencia en una posición central del mismo con referencia al espesor del espacio de aislamiento. En una posición central dentro del espacio de aislamiento, las perturbaciones de las corrientes momentáneas en la temperatura de la superficie externa se disminuyen. Sin embargo, el dispositivo sensor puede colocarse en cualquier porción del espacio de vacío, pero con probables complicaciones debido a las corrientes momentáneas en la temperatura superficial externa. También es posible colocar el dispositivo sensor en una porción externa del aislamiento evacuado que se conecta por un conducto a la cámara de aislamiento de vacio principal, principalmente para poder facilitar el montaje del dispositivo sensor. En proximidad inmediata al sensor se encuentra una fuente calorífica que puede impulsarse. El impulso térmico se controla en una pequeña cantidad precisa de energía térmica. El aislamiento y el sensor de temperatura, en el área inmediata del impulso térmico, mostrará un incremento temporal en la temperatura. La conductividad térmica efectiva, la capacidad calorífica y la densidad de los exteriores del impulso térmico controlan la declinación del incremento en la temperatura. La capacidad calorífica y la densidad se espera que permanezcan constante durante la vida del refrigerador, pero la conductividad térmica incrementará debido al deterioro del nivel de vacío en el aislamiento. Un análisis de la declinación producirá una medida de la conductividad térmica y permitirá que se aplique un criterio para el bombeo. Debido al hecho de que este dispositivo se localice centralmente en el aislamiento, resume los problemas de las variaciones de temperatura exteriores. A cualquier proporción es posible aplicar el dispositivo a la pared externa del espacio de aislamiento y protegerla con un cojín de aislamiento. Después de la calibración, el dispositivo solo puede tener que registrar una temperatura en un tiempo específico después de la aplicación del impulso de temperatura para su uso como criterio de bombeo. La invención ahora se explicará en mayor detalle con referencia a los dibujos que siguen: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista transversal esquemática de una pared de un gabinete aislado al vacio de acuerdo con la invención; y La Figura 2 es un diagrama esquemático que muestra la relación entre la temperatura medida la proximidad de la fuente calorífica y el tiempo, en dos diferentes condiciones de conductividad térmica. Con referencia a las Figuras, un gabinete para refrigerador comprende una pared 10 doble aislada que comprende dos paredes 10a (forro) y 10b (envoltura) relativamente impermeables al gas llenas con un material 12 de aislamiento poroso evacuado. Ambos el forro 10a y la envoltura 10b pueden ser de un material polimérico. El material 12 de aislamiento puede ser un polvo inorgánico tal como sílice y alúmina, fibras inorgánicas y orgánicas, un objeto espumado por inyección de estructura de celda abierta o celda semiabierta tal como una espuma de polxuretano, o una espuma de poliestireno de celda abierta que se extruye como una tabla y se ensambla en el gabinete. El material 12 de aislamiento se conecta a un sistema de evacuación conocido (no mostrado) que puede ser una unidad de absorción física (o más unidades en serie) o una bomba de vacío mecánica o una combinación de ambas . De acuerdo con la invención, dentro del material 12 de aislamiento de la pared 10 doble se empotra una sonda 14 de temperatura conectada a una unidad 16 de control. En la proximidad de la sonda 14 de temperatura, a una distancia cercana de la misma, se empotra un calentador 18 eléctrico también conectado a la unidad 16 de control. La unidad 16 de control se enlaza al sistema (No mostrado) para evacuar el material 12 de aislamiento. De acuerdo con una segunda modalidad de la invención, es posible utilizar un alambre calentado como la fuente térmica y después medir la declinación de temperatura en el cable utilizando el mismo cable como un termómetro de resistencia . Para poder valorar los rendimientos del material de aislamiento, la unidad 16 de control enciende el calentador 18 eléctrico durante un periodo corto, típicamente de 1-10 s, y con el intervalo de conmutación de preferencia comprendido entre 1 y 30 días. ?1 mismo tiempo, la sonda 14 de temperatura mide el incremento repentino de la temperatura alrededor del calentador 18, y la declinación de seguimiento cuando el calentador se apaga. El calentador se enciende y se apaga de acuerdo con un modelo de impulsos predeterminado, cuyo intervalo de tiempo entre impulsos puede variar ampliamente de acuerdo con el material 12 de aislamiento, su amplitud, el material del forro 10a y la envoltura 10b y el espesor del mismo. La declinación de la temperatura (Figura 2) se influencia altamente por la presión dentro del aislamiento de VIC, y por lo tanto por la conductividad térmica actual del material 12 de aislamiento. En la porción izquierda de la figura 2 se muestra un ejemplo de la declinación de la temperatura cuando la conductividad ? térmica es baja (baja presión), mientras en la porción derecha de la figura 2 se muestra un ejemplo de la declinación de temperatura cuando la conductividad ? térmica ha incrementad debido a un incremento de la presión dentro del material 12, por ejemplo después de algunos dias de la última intervención de la bomba de vacio. Si en un tiempo predeterminado K la temperatura es menor que un valor T de umbral, entonces es tiempo que la unidad 16 de control encienda la bomba de vacio para poder reestablecer los rendimientos correctos del refrigerador. Desde luego, la unidad 16 de control también puede valorar cuando una temperatura predeterminada, el tiempo para alcanzar tal temperatura es más corto que un valor de umbral. Para la descripción anterior, es claro que no es necesario detectar cómo la temperatura medida por el sensor 14 cambio con el tiempo, puesto que necesita registrar una temperatura sólo en un tiempo predeterminado después del impulso de temperatura. La ecuación de conservación de energía general para la difusión de calor a través de un medio sólido, en el caso del sistema de sensor de acuerdo con la presente invención, puede aproximarse como uno-dimensional debido a la característica geométrica de las paredes del refrigerador doméstico, donde una de las dimensiones (espesor) es normalmente más pequeña que las otras dos (altura y ancho) . También, aunque la conductividad k térmica varía con el tiempo, no es una función de posición ( espacialmente invariable) que reduce la ecuación para la difusión de calor a : kx ——+q"=pxcx (1) dx2 dt donde T es la temperatura, t es el tiempo x es la distancia medida a través del espesor de pared de vacío, k es la conductividad térmica, q" es la energía generada dentro de la pared, p es la densidad, y c es el calor específico del aislamiento de vacío . La ecuación (1) puede tener varias soluciones diferentes, dependiendo de las condiciones límite e iniciales atribuidas a la variable T dependiente, la expresión para q", En general, la forma de estas soluciones puede ser muy compleja, y para algunos casos se tiene gue confiar en las técnicas numéricas para poder buscar la solución para la variación de temperatura junto con el tiempo. A partir de la simulación computacional de la evolución de la temperatura como una función de tiempo inmediatamente es evidente que entre más grande es la conductividad térmica "k", más escalonada la declinación de temperatura. Debido a que se localiza de preferencia en el centro de la pared aislada del refrigerador debido a la capacitancia térmica de la corriente momentánea de aislamiento de vacio, cambios a corto plazo en las condiciones circundantes se resolverán y no afectarán la "temperatura versus tiempo" medida por la sonda de temperatura . Debido a esto, el dispositivo de medición prácticamente es insensible a: apertura de la puerta, conmutación de temperatura interna debido al ciclo del compresor. Ambos cambios de temperatura externa como interna (variaciones ambientales) (diferente ajuste del termostato) pueden producir pequeños cambios en la lectura de la sonda, en cierto tiempo predeterminado después de que se encienda el calentador de impulsos. Por lo tanto, se prefiere estar al tanto de las temperatura interna y externa y alimentar esta información en la lógica para controlar el encendido/apagado de la bomba de vacio, junto con la lectura de la sonda integrada . En vista de lo anterior, se prefiere utilizar termistores para la medición de temperatura con mejor precisión que 0.2°C. Además, también se prefiere estar al tanto de las temperaturas ambiente e interna, y esta información utilizada para "calibrar" la temperatura medida de acuerdo con la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un gabinete para refrigerador aislado al vacio que comprende un sistema de evacuación para evacuar un espacio de aislamiento del gabinete cuando la presión dentro del espacio es mayor que un valor predeterminado, caracterizado porque presenta medios de sensor que comprende un sensor de temperatura y un calentador ambos localizados en una porción del sistema de evacuación y un sistema de control para activar el calentador de acuerdo con un ciclo de calentamiento predeterminado y para recibir una señal del sensor de temperatura, tal sistema de control es capaz de proporcionar al sistema de evacuación con una señal relacionada con el nivel de aislamiento dentro del espacio de aislamiento .
2. El gabinete para refrigerador aislado al vacio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sensor de temperatura y el calentador ambos se localizan dentro del espacio de aislamiento.
3. El gabinete para refrigerador aislado al vacio de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el sensor de temperatura y el calentador son el mismo cable utilizado para el propósito de calentar o para la medición de temperatura.
4. El gabinete para refrigerador aislado al vacio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sensor de temperatura y el calentador se colocan centralmente en el espacio de aislamiento .
5. El gabinete para refrigerador aislado al vacio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el ciclo de calentamiento del calentador comprende una serie de impulsos de calentamiento .
6. Método para evaluar la conductividad térmica de un espacio de aislamiento de un gabinete para refrigerador aislado al vacio, caracterizado porque comprende las etapas de proporcionar una cantidad predeterminada de calor dentro del espacio de aislamiento, y medir la temperatura en la proximidad de la zona donde se ha proporcionado calor para poder tener una indicación en cuanto a cómo disminuye la temperatura en tal zona, entre más rápido sea la disminución vs . tiempo mayor es la conductividad térmica del espacio de aislamiento .
7. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el calor se proporciona dentro del espacio de aislamiento en una serie de impulsos.