PL193497B1

PL193497B1 - Parownik płytowy

Info

Publication number: PL193497B1
Application number: PL99346397A
Authority: PL
Inventors: Wolfgang Nuiding; Walter Lipp; Walter Holz
Original assignee: Bsh Bosch Siemens Hausgeraete
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2007-02-28
Also published as: TR200100330T2; ITMI991839A1; PL346397A1; DE19840412A1; ES2296408T3; ITMI991839A0; EP1110040B1; DE59914528D1; ATE376157T1; WO2000014460A1; EP1110040A1

Abstract

1. Parownik plytowy, na przyklad parownik umieszczany na tylnej sciance w komorze chlo- dzenia chlodziarki lub temu podobnych urza- dzen, z biegnacym po powierzchni parownika plytowego kanalem dla czynnika chlodniczego, który uchodzi w miejscu odsysania na plycie parownika i jest doprowadzony do koncowej czesci plyty, która zawiera miejsce wtrysku i bie- gnie wewnatrz tej koncowej czesci plyty, przy czym kanal dla czynnika chlodniczego jest prze- prowadzony z tej koncowej czesci plyty do prze- ciwleglej koncowej czesci plyty i przechodzi przez te czesc, zanim przejdzie przez odcinek plyty, lezacy pomiedzy tymi dwiema czesciami koncowymi, znamienny tym, ze kanal (15) dla czynnika chlodniczego w poszczególnych cze- sciach (11, 12, 13; 21, 22, 23) plyty parownika ma taki przebieg, ze temperatura powierzchni parownika w obu koncowych czesciach (11, 12; 21, 22) plyty ma w duzym stopniu taki sam przebieg czasowy. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest parownik płytowy, na przykład parownik umieszczany na tylnej ściance w komorze chłodzenia chłodziarki lub temu podobnych urządzeń.

W stanie techniki do chłodzenia komór chłodziarek służą umieszczane na tylnej ściance komory chłodzenia parowniki płytowe, wykonane w postaci parowników typu „cold-wall” lub parowników wnętrzowych. W parownikach tych, zajmujących często całą wysokość tylnej ścianki, stosuje się zwykle rozwiązanie, w którym począwszy od umieszczonego w położeniu montażowym parownika płytowego na jego górnym końcu, miejsca wtrysku czynnika chłodniczego poprowadzony jest kanał dla czynnika chłodniczego, który biegnie meandrowo przez całą wysokość parownika i którego koniec jest doprowadzony do miejsca odsysania czynnika chłodniczego na płycie parownika. Ten sposób prowadzenia kanału dla czynnika chłodniczego powoduje, że leżący dalej od miejsca wtrysku, w położeniu montażowym parownika dolny koniec kanału jest chłodzony ze znacznym opóźnieniem w odniesieniu do chwili, w której zaczyna pracować sprężarka czynnika chłodniczego, w związku z czym kanał na parowniku płytowym jest zasilany płynnym czynnikiem chłodniczym. Ten niepożądany efekt jest tym silniejszy, im wyższa jest płyta parownika lub im większa jest długość kanału dla czynnika chłodniczego, względnie im bardziej intensywna jest wymiana ciepła na powierzchni parownika. Efekt ten przyczynia się również do tego, że określona temperatura powierzchni na wyjściu parownika płytowego jest osiągana znacznie później niż na jego wejściu, wskutek czego następuje zwiększenie zużycia energii, związane ze znacznie dłuższym czasem pracy sprężarki.

Celem wynalazku jest takie udoskonalenie parownika płytowego opisanego na wstępie rodzaju, aby przy użyciu prostych środków konstrukcyjnych można było wyeliminować wady stanu techniki.

Parownik płytowy, na przykład parownik umieszczany na tylnej ściance w komorze chłodzenia chłodziarki lub temu podobnych urządzeń, z biegnącym po powierzchni parownika płytowego kanałem dla czynnika chłodniczego, który uchodzi w miejscu odsysania na płycie parownika i jest doprowadzony do końcowej części płyty, która zawiera miejsce wtrysku lub jest usytuowana w sąsiedztwie miejsca wtrysku i biegnie wewnątrz tej końcowej części płyty, przy czym kanał dla czynnika chłodniczego jest przeprowadzony z tej końcowej części płyty do przeciwległej końcowej części płyty i przechodzi przez tę część, zanim przejdzie przez odcinek płyty, leżący pomiędzy tymi dwiema częściami końcowymi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że kanał dla czynnika chłodniczego w poszczególnych częściach płyty parownika ma taki przebieg, że temperatura powierzchni parownika w obu końcowych częściach płyty ma w dużym stopniu taki sam przebieg czasowy.

Korzystnie długość kanału dla czynnika chłodniczego w obu końcowych częściach płyty jest co najmniej w przybliżeniu jednakowa.

Korzystnie końcowe części płyty mają taką samą wysokość h.

Korzystnie końcowe części płyty mają w zależności od wysokości parownika płytowego różną wysokość h.

Korzystnie położone przed kanałem dla czynnika chłodniczego miejsce wtrysku jest usytuowane wewnątrz jednej z obu leżących naprzeciw siebie, końcowych części płyty, przez które przechodzi kanał dla czynnika chłodniczego.

Korzystnie miejsce wtrysku wraz z dołączonym doń kanałem dla czynnika chłodniczego jest usytuowane wewnątrz końcowej części płyty, która w montażowym położeniu parownika płytowego jest położona wyżej.

Korzystnie parownik płytowy ma prostokątny zarys, którego krótsze boki w montażowym położeniu parownika płytowego biegną w zasadzie poziomo, przy czym miejsce wtrysku jest usytuowane wewnątrz końcowej części powierzchni, utworzonej z krótszych boków płyty.

Korzystnie parownik płytowy jest wykonany metodą „rollbond” lub „z-bond”.

Kanał dla czynnika chłodniczego jest według wynalazku doprowadzony od miejsca wtrysku do umieszczonej co najmniej w sąsiedztwie tego miejsca, końcowej części powierzchni parownika płytowego i przebiega wewnątrz tej części, po czym z tej końcowej części powierzchni jest przeprowadzony do przeciwległej końcowej części powierzchni i przechodzi przez tę część, a następnie jest doprowadzony do części płyty, leżącej pomiędzy obiema końcowymi częściami powierzchni.

Usytuowanie kanału dla czynnika chłodniczego na powierzchni parownika płytowego sprawia, że jest ona co najmniej w przybliżeniu jednocześnie zasilana płynnym czynnikiem chłodniczym, a co za tym idzie, chłodzona na przeciwległych końcowych częściach powierzchni, wskutek czego zachodzi wstępne chłodzenie części położonej między obiema częściami końcowymi, co wynika z przewodnoPL 193 497B1 ści cieplnej parownika płytowego. To z kolei powoduje, że wyraźnie szybsze równomierne nagrzewanie całej powierzchni parownika płytowego, co skraca czas pracy sprężarki i zmniejsza zużycie energii przez chłodziarkę w wyniku znacznie bardziej efektywnego zasilania powierzchni parownika płynnym czynnikiem chłodniczym. Opóźnione chłodzenie końca parownika, oddalonego od miejsca wtrysku czynnika chłodniczego, jest praktycznie wyeliminowane dzięki poprowadzeniu kanału dla czynnika chłodniczego od jednej końcowej części powierzchni bezpośrednio do leżącej naprzeciwko niej, końcowej części powierzchni.

Odcinek kanału dla czynnika chłodzącego od miejsca wtrysku do jednej z końcowych części powierzchni jest szczególnie krótki wówczas, gdy położone przed kanałem dla czynnika chłodniczego miejsce wtrysku jest usytuowane wewnątrz jednej z obu leżących naprzeciw siebie, końcowych części powierzchni, przez które przechodzi kanał dla czynnika chłodniczego. Zminimalizowane prowadzenie kanału od miejsca wtrysku do jednej z końcowych części powierzchni powoduje, że zarówno końcowa część powierzchni zaopatrzona w miejsce styku, jak też przeciwległa do niej końcowa część powierzchni są bardzo szybko zasilane płynnym czynnikiem chłodniczym, a co za tym idzie, bardzo szybko chłodzona. Ponadto środek ten sprawia, że obie przeciwległe końcowe części powierzchni parownika płytowego osiągają w zasadzie ten sam poziom temperatury jedynie z nieznacznym opóźnieniem, a dzięki przewodnictwu cieplnemu parownika płytowego przyczyniają się do co najmniej w przybliżeniu równomiernego chłodzenia środkowej części parownika, położonej pomiędzy jego obiema częściami końcowymi.

Umieszczenie miejsca wtrysku czynnika chłodniczego wewnątrz końcowej części parownika, górnej w jego położeniu montażowym, część ta jest chłodzona szybciej niż przeciwległa, leżąca u dołu część końcowa, w związku z czym tuż po zasileniu wyżej położonej, końcowej części powierzchni parownika płytowego w komorze chłodzenia chłodziarki wytwarza się naturalna konwekcja, przyczyniająca się do szybszego wymieszania powietrza wewnątrz komory chłodzenia. Ponadto znacznemu złagodzeniu ulega również hałas, wytwarzany przez przetłaczany za pomocą sprężarki czynnik chłodniczy, znajdujący się w kanale w postaci zarówno płynnej, jak też gazowej.

Wyjątkowo szybkie chłodzenie do określonej temperatury osiąga się wówczas, gdy parownik płytowy ma prostokątny zarys, którego krótsze boki w montażowym położeniu parownika płytowego biegną w zasadzie poziomo, przy czym miejsce wtrysku jest usytuowane wewnątrz końcowej części powierzchni, utworzonej z krótszych boków płyty.

Parownik wykonany metodą „rollbond” lub „z-bond” charakteryzuje się niskimi kosztami produkcji seryjnej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w pierwszym przykładzie wykonania uproszczony schemat prostokątnego parownika płytowego z miejscem wtrysku umieszczonym na tej stronie płyty, która leży wyżej w położeniu montażowym, w widoku z przodu, fig. 2 - w drugim przykładzie wykonania uproszczony schemat prostokątnego parownika płytowego z miejscem wtrysku umieszczonym w przybliżeniu w połowie wysokości płyty, fig. 3 - wykres ukazujący przebieg temperatury na wyjściu względnie wejściu parownika płytowego według stanu technik, zaś fig. 4 - wykres ukazujący przebieg temperatury na wyjściu względnie wejściu parownika płytowego według wynalazku.

Na fig. 1 ukazany jest w pierwszym przykładzie wykonania uproszczony schemat, wykonanego przykładowo metodą „rollbond”, parownika płytowego 10, mającego w widoku z przodu prostokątny zarys, którego przyporządkowane krótszym bokom części służą jako końcowe części 11 względnie 12 powierzchni, mające zależnie od wysokości płyty parownika zmienną wysokość h i nazwane wejściem względnie wyjściem parownika płytowego. Z leżących naprzeciw siebie końcowych części 11 i 12 powierzchni, pomiędzy którymi umieszczona jest środkowa część 13 płyty, końcowa część 11 powierzchni, leżąca wyżej w położeniu montażowym parownika płytowego 10 w nie przedstawionej chłodziarce, jest zaopatrzona w miejsce wtrysku 14 dla czynnika chłodniczego. Z miejscem wtrysku 14 połączony jest przepływowo kanał 15 dla czynnika chłodniczego, który w położonej wyżej końcowej części 11 powierzchni biegnie w niniejszym przypadku w kształcie pętli i który na końcu tej pętli przechodzi z końcowej części 11 powierzchni do końcowej części 12 powierzchni, leżącej na dole w położeniu montażowym parownika płytowego 10. W obrębie końcowej części 12 powierzchni kanał 15 dla czynnika chłodniczego jest poprowadzony, podobnie jak w końcowej części 11 powierzchni, w kształcie pętli i doprowadzony na końcu tej pętli do środkowej części 13 płyty. W obrębie środkowej części 13 płyty kanał 15 dla czynnika chłodniczego biegnie meandrowo przez całą wysokość środkowej części 13, zaś na wyjściu jest dołączony do miejsca odsysania 16, umieszczonego na końcowej części 11

PL 193 497B1 powierzchni. Usytuowanie kanału 15 dla czynnika chłodniczego na parowniku płytowym 10 powoduje, że ciekłym czynnikiem chłodniczym zasilana jest najpierw wyżej leżąca końcowa część 11 powierzchni. Następnie ciekły czynnik chłodniczy jest doprowadzany bezpośrednio do położonej niżej końcowej części 12 powierzchni, zanim przejdzie do środkowej części 13 płyty. Ten sposób poprowadzenia kanału dla czynnika chłodniczego powoduje, że czynnikiem chłodniczym jest zasilany najpierw wejściowy koniec parownika płytowego 10, następnie z niewielkim przesunięciem czasowym zasilany jest czynnikiem chłodniczym, czyli chłodzony, wyjściowy koniec parownika, a dopiero potem jest zasilana czynnikiem chłodniczym i chłodzona środkowa część 13 płyty, leżąca pomiędzy obiema końcowymi częściami 11i 12 powierzchni.

Na fig. 2 ukazany jest, podobnie jak na fig. 1, uproszczony schemat drugiego przykładu wykonania parownika płytowego 20 o prostokątnym zarysie, którego przyporządkowane krótszym bokom końce stanowią końcowe części 21 i 22 powierzchni, mające zależnie od wysokości parownika płytowego zmienną wysokość h. Pomiędzy końcowymi częściami 21 i 22 powierzchni, z których pierwsza leży wyżej w położeniu montażowym parownika płytowego 20 w nie przedstawionej chłodziarce, znajduje się środkowa część 23 płyty, której powierzchnia jest wyraźnie większa w stosunku do końcowych części 21 i 22 powierzchni. Część 23 płyty ma, leżące w przybliżeniu w połowie jej wysokości, miejsce wtrysku 24, do którego podłączony jest przepływowo kanał 25 dla czynnika chłodniczego. Z miejsca wtrysku 24 czynnika chłodniczego kanał 25 przechodzi w położoną bezpośrednio obok końcową część 21 powierzchni. W końcowej części 21 powierzchni, leżącej wyżej w położeniu montażowym, kanał 25 dla czynnika chłodniczego jest poprowadzony w kształcie pętli, a następnie przez środkową część 23 płyty jest doprowadzony bezpośrednio do końcowej części 22 powierzchni, leżącej niżej w położeniu montażowym parownika płytowego 10. Przez te cześć kanał 25 dla czynnika chłodniczego jest również poprowadzony w kształcie pętli, zanim przejdzie celem chłodzenia do środkowej części 23 płyty, w której jest poprowadzony w postaci pętli na całej wysokości tej części. Kanał 25 dla czynnika chłodniczego uchodzi do umieszczonego w środkowej części 23 płyty miejsca odsysania 26. Dzięki zminimalizowanemu pod względem długości drogi, bezpośrednie przeprowadzenie kanału z leżącego w środkowej części 23 płyty miejsca wtrysku 24 czynnika chłodniczego do sąsiedniej końcowej części powierzchni 21 zasilana czynnikiem chłodzącym jest zasilana najpierw ta część 21, zaś w krótkim czasowym odstępie leżąca naprzeciw niej, końcowa część 22 powierzchni, natomiast środkowa część 23 płyty jest zasilana płynnym czynnikiem chłodniczym dopiero po końcowych częściach 21 i 22 powierzchni. Wskutek chłodzenia jako pierwszych, leżących na zewnątrz końcowych części 21 i 22 powierzchni środka część 23 płyty podlega swego rodzaju chłodzeniu wstępnemu, związanemu z przewodnictwem cieplnym parownika płytowego 20, wykonanego na przykład metodą „rollbond” z aluminium.

Na fig. 3 przedstawiony jest układ współrzędnych, ilustrujący temperatury powierzchni parowników znanych ze stanu techniki. W tym układzie współrzędnych temperatura powierzchni parownika płytowego w °C są naniesione na oś rzędnych, natomiast czas t w minutach jest naniesiony na oś odciętych. Jak wynika z wykresu, przebieg temperatury powierzchni, mierzonej na wejściu parownika (co odpowiada wyżej położonej końcowej części powierzchni), różni się wyraźnie od przebiegu temperatur powierzchni, jaki uzyskano na wyjściu parownika (co odpowiada niżej położonej końcowej części powierzchni), przy czym temperatura powierzchni na wyjściu parownika ma dopiero na końcu czasu pracy sprężarki rząd wielkości temperatury na wejściu parownika.

W przeciwieństwie do tego wykres na fig. 4 przebieg temperatur powierzchni na wyjściu względnie wejściu parownika płytowego według wynalazku. Podobnie jak na wykresie z fig. 3, również tutaj ukazana jest zależność temperatury powierzchni parownika od czasu pracy sprężarki. Jak wynika z krzywych, ilustrujących przebieg temperatur powierzchni na wejściu względnie wyjściu parownika, krzywa wyznaczona dla temperatury powierzchni na wyjściu parownika nadąża w dużej mierze za krzywą wyznaczoną dla wejścia. Z porównania obu wykresów wynika, że po upływie połowy czasu pracy sprężarki na powierzchni wyjścia typowych parowników płytowych nie stwierdzono mierzalnego ochłodzenia, natomiast temperatura powierzchni wyjścia parownika według wynalazku została obniżona analogicznie do temperatury powierzchni wejścia parownika według wynalazku. Tego typu równomierne ochłodzenie parownika płytowego według wynalazku pociąga również za sobą znacznie bardziej równomierną wymianę ciepła na całej wysokości parownika płytowego, co pozwala znacznie zmniejszyć, o ile w ogóle nie wyeliminować, zróżnicowanie temperatur wewnątrz komory chłodzenia chłodziarki.

PL 193 497B1

W odmianie parownika płytowego z fig. 1 leżące w górnej końcowej części 11 powierzchni miejsce wtrysku 14 można również umieścić w dolnej końcowej części 12 powierzchni. Ponadto można również zmienić prowadzenie kanału w parowniku płytowym 20 przedstawionym na fig. 2 w ten sposób, że wychodząc ze środkowego miejsca wtrysku 24 płynnym czynnikiem chłodniczym zasila się najpierw dolną końcową część 22 powierzchni, po czym z niewielkim czasowym przesunięciem zasila się górną końcową część 21 powierzchni.

Prowadzenie kanału 15 względnie 25 dla czynnika chłodniczego można dopasować w zależności od potrzeby chłodzenia końcowych części 11i 12 względnie 12 i 22 powierzchni.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Parownik płytowy, na przykład parownik umieszczany na tylnej ściance w komorze chłodzenia chłodziarki lub temu podobnych urządzeń, z biegnącym po powierzchni parownika płytowego kanałem dla czynnika chłodniczego, który uchodzi w miejscu odsysania na płycie parownika i jest doprowadzony do końcowej części płyty, która zawiera miejsce wtrysku i biegnie wewnątrz tej końcowej części płyty, przy czym kanał dla czynnika chłodniczego jest przeprowadzony z tej końcowej części płyty do przeciwległej końcowej części płyty i przechodzi przez tę część, zanim przejdzie przez odcinek płyty, leżący pomiędzy tymi dwiema częściami końcowymi, znamienny tym, że kanał (15) dla czynnika chłodniczego w poszczególnych częściach (11, 12, 13; 21, 22, 23) płyty parownika ma taki przebieg, że temperatura powierzchni parownika w obu końcowych częściach (11, 12; 21, 22) płyty maw dużym stopniu taki sam przebieg czasowy.
2. Parownik płytowy według zastrz. 1, znamienny tym, że długość kanału (15) dla czynnika chłodniczego w obu końcowych częściach (11, 12; 21, 22) płyty jest co najmniej w przybliżeniu jednakowa.
3. Parownik płytowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że końcowe części (11, 12; 21, 22) płyty mają taką samą wysokość h.
4. Parownik płytowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że końcowe części (11, 12; 21, 22) płyty mają w zależności od wysokości parownika płytowego (10, 20) różną wysokość h.
5. Parownik płytowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że położone przed kanałem (15) dla czynnika chłodniczego miejsce wtrysku (14) jest usytuowane wewnątrz jednej z obu leżących naprzeciw siebie, końcowych części (11, 12) płyty, przez które przechodzi kanał (15) dla czynnika chłodniczego.
6. Parownik płytowy według zastrz. 5, znamienny tym, że miejsce wtrysku (14) wraz z dołączonym doń kanałem (15) dla czynnika chłodniczego jest usytuowane wewnątrz końcowej części (11) płyty, która w montażowym położeniu parownika płytowego (10) jest położona wyżej.
7. Parownik płytowy według zastrz. 5, znamienny tym, że ma prostokątny zarys, którego krótsze boki w montażowym położeniu parownika płytowego (10) biegną w zasadzie poziomo, przy czym miejsce wtrysku (14) jest usytuowane wewnątrz końcowej części (11, 12) powierzchni, utworzonej z krótszych boków płyty.
8. Parownik płytowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jest wykonany metodą „rollbond” lub „z-bond”.
9. Parownik płytowy, na przykład parownik umieszczany na tylnej ściance w komorze chłodzenia chłodziarki lub temu podobnych urządzeń, z biegnącym po powierzchni parownika płytowego kanałem dla czynnika chłodniczego, który uchodzi w miejscu odsysania na płycie parownika i jest doprowadzony do końcowej części płyty, która jest usytuowana w sąsiedztwie miejsca wtrysku i biegnie wewnątrz tej końcowej części płyty, przy czym kanał dla czynnika chłodniczego jest przeprowadzony z tej końcowej części płyty do przeciwległej końcowej części płyty i przechodzi przez tę część, zanim przejdzie przez odcinek płyty, leżący pomiędzy tymi dwiema częściami końcowymi, znamienny tym, że kanał (15) dla czynnika chłodniczego w poszczególnych częściach (11, 12, 13; 21, 22, 23) płyty parownika ma taki przebieg, że temperatura powierzchni parownika w obu końcowych częściach (11, 12; 21, 22) płyty ma w dużym stopniu taki sam przebieg czasowy.
10. Parownik płytowy według zastrz. 9, znamienny tym, że długość kanału (15) dla czynnika chłodniczego w obu końcowych częściach (11, 12; 21, 22) płyty jest co najmniej w przybliżeniu jednakowa.

PL 193 497B1
11. Parownik płytowy według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że końcowe części (11, 12; 21, 22) płyty mają taką samą wysokość h.
12. Parownik płytowy według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że końcowe części (11, 12; 21, 22) płyty mają w zależności od wysokości parownika płytowego (10, 20) różną, wysokość h.
13. Parownik płytowy według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że położone przed kanałem (15) dla czynnika chłodniczego miejsce wtrysku (14) jest usytuowane wewnątrz jednej z obu leżących naprzeciw siebie, końcowych części (11, 12) płyty, przez które przechodzi kanał (15) dla czynnika chłodniczego.
14. Parownik płytowy według zastrz. 13, znamienny tym, że miejsce wtrysku (14) wraz z dołączonym doń kanałem (15) dla czynnika chłodniczego jest usytuowane wewnątrz końcowej części (11) płyty, która w montażowym położeniu parownika płytowego (10) jest położona wyżej.
15. Parownik płytowy według zastrz. 13, znamienny tym, że ma prostokątny zarys, którego krótsze boki w montażowym położeniu parownika płytowego (10) biegną w zasadzie poziomo, przy czym miejsce wtrysku (14) jest usytuowane wewnątrz końcowej części (11, 12) powierzchni, utworzonej z krótszych boków płyty.
16. Parownik płytowy według zastrz. 9, znamienny tym, że jest wykonany metodą „rollbond” lub „z-bond”.