PL202378B1

PL202378B1 - Evaporator for a refrigeration device

Info

Publication number: PL202378B1
Application number: PL372050A
Authority: PL
Inventors: Michael Howe; Hans Ihle; Helmut Konopa; Roland Maier; Michael Neumann
Original assignee: Bsh Bosch Siemens Hausgeraete; Bsh Bosch Und Siemens Hausgeraete Gmbh
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2009-06-30
Also published as: ATE329214T1; RU2004135374A; EP1518078A1; WO2003106902A1; CN1313787C; AU2003232849A1; RU2306498C2; DE10227135A1; EP1518078B1; DE50303711D1; PL372050A1; CN1662782A; ES2266858T3

Abstract

The evaporator (4) for a refrigeration device is provided with a hydrophobic coating on the surface thereof, in order to inhibit the icing of the evaporator during operation and to reduce the generation of noises arising from relative displacements between the evaporator (4) and the ice (3) attached thereto.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest parownik do urządzenia chłodniczego.The present invention relates to an evaporator for a refrigeration appliance.

Powierzchnia takiego parownika, gdy jest on zasilany czynnikiem chłodniczym, osiąga temperaturę poniżej 0°C. Dlatego wilgoć zawarta w powietrzu z przestrzeni wewnętrznej urządzenia chłodniczego może skraplać się i zamarzać na powierzchni parownika. Początkowo na powierzchni zewnętrznej parownika powstaje cienka, równomiernie rozłożona warstwa szronu, która jeśli nie roztopi się, podczas pracy urządzenia chłodniczego będzie stawała się coraz grubsza i w końcu zrośnie się w twardą, sztywną warstwę lodu. Ponieważ temperatura parownika w miar ę upływu czasu zmienia się zależnie od tego, czy jest on zasilany czynnikiem chłodniczym czy nie, z biegiem czasu, ta warstwa lodu zwiększa okresowo swoją grubość i ponownie ją zmniejsza. Pomiędzy warstwą lodu i leżącym pod nią parownikiem powstają naprężenia, które w końcu prowadzą do nierównomiernego obsuwania się warstwy lodu. W wyniku tego tych przemieszczeń warstwy lodu powstają trzaski odczuwane jako dokuczliwe.The surface of such an evaporator, when it is supplied with refrigerant, reaches a temperature below 0 ° C. Therefore, the moisture in the air from the interior of the refrigeration appliance may condense and freeze on the surface of the evaporator. Initially, a thin, evenly distributed layer of frost forms on the outer surface of the evaporator, which, if not melted, will thicken during operation of the refrigeration appliance and will eventually fuse into a hard, stiff layer of ice. As the temperature of the evaporator changes over time, depending on whether or not it is supplied with refrigerant, this layer of ice periodically increases in thickness and reduces it again over time. Stresses develop between the ice layer and the underlying evaporator, which eventually lead to uneven sliding of the ice layer. As a result of this displacement of the ice layer, there is a crackle that is perceived as annoying.

Celem wynalazku jest opracowanie parownika do urządzenia chłodniczego, w którym powstawanie takich trzasków będzie zmniejszone.The object of the invention is to provide an evaporator for a refrigeration appliance in which the generation of such crackles is reduced.

Parownik do urządzenia chłodniczego posiadający przewód rurowy dla środka chłodniczego i połączoną z przewodem rurowym, przewodzącą ciepło powierzchnię zewnętrzną służącą jako powierzchnia do wymiany ciepła, charakteryzuje się według wynalazku tym, że co najmniej powierzchnia zewnętrzna powierzchni do wymiany ciepła, zaopatrzona jest w hydrofobową warstwę olejową.An evaporator for a refrigeration appliance having a conduit for a refrigerant and a heat conducting outer surface connected to the conduit serving as a heat transfer surface is characterized according to the invention in that at least the outer surface of the heat exchange surface is provided with a hydrophobic oil layer.

Korzystnie, powierzchnia przewodu rurowego i powierzchnia zewnętrzna stanowiąca powierzchnię do wymiany ciepła są zaopatrzone w hydrofobową warstwę olejową.Preferably, the surface of the tubular conduit and the outer surface constituting the heat transfer surface are provided with a hydrophobic oil layer.

Korzystnie, parownik jest parownikiem lamelowym.Preferably, the evaporator is a lamella evaporator.

Pokrycie hydrofobowe skutecznie opóźnia tworzenie się na wolnym od lodu parowniku pierwszych kryształów lodu i przedłuża w ten sposób czas, który jest niezbędny do nagromadzenia się pewnej ilości lodu na parowniku po procesie odszraniania. Jest ona wystarczająco mocna, by wywoływać trzaski. Następne działanie warstwy hydrofobowej polega na tym, że zapobiega ona tworzeniu się jednorodnej warstwy szronu na powierzchni parownika. Zamiast tego, oblodzenie rozpoczyna się od małej liczby nie dających się uniknąć zarodków krystalizacji na powierzchni parownika. Powstające tam perełki lodowe powiększają się mniej lub bardziej równomiernie na całej swojej powierzchni i osiągają w ten sposób znaczną grubość, zanim zaczną się zrastać. To oznacza, że w porównaniu z parownikiem nie mającym nałożonego pokrycia hydrofobowego, może nagromadzić się duża ilość lodu na parowniku według wynalazku, zanim powstanie spójna warstwa, która jest w stanie wytwarzać trzaski.The hydrophobic coating effectively delays the formation of the first ice crystals on the ice-free evaporator and thus prolongs the time required for some ice to accumulate on the evaporator after defrosting. It is strong enough to cause crackling. A further function of the hydrophobic layer is that it prevents the formation of a uniform layer of frost on the surface of the evaporator. Instead, icing starts with a small number of unavoidable nuclei on the evaporator surface. The ice pearls formed there grow more or less evenly over their entire surface and thus reach a considerable thickness before they start to fuse together. This means that compared to an evaporator not having a hydrophobic coating applied, a large amount of ice can accumulate on the evaporator according to the invention before a coherent layer is formed which is able to generate crackles.

Następną korzyścią z rozrostu warstwy lodu w postaci wysepek jest to, że obszary powierzchni parownika stosunkowo długo pozostają bez lodu i umożliwiają skuteczną wymianę ciepła pomiędzy środkiem chłodniczym i otoczeniem parownika także wtedy, gdy na innych obszarach powierzchni parownika nagromadziły się już znaczne ilości lodu. Dlatego może być dobierany dłuższy odstęp czasu między dwiema fazami odszraniania niż w wypadku parownika nie pokrytego warstwą hydrofobową, co dla użytkownika urządzenia chłodniczego, wyposażonego w parownik według wynalazku, oznacza dodatkowy wzrost komfortu i zmniejszenie poboru energii przez urządzenie chłodnicze, a tym samym zmniejszenie kosztu jego eksploatacji.A further advantage of the expansion of the ice layer in the form of islets is that the surface areas of the evaporator remain ice-free for a relatively long time and allow an efficient heat exchange between the refrigerant and the surrounding area of the evaporator, even when significant amounts of ice have already accumulated in other areas of the evaporator surface. Therefore, a longer time interval between the two defrosting phases can be chosen than in the case of an evaporator not covered with a hydrophobic layer, which for the user of a refrigeration appliance equipped with an evaporator according to the invention means an additional increase in comfort and a reduction in energy consumption of the refrigeration appliance, thus reducing its cost. operation.

Powłoka hydrofobowa może zawierać silikon jako składnik działający hydrofobizująco.The hydrophobic coating may contain silicone as a hydrophobic component.

Pokrycie może być nałożone jako utwardzona warstwa lakieru lub jako warstwa oleju. Warstwa oleju ma przy tym tę szczególną zaletę, że ponieważ jako taka nie jest stała, sprzyja zdolności do przesuwania perełek lodowych tworzących się na powierzchni parownika, tak że również przy całkowitym oblodzeniu parownika warstwą o grubości, która wystarcza w zwykłym parowniku do powstawania trzasków, są one mniejsze w parowniku według wynalazku, gdyż do przesunięcia narostu lodowego względem parownika nie muszą być wytworzone wysokie naprężenia cieplne, które się rozładowują w głośnych trzaskach, lecz zasadniczo wystarcza małe naprężenie, aby umożliwić obsunięcie warstwy lodu względem parownika lub ewentualnie dochodzi także do ruchu ślizgowego warstwy lodu po parowniku.The coating can be applied as a hardened coat of varnish or as an oil coat. The oil layer has the particular advantage that, since it is not constant as such, it promotes the displacement of the ice pearls formed on the surface of the evaporator, so that even when the evaporator is completely iced up with a layer thick enough to cause crackling in a conventional evaporator, there are they are smaller in the evaporator according to the invention, because in order to shift the ice build-up in relation to the evaporator, high thermal stresses do not have to be generated, which are discharged in loud crackling noises, but a little stress is generally sufficient to allow the ice layer to slide relative to the evaporator, or possibly also the layer sliding ice after the evaporator.

Jeżeli parownik według wynalazku jest skonstruowany jako parownik lamelowy, nadaje się on do zastosowania w urządzeniu z powietrzem obiegowym, urządzeniu chłodniczym lub w urządzeniu zamrażającym.If the evaporator according to the invention is designed as a lamella evaporator, it is suitable for use in a recirculating air device, a refrigeration device or a freezing device.

Na załączonej figurze rysunku pokazano schematyczny widok częściowo oblodzonego segmentu lamelowego parownika 4 według wynalazku. Parownik 4 składa się z przewodu rurowego 1, przez który podczas pracy urządzenia przepływa środek chłodniczy. Wokół powierzchni zewnętrznej przewoduThe attached figure shows a schematic view of a partially icy segment of a lamellar evaporator 4 according to the invention. The evaporator 4 consists of a pipe 1 through which refrigerant flows during operation of the device. Around the outer surface of the conduit

PL 202 378 B1 rurowego 1 jest nawinięta na kształt linii śrubowej lamela płytkowa z powierzchnią zewnętrzną 2. Powierzchnia zewnętrzna 2 lameli i powierzchnia zewnętrzna przewodu rurowego 1, na której zamontowana jest lamela tworzą skuteczną powierzchnię wymiany ciepła lamelowego parownika 4 i są zaopatrzone w pokrycie hydrofobowe z oleju silikonowego.The lamellar plate 1 is wound in a helical shape with the outer surface 2. The outer surface 2 of the lamellae and the outer surface of the tube 1 on which the lamella is mounted form an effective heat exchange surface of the evaporator lamella 4 and are provided with a hydrophobic covering with silicone oil.

Z powodu hydrofobowości pokrycia potrzeba dużo energii, aby zwilżyć powierzchnię parownika 4 i ta energia musi wyzwolić się, gdy na powierzchni zamarza wilgoć. Stanowi to znaczną przeszkodę dla utworzenia kryształów lodu na powierzchni. Znaczna część wilgoci zawarta w strumieniu powietrza przepływającego w parowniku 4 nie skrapla się wtedy na samym parowniku 4, gdyż strumień powietrza jest przesycony wilgocią, a mianowicie po prostu dlatego, że wilgoć nie trafia na powierzchnię, na której zamarzanie byłoby korzystne z energetycznego punktu widzenia. Dlatego, gdy lamelowy parownik 4 znajduje się w urządzeniu z powietrzem obiegającym lub urządzeniu chłodniczym bez funkcji zamarzania, powoduje tylko nieznaczne osuszanie powietrza w przestrzeni wewnętrznej urządzenia chłodniczego, co jest pożądane w wypadku przechowywania delikatnych artykułów spożywczych, takich jak na przykład warzywa.Due to the hydrophobicity of the coating, a lot of energy is required to moisten the surface of the evaporator 4, and this energy has to be released when the moisture freezes on the surface. This is a significant obstacle to the formation of ice crystals on the surface. Much of the moisture contained in the flow of air flowing in the evaporator 4 then does not condense on the evaporator 4 itself, because the air flow is saturated with moisture, namely simply because the moisture does not hit the surface where freezing would be advantageous from an energetic point of view. Therefore, when the lamellar evaporator 4 is in a circulating air appliance or a refrigeration appliance without a freezing function, it causes only a slight dehumidification of the air in the interior of the refrigeration appliance, which is desirable for the storage of delicate foodstuffs, such as e.g. vegetables.

Aby wilgoć zawarta w powietrzu skropliła się na parowniku 4, muszą znajdować się na nim powierzchnie, na których kondensacja jest ułatwiona z energetycznego punktu widzenia. Takimi miejscami są często zarodki kondensacji w postaci cząsteczek pyłu, nieciągłości powierzchni lub tym podobnych, których nie sposób uniknąć na powierzchni lamelowego parownika 4, ale tylko niewielką część z nich można dostrzec. Na tych zarodkach kondensacji - jak pokazano na fig. 1 - podczas pracy parownika 4 tworzy się bardzo duża liczba perełek lodowych 3 o małych wymiarach. Na powierzchni tych perełek lodowych 3 skrapla się następna wilgoć z powietrza otaczającego parownik 4, tak że perełki 3 z upływem czasu zwiększają swoją grubość i średnicę, podczas gdy obszary powierzchni parownika 4 leżące pomiędzy perełkami przez długi czas pozostają wolne od lodu i umożliwiają skuteczną wymianę ciepła pomiędzy środkiem chłodniczym cyrkulującym w lamelowym parowniku 4 i otaczającym powietrzem.In order for the moisture in the air to condense on the evaporator 4, there must be surfaces on which condensation is facilitated from an energetic point of view. Such places are often condensation nuclei in the form of dust particles, surface discontinuities or the like, which cannot be avoided on the surface of the lamellar evaporator 4, but only a small fraction of them can be seen. On these condensation nuclei - as shown in Fig. 1 - during the operation of the evaporator 4 a very large number of small ice beads 3 are formed. Further moisture from the air surrounding the evaporator 4 condenses on the surface of these ice beads 3, so that the beads 3 increase in thickness and diameter over time, while the surface areas of the evaporator 4 lying between the beads remain ice-free for a long time and allow efficient heat exchange. between the refrigerant circulating in the lamellar evaporator 4 and the surrounding air.

Claims

Patent claims

An evaporator for a refrigeration appliance having a tubing for the refrigerant and a heat conducting outer surface connected to the tubing serving as a heat transfer surface, characterized in that at least the outer surface (2) of the heat transfer surface of the evaporator (4) is provided with comes in a hydrophobic oil layer.

2. Evaporator according to claim The method of claim 1, characterized in that the surface of the tubular conduit (1) and the outer surface (2) constituting the heat transfer surface are provided with a hydrophobic oil layer.

3. Evaporator according to claim The process of claim 1 or 2, characterized in that it is a lamella evaporator.