RU2411424C2 - Air cooling method in closed cavity of domestic refrigerator and device for implementation of above method - Google Patents
Air cooling method in closed cavity of domestic refrigerator and device for implementation of above method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411424C2 RU2411424C2 RU2008120200/06A RU2008120200A RU2411424C2 RU 2411424 C2 RU2411424 C2 RU 2411424C2 RU 2008120200/06 A RU2008120200/06 A RU 2008120200/06A RU 2008120200 A RU2008120200 A RU 2008120200A RU 2411424 C2 RU2411424 C2 RU 2411424C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- heat
- refrigerant
- cooling
- cooled
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
- F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
- F25D11/006—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cold storage accumulators
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области холодильной техники.The claimed invention relates to the field of refrigeration.
Настоящее изобретение может быть применено для охлаждения воздуха, содержащегося в полости холодильного шкафа бытового холодильника и других холодильных установок с относительно небольшим объемом холодильного шкафа.The present invention can be applied to cool the air contained in the cavity of a refrigerator of a domestic refrigerator and other refrigeration units with a relatively small volume of a refrigerator.
В настоящее время главной проблемой в области холодильной техники является крайне низкая эффективность бытовых холодильников. В установившемся режиме работы холодильника на каждые 100 Вт потребляемой мощности от охлаждаемого воздуха может быть отведено только небольшое количество теплоты - порядка 2-5 Дж в секунду. Вследствие этого холодильный коэффициент процесса охлаждения воздуха составляет не более 0,02-0,05. Однако в существующих холодильных установках торгового назначения с холодильной камерой большего объема (от 6 м3), использующих аналогичные холодильные машины, эффективность процесса охлаждения воздуха в десятки раз выше, чем в бытовом холодильнике, при этом величина холодильного коэффициента может достигать значения, равного 1,0 (и выше).Currently, the main problem in the field of refrigeration is the extremely low efficiency of household refrigerators. In the steady-state mode of operation of the refrigerator, for every 100 watts of power consumption, only a small amount of heat can be removed from the cooled air - about 2-5 J per second. As a result, the refrigeration coefficient of the air cooling process is not more than 0.02-0.05. However, in existing commercial refrigeration units with a larger refrigerating chamber (from 6 m 3 ) using similar refrigerating machines, the efficiency of the air cooling process is ten times higher than in a domestic refrigerator, while the value of the refrigeration coefficient can reach a value of 1, 0 (and above).
Из предшествующего уровня техники известен способ охлаждения воздуха, основанный на изменении агрегатного состояния хладагента, циркулирующего по замкнутому контуру парокомпрессионной холодильной машины, описанный в справочнике "Бытовые холодильники и морозильники", Б.С.Бабкин, В.А.Выгодин, Москва, Изд. Колос, 1998, стр.19 - 23. Указанный способ охлаждения включает сжатие паров хладагента в компрессоре, при этом концентрация паров повышается, охлаждение сконцентрированных паров хладагента в конденсаторе, сопровождаемое их конденсацией, дросселирование сконденсированного хладагента и последующее его испарение в теплообменнике, предназначенном для подвода теплоты от охлаждаемого воздуха к хладагенту.A method of cooling the air is known from the prior art, based on a change in the state of aggregation of a refrigerant circulating in a closed circuit of a steam compression refrigeration machine, described in the reference book "Household Refrigerators and Freezers", B. S. Babkin, V. A. Vygodin, Moscow, Izd. Kolos, 1998, p.19 - 23. This cooling method involves compressing the refrigerant vapor in the compressor, while the vapor concentration rises, cooling the concentrated refrigerant vapor in the condenser, accompanied by their condensation, throttling the condensed refrigerant and then evaporating it in a heat exchanger designed for supply heat from the cooled air to the refrigerant.
Охлаждение воздуха, расположенного в полости холодильного шкафа, осуществляют в процессе циркуляции хладагента по замкнутому контуру холодильной машины путем отвода теплоты от охлаждаемого воздуха непосредственно к испаряемому хладагенту, осуществляемого посредством теплообменного аппарата (испарителя). Когда температура охлаждаемого воздуха понижается до заданного минимального значения (определяемого условиями хранения продуктов), циркуляцию хладагента по замкнутому контуру холодильной машины прекращают (отключают привод холодильной машины от электрической сети). Процесс охлаждения воздуха возобновляют, когда его температура поднимается до максимально допустимого уровня вследствие теплопритоков из окружающей среды в полость холодильного шкафа.The cooling of the air located in the cavity of the refrigerator is carried out in the process of circulation of the refrigerant along the closed circuit of the refrigeration machine by removing heat from the cooled air directly to the evaporated refrigerant, carried out by means of a heat exchanger (evaporator). When the temperature of the cooled air drops to a predetermined minimum value (determined by the storage conditions of the products), the refrigerant circulation in the closed circuit of the chiller is stopped (the chiller drive is disconnected from the electrical network). The air cooling process is resumed when its temperature rises to the maximum allowable level due to heat influx from the environment into the cavity of the refrigerator.
Низкая эффективность рассматриваемого процесса охлаждения воздуха определяется очень незначительной величиной теплопроводности воздуха, что снижает величину тепловой энергии, передаваемой от охлаждаемого воздуха к испаряемому хладагенту в единицу времени через единицу площади поверхности теплообмена (поверхности испарителя). Кроме того, эффективность рассматриваемого процесса охлаждения воздуха в бытовом холодильнике дополнительно снижается по следующим причинам:The low efficiency of the air cooling process under consideration is determined by a very insignificant amount of air thermal conductivity, which reduces the amount of thermal energy transferred from the cooled air to the evaporated refrigerant per unit time through a unit of heat exchange surface area (evaporator surface). In addition, the efficiency of the air cooling process under consideration in the household refrigerator is further reduced for the following reasons:
- недостаточная площадь поверхности теплообмена охлаждаемого воздуха с испаряемым хладагентом, поскольку теплообменник, предназначенный для охлаждения воздуха, можно разместить только по периметру охлаждаемого объема или вдоль одной из стенок холодильного шкафа (указанное расположение определяется функциональными особенностями морозильного и холодильного отделений бытового холодильника);- insufficient heat exchange surface area of the cooled air with the evaporated refrigerant, since the heat exchanger designed for cooling the air can be placed only around the perimeter of the volume to be cooled or along one of the walls of the refrigerator (this location is determined by the functional features of the freezer and refrigerator compartments of the household refrigerator);
- ограниченная величина температурного градиента между охлаждаемым воздухом и испаряемым хладагентом, определяемая температурой кипения хладагента и заданной температурой воздуха, содержащегося в морозильном и холодильном отделениях бытового холодильника;- a limited temperature gradient between the cooled air and the evaporated refrigerant, determined by the boiling point of the refrigerant and the set temperature of the air contained in the freezing and refrigerating compartments of the household refrigerator;
- ограниченная скорость перемещения охлаждаемого воздуха относительно поверхности теплообмена (не более 0.5 м/с).- limited speed of movement of the cooled air relative to the heat transfer surface (not more than 0.5 m / s).
В своей совокупности перечисленные причины приводят к тому, что процесс охлаждения воздуха, содержащегося в морозильном и холодильном отделениях бытового холодильника, осуществляют в течение 10-12 минут. При этом от охлаждаемого воздуха отводят около 3500 Дж тепловой энергии при подводимой мощности 200 Вт (двухкамерный холодильник объемом 300 дм3). С учетом вышеприведенных показателей холодильный коэффициент процесса охлаждения воздуха равен 0.03-0.04 (3500 Дж : 600 с : 200 Вт).Together, the listed reasons lead to the fact that the process of cooling the air contained in the freezing and refrigerating compartments of a household refrigerator is carried out within 10-12 minutes. At the same time, about 3500 J of thermal energy is diverted from the cooled air at a supplied power of 200 W (a two-chamber refrigerator with a volume of 300 dm 3 ). Given the above indicators, the refrigeration coefficient of the air cooling process is 0.03-0.04 (3500 J: 600 s: 200 W).
Известна холодильная машина бытового холодильника, описанная в патенте RU 2162576, которая содержит компрессор, конденсатор, капиллярную трубку и испаритель. При этом испаритель помещен в герметичный кожух, наполненный незамерзающей холодонакопительной жидкостью. При работе компрессора сжатые до высокого давления пары холодильного агента охлаждают в конденсаторе, затем образовавшийся конденсат дросселируют в капиллярной трубке и испаряют в испарителе, при этом «передают холод» от охлажденной поверхности испарителя в охлаждаемую среду (холодонакопительную жидкость) и далее в камеру низкотемпературного отделения рассматриваемого холодильника.Known refrigeration machine household refrigerator described in patent RU 2162576, which contains a compressor, a condenser, a capillary tube and an evaporator. In this case, the evaporator is placed in a sealed casing filled with non-freezing cold-accumulating liquid. When the compressor is operating, the refrigerant vapor compressed to high pressure is cooled in the condenser, then the condensate formed is throttled in the capillary tube and evaporated in the evaporator, while the “cold” is transferred from the cooled surface of the evaporator to the cooled medium (cold storage liquid) and then to the low-temperature compartment of the considered the refrigerator.
Процесс «накопления холода» холодонакопительной жидкостью осуществляют при длительной работе компрессора. Большой объем холодонакопительной жидкости и низкая (до -55°С) температура ее замерзания позволяют при малой величине теплопритоков снаружи увеличивать временной период между отключением и следующим включением электродвигателя холодильной машины.The process of "accumulation of cold" by cold accumulating liquid is carried out during prolonged operation of the compressor. A large volume of cold-accumulating liquid and a low (up to -55 ° C) freezing temperature allow for a small amount of heat influx from the outside to increase the time period between switching off and the next turning on of the refrigerator motor.
Однако в нормальном режиме эксплуатации бытового холодильника температура внутри холодильного шкафа повышается не вследствие теплопритоков через стенку холодильного шкафа. Главная причина указанного повышения температуры состоит в том, что при открывании дверок холодильного шкафа в полость морозильного и холодильного отделений поступает теплый воздух из окружающей среды. При этом температура охлажденного воздуха может повышаться до максимально допустимого значения менее чем за одну минуту. Очевидно, что холодонакопительная жидкость не сможет так же быстро отвести от воздуха необходимое количество теплоты, что неизбежно приведет к включению электродвигателя холодильной машины для осуществления процесса охлаждения воздуха посредством его теплообмена с хладагентом, циркулирующим по замкнутому контуру холодильной машины. Низкая скорость охлаждения воздуха, осуществляемого путем его теплообмена с холодонакопительной жидкостью, определяется низкой теплопроводностью воздуха, а также недостаточной площадью теплообмена. Попытка же повысить скорость охлаждения воздуха за счет снижения минимальной температуры охлаждаемой жидкости до уровня -55°С неизбежно приведет к резкому уменьшению величины холодильного коэффициента обратного термодинамического цикла, осуществляемого рассматриваемой холодильной машиной. Кроме того, потребительские качества домашнего холодильника исключают возможность применения столь низких температур.However, in normal operation of a domestic refrigerator, the temperature inside the refrigerator does not increase due to heat influx through the wall of the refrigerator. The main reason for this temperature increase is that when the doors of the refrigerator are opened, warm air from the environment enters the cavity of the freezer and refrigerator compartments. In this case, the temperature of the chilled air can rise to the maximum permissible value in less than one minute. It is obvious that the cold accumulating liquid will not be able to quickly remove the necessary amount of heat from the air, which will inevitably lead to the inclusion of the electric motor of the chiller to carry out the process of cooling the air through heat exchange with the refrigerant circulating in the closed circuit of the chiller. The low cooling rate of the air, carried out by heat exchange with a cold-accumulating liquid, is determined by the low thermal conductivity of the air, as well as the insufficient heat exchange area. An attempt to increase the air cooling rate by lowering the minimum temperature of the liquid to be cooled to -55 ° C will inevitably lead to a sharp decrease in the value of the refrigeration coefficient of the inverse thermodynamic cycle carried out by the refrigeration machine in question. In addition, the consumer qualities of a home refrigerator preclude the use of such low temperatures.
Применение холодонакопительной жидкости позволит поддержать температуру охлажденного воздуха на нужном уровне только в том случае, если дверки холодильника не будут открываться достаточно длительное время. В условиях нормальной эксплуатации рассматриваемого холодильника применение холодонакопительной жидкости не позволит увеличить интервал между включениями холодильной машины и снизить за счет увеличения указанных интервалов количество потребляемой бытовым холодильником электроэнергии.The use of cold storage liquid will allow maintaining the temperature of chilled air at the required level only if the refrigerator doors do not open for a sufficiently long time. Under normal conditions of use of the refrigerator in question, the use of cold storage liquid will not allow to increase the interval between switching on the refrigeration machine and reduce due to the increase in the indicated intervals the amount of electricity consumed by the household refrigerator.
В основу изобретения поставлена задача создания способа охлаждения воздуха и устройства, реализующего указанный способ, которые осуществляют охлаждение воздуха в замкнутой полости бытового холодильника с меньшими затратами электроэнергии.The basis of the invention is the task of creating a method of cooling the air and a device that implements the specified method, which carry out the cooling of air in a closed cavity of a household refrigerator with less energy.
Поставленная задача решена путем создания способа охлаждения воздуха в замкнутой полости бытового холодильника, заключающегося в том, что осуществляют процесс концентрации паров хладагента, циркулирующего по замкнутому контуру устройства для охлаждения воздуха, концентрированные пары хладагента охлаждают и конденсируют, затем осуществляют процесс дросселирования сконденсированного хладагента, затем к хладагенту подводят теплоту и переводят из жидкого состояния в газообразное с образованием паров хладагента с заданной минимальной температурой и осуществляют последующее охлаждение воздуха, при этом согласно изобретению охлаждение воздуха осуществляют посредством приспособления для аккумулирования его теплоты, которое предварительно, в процессе циркуляции хладагента по замкнутому контуру холодильной машины, охлаждают путем теплообмена с циркулирующим хладагентом до температуры более низкой, чем заданная минимальная температура охлаждения воздуха, затем процесс циркуляции хладагента по замкнутому контуру холодильной машины прекращают и осуществляют процесс охлаждения воздуха путем отвода теплоты от охлаждаемого воздуха к указанному приспособлению для аккумулирования его теплоты.The problem is solved by creating a method of cooling air in a closed cavity of a household refrigerator, which consists in the fact that the process of concentration of refrigerant vapor circulating along the closed circuit of the device for cooling air is carried out, the concentrated refrigerant vapor is cooled and condensed, then the condensed refrigerant is throttled, then heat is brought to the refrigerant and transferred from a liquid state to a gaseous state with the formation of refrigerant vapor with a given minimum temperature and carry out subsequent cooling of the air, while according to the invention, the cooling of the air is carried out by means of a device for storing its heat, which is preliminarily cooled by heat exchange with the circulating refrigerant to a temperature lower than the set minimum temperature during the circulation of the refrigerant along the closed circuit of the refrigeration machine air cooling, then the process of circulation of the refrigerant along the closed circuit of the refrigeration machine is stopped and the percent ss cooling air by removing heat from the cooled air to said storage device to its heat.
Осуществление процесса охлаждения воздуха путем его теплообмена с приспособлением, аккумулирующим теплоту охлаждаемого воздуха, которое предварительно охлаждают хладагентом, циркулирующим по замкнутому контуру холодильной машины, обеспечивает увеличение количества теплоты, подводимой к циркулирующему хладагенту в единицу времени. Это объясняется тем, что любой аккумулятор теплоты независимо от фазового состояния аккумулирующего вещества (жидкого или твердого) обладает большей теплоемкостью единицы объема указанного вещества и большей теплопроводностью по сравнению с воздухом, что позволяет за более короткий промежуток времени осуществить передачу заранее аккумулированной теплоты к хладагенту, чем в случае непосредственного теплообмена охлаждаемого воздуха с хладагентом. А сокращение времени процесса теплопередачи аккумулированной теплоты охлаждаемого воздуха от аккумулирующего устройства к хладагенту позволяет сократить время работы холодильной машины в каждом цикле охлаждения воздуха, что обеспечивает снижение электропотребления бытового холодильника.The implementation of the process of cooling air by heat exchange with a device that accumulates the heat of the cooled air, which is pre-cooled with a refrigerant circulating in a closed circuit of the refrigeration machine, provides an increase in the amount of heat supplied to the circulating refrigerant per unit time. This is because any heat accumulator, regardless of the phase state of the storage substance (liquid or solid), has a higher heat capacity per unit volume of the substance and a higher thermal conductivity compared to air, which allows for the transfer of pre-accumulated heat to the refrigerant in a shorter period of time than in case of direct heat exchange of the cooled air with the refrigerant. And reducing the time of the heat transfer process of the accumulated heat of the cooled air from the storage device to the refrigerant reduces the operating time of the refrigeration machine in each air cooling cycle, which reduces the power consumption of the domestic refrigerator.
Поставленная задача решена также путем создания устройства для охлаждения воздуха в замкнутой полости бытового холодильника, содержащего замкнутый контур, включающий приспособление для повышения концентрации паров хладагента, конденсатор, дросселирующее приспособление и приспособление для подвода теплоты к хладагенту, при этом согласно изобретению приспособление для подвода теплоты к хладагенту расположено в верхней части замкнутой полости с охлаждаемым воздухом и представляет собой приспособление для аккумулирования теплоты охлаждаемого воздуха, тело которого выполнено из металла с высокой теплопроводностью и содержит по меньшей мере один канал, входное отверстие которого сообщено с дросселирующим приспособлением, а выходное отверстие сообщено с приспособлением для повышения концентрации паров хладагента, при этом на наружной поверхности приспособления для аккумулирования теплоты охлаждаемого воздуха выполнено оребрение, увеличивающее площадь его наружной поверхности.The problem is also solved by creating a device for cooling air in a closed cavity of a household refrigerator containing a closed circuit, including a device for increasing the concentration of refrigerant vapor, a condenser, a throttling device and a device for supplying heat to the refrigerant, while according to the invention, a device for supplying heat to the refrigerant located in the upper part of a closed cavity with cooled air and is a device for the accumulation of heat oh lazhdaemogo air, the body of which is made of metal with high thermal conductivity and contains at least one channel, the inlet of which is communicated with a throttling device, and the outlet is communicated with a device to increase the concentration of refrigerant vapor, while on the outer surface of the device for accumulating heat of the cooled air finning was performed, increasing the area of its outer surface.
Применение приспособления для аккумулирования теплоты охлаждаемого воздуха, выполненного из металла с высокой теплопроводностью (например, алюминия или меди), с внутренними каналами, предназначенными для перемещения испаряемого хладагента, обеспечивает увеличение количества теплоты, подводимой в единицу времени к циркулирующему хладагенту, по сравнению с «холодонакопительной жидкостью», применяемой в прототипе, теплопроводность которой примерно в четыре раза меньше, чем у алюминия.The use of devices for accumulating the heat of cooled air made of metal with high thermal conductivity (for example, aluminum or copper), with internal channels designed to move the evaporated refrigerant, provides an increase in the amount of heat supplied per unit time to the circulating refrigerant, compared with the “cold accumulating” liquid "used in the prototype, whose thermal conductivity is about four times less than that of aluminum.
Кроме того, применение металла в качестве аккумулирующего вещества позволяет выполнить на поверхности аккумулирующего приспособления оребрение, которое увеличивает площадь поверхности теплообмена и соответственно увеличивает количество теплоты, подводимой от охлаждаемого воздуха к приспособлению для аккумулирования его теплоты, что позволяет сократить время охлаждения воздуха.In addition, the use of metal as an accumulating substance makes it possible to perform ribbing on the surface of the accumulating device, which increases the heat exchange surface area and, accordingly, increases the amount of heat supplied from the air being cooled to the device for accumulating its heat, which allows reducing the air cooling time.
Дополнительно сократить время охлаждения воздуха позволяет расположение аккумулирующего приспособления в верхней части замкнутой полости с охлаждаемым воздухом, что обеспечивает возникновение естественной циркуляции охлаждаемого воздуха, которая существенно увеличивает количество теплоты, подводимой в единицу времени от охлаждаемого воздуха к аккумулирующему приспособлению.The location of the storage device in the upper part of the closed cavity with the cooled air allows to further reduce the cooling time of the air, which ensures the occurrence of a natural circulation of the cooled air, which significantly increases the amount of heat supplied per unit time from the cooled air to the storage device.
Сокращение времени охлаждения воздуха путем его теплообмена с аккумулирующим приспособлением позволяет достаточно быстро компенсировать возможные теплопритоки из окружающей среды и увеличить интервал времени между включениями привода предлагаемого устройства для охлаждения воздуха, что обеспечит снижение электропотребления бытового холодильника.Reducing the time for cooling the air by exchanging heat with the storage device allows you to quickly compensate for possible heat influx from the environment and increase the time interval between switching on the drive of the proposed device for air cooling, which will reduce the power consumption of the domestic refrigerator.
Предлагаемый способ охлаждения воздуха в замкнутой полости бытового холодильника осуществляют следующим образом.The proposed method for cooling air in a closed cavity of a domestic refrigerator is as follows.
После достижения максимально допустимой температуры воздуха, расположенного в замкнутой полости бытового холодильника, включают предлагаемое устройство для охлаждения воздуха и хладагент начинает циркулировать по замкнутому контуру указанного устройства. При этом с хладагентом осуществляют повторяющуюся последовательность термодинамических процессов (обратный термодинамический цикл), которые сопровождаются изменением его фазового состояния. В качестве хладагента предлагаемой холодильной машины могут использоваться различные фреоны или аммиак. Пары хладагента концентрируют путем их сжатия (фреон) или путем выпаривания из водоаммиачного раствора (аммиак) с последующим отделением паров воды. Затем концентрированные пары хладагента охлаждают, как правило, путем отвода теплоты в окружающую среду и конденсируют. Затем сконденсированный хладагент дросселируют с понижением его давления и температуры и испаряют путем подвода к нему теплоты от приспособления, предназначенного для аккумулирования теплоты охлаждаемого воздуха. При этом указанное приспособление охлаждают до температуры более низкой, чем заданная минимальная температура охлаждения воздуха. Например, минимальная температура охлаждения воздуха в низкотемпературном отделении бытового холодильника составляет -24°С, следовательно, в зависимости от массы аккумулирующее приспособление охлаждают до -25°С - -28°С (температура кипения хладагента). При этом от аккумулирующего приспособления отводят количество теплоты (Q), равное, по меньшей мере, количеству теплоты, которое необходимо отвести от охлаждаемого воздуха, чтобы понизить его температуру с максимально допустимого до минимального заданного значения. Затем устройство для охлаждения воздуха отключают, при этом прекращают процесс циркуляции хладагента по замкнутому контуру устройства для охлаждения воздуха и осуществляют процесс охлаждения воздуха путем его теплообмена с охлажденным аккумулирующим приспособлением. Указанный процесс теплообмена сопровождается отводом теплоты от охлаждаемого воздуха к аккумулирующему приспособлению, которое нагревают за счет аккумулируемой теплоты. Когда температура аккумулирующего приспособления повысится до уровня максимально допустимой температуры охлаждаемого воздуха, работу устройства для охлаждения воздуха возобновляют и осуществляют повторный процесс охлаждения аккумулирующего приспособления путем его теплообмена с хладагентом, циркулирующим по замкнутому устройству.After reaching the maximum allowable temperature of the air located in the closed cavity of the household refrigerator, the device for cooling the air is turned on and the refrigerant begins to circulate along the closed circuit of the specified device. In this case, a repeating sequence of thermodynamic processes (reverse thermodynamic cycle) is carried out with the refrigerant, which are accompanied by a change in its phase state. As the refrigerant of the proposed refrigeration machine, various freons or ammonia can be used. Refrigerant vapors are concentrated by compression (freon) or by evaporation from a water-ammonia solution (ammonia), followed by separation of water vapor. Then the concentrated refrigerant vapor is cooled, as a rule, by removing heat into the environment and condensing. Then, the condensed refrigerant is throttled to lower its pressure and temperature and evaporated by supplying heat to it from a device designed to accumulate the heat of the cooled air. Moreover, this device is cooled to a temperature lower than the specified minimum temperature for cooling the air. For example, the minimum temperature for cooling the air in the low-temperature compartment of a household refrigerator is -24 ° C, therefore, depending on the mass, the storage device is cooled to -25 ° C - -28 ° C (boiling point of the refrigerant). In this case, the amount of heat (Q) equal to at least the amount of heat that must be removed from the cooled air is removed from the storage device in order to lower its temperature from the maximum allowable to the minimum specified value. Then the device for cooling the air is turned off, while the process of circulation of the refrigerant along the closed circuit of the device for cooling the air is stopped, and the process of cooling the air is carried out by heat exchange with the cooled storage device. The specified heat transfer process is accompanied by heat removal from the cooled air to the storage device, which is heated by the stored heat. When the temperature of the storage device rises to the level of the maximum allowable temperature of the cooled air, the operation of the device for cooling the air is resumed and the cooling process of the storage device is repeated by heat exchange with the refrigerant circulating in the closed device.
Для лучшего понимания предлагаемого изобретения ниже приведен конкретный пример его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:For a better understanding of the invention, the following is a specific example of its implementation with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг.1 схематично изображает предлагаемое устройство, осуществляющее процесс охлаждения аккумулятора теплоты, выполненное согласно изобретению;figure 1 schematically depicts the proposed device, the process of cooling the heat accumulator, made according to the invention;
фиг.2 схематично изображает процесс охлаждения воздуха, расположенного в полости холодильной камеры, предлагаемым устройством, выполненным согласно изобретению.figure 2 schematically depicts the process of cooling air located in the cavity of the refrigerating chamber, the proposed device made according to the invention.
Предлагаемое устройство для охлаждения воздуха (см. фиг.1) содержит замкнутый контур, включающий приспособление 1 для повышения концентрации паров хладагента, конденсатор 2, дросселирующее приспособление 3 и приспособление 4 для аккумулирования теплоты охлаждаемого воздуха, расположенного в полости холодильной камеры 5 бытового холодильника, и последующего подвода указанной теплоты к хладагенту. Аккумулирующее приспособление 4 расположено в верхней части холодильной камеры 5 и представляет собой приспособление, выполненное из металла с высокой теплопроводностью, например из алюминия, с внутренними каналами 6, которые являются частью замкнутого контура холодильной машины. Входное отверстие каналов 6 посредством трубопроводов сообщает это приспособление 4 с дросселирующим приспособлением 3, а выходное отверстие каналов 6 посредством трубопроводов сообщает это приспособление 4 с приспособлением 1, предназначенным для повышения концентрации паров хладагента. Аккумулирующее приспособление 4 имеет массу, которая обеспечивает отвод от охлаждаемого воздуха количества теплоты (Q), достаточного для понижения температуры охлаждаемого воздуха до заданного минимального значения. Наружная поверхность аккумулирующего приспособления 4 выполнена с оребрением 7, увеличивающим площадь указанной наружной поверхности, которая является поверхностью теплообмена с охлаждаемым воздухом.The proposed device for cooling air (see Fig. 1) contains a closed circuit, including a
На фиг.2 изображено предлагаемое устройство для охлаждения воздуха в тот момент, когда циркуляция хладагента не осуществляется. При этом к аккумулирующему приспособлению 4 подводят теплоту (Q) от охлаждаемого воздуха.Figure 2 shows the proposed device for cooling air at a time when the circulation of the refrigerant is not carried out. In this case, heat (Q) from the cooled air is supplied to the
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
После достижения максимально допустимой температуры воздуха, расположенного в полости холодильной камеры 5 бытового холодильника, включают привод предлагаемого устройства и хладагент начинает циркулировать по замкнутому контуру этого устройства (см. фиг.1). При этом с хладагентом осуществляют повторяющуюся последовательность термодинамических процессов, которые сопровождаются изменением его фазового состояния. В качестве хладагента предлагаемой холодильной машины могут использоваться различные фреоны, и тогда в приспособлении 1 повышают концентрацию хладагента путем сжатия его паров, или аммиак, и тогда в приспособлении 1 повышают концентрацию хладагента путем его выпаривания из водоаммиачного раствора и последующего отделения паров воды. Затем концентрированные пары хладагента направляют в конденсатор 2, где их охлаждают и конденсируют, затем сконденсированный хладагент направляют в дросселирующее приспособление 3, где осуществляют процесс его дросселирования, затем хладагент направляют во внутренние каналы 6 аккумулирующего приспособления 4. По мере перемещения хладагента по внутренним каналам 6 к нему подводят теплоту от аккумулирующего приспособления 4, при этом хладагент переводят в газообразное состояние. Процесс теплообмена хладагента с аккумулирующим приспособлением 4 сопровождается охлаждением указанного приспособления до температуры, более низкой, чем заданная минимальная температура охлаждения воздуха. При этом от приспособления 4 отводят количество теплоты (Q), равное, по меньшей мере, количеству теплоты, которое необходимо отвести от охлаждаемого воздуха, чтобы понизить его температуру с максимально допустимого до минимального заданного значения. Затем привод устройства для охлаждения воздуха отключают, при этом прекращают процесс циркуляции хладагента по замкнутому контуру предлагаемого устройства (см. фиг.2) и осуществляют процесс охлаждения воздуха путем его теплообмена с охлажденным аккумулирующим приспособлением 4. Указанный процесс теплообмена сопровождается отводом теплоты от охлаждаемого воздуха к аккумулирующему приспособлению 4, которое нагревают за счет аккумулируемой теплоты. Когда температура аккумулирующего приспособления 4 повысится до уровня максимально допустимой температуры охлаждаемого воздуха, работу устройства возобновляют и осуществляют повторный процесс охлаждения аккумулирующего приспособления 4 путем его теплообмена с хладагентом, циркулирующим по замкнутому контуру предлагаемого устройства.After reaching the maximum allowable temperature of the air located in the cavity of the refrigerating
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008120200/06A RU2411424C2 (en) | 2008-05-22 | 2008-05-22 | Air cooling method in closed cavity of domestic refrigerator and device for implementation of above method |
| PCT/RU2009/000224 WO2009142540A1 (en) | 2008-05-22 | 2009-05-12 | Method for cooling air in the closed cavity of a household refrigerator and a device for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008120200/06A RU2411424C2 (en) | 2008-05-22 | 2008-05-22 | Air cooling method in closed cavity of domestic refrigerator and device for implementation of above method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008120200A RU2008120200A (en) | 2009-11-27 |
| RU2411424C2 true RU2411424C2 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=41340329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008120200/06A RU2411424C2 (en) | 2008-05-22 | 2008-05-22 | Air cooling method in closed cavity of domestic refrigerator and device for implementation of above method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2411424C2 (en) |
| WO (1) | WO2009142540A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012125068A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | ГРАМШ, Владимир Анатольевич | Evaporator |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11257763A (en) * | 1998-03-06 | 1999-09-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Cooling unit |
| RU2162576C2 (en) * | 1999-04-15 | 2001-01-27 | Государственная академия сферы быта и услуг | Refrigerating unit of domestic compression refrigerator |
| DE10247262A1 (en) * | 2002-10-10 | 2004-04-22 | Behr Gmbh & Co. | Method for evaporation temperature control for air conditioning systems esp. for motor vehicles with adjustment dependent upon demand between min. and max. temperatures of a latent medium |
| RU2234645C1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-20 | Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса | Domestic compression type refrigerator |
-
2008
- 2008-05-22 RU RU2008120200/06A patent/RU2411424C2/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-05-12 WO PCT/RU2009/000224 patent/WO2009142540A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БАБАКИН Б.С. и др. Бытовые холодильники и морозильники. - М.: Колос, 1988, с.169. КОМАРОВ Н.С.Справочник холодильщика. - М.: Машгиз, 1962, с.88-89. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012125068A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | ГРАМШ, Владимир Анатольевич | Evaporator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008120200A (en) | 2009-11-27 |
| WO2009142540A1 (en) | 2009-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2234645C1 (en) | Domestic compression type refrigerator | |
| Visek et al. | Advanced sequential dual evaporator domestic refrigerator/freezer: System energy optimization | |
| KR100785116B1 (en) | Refrigerator | |
| TW201418648A (en) | Heat-driven defrosting device using natural circulation | |
| JP5261066B2 (en) | Refrigerator and refrigerator | |
| CN106225358A (en) | Cold storage hot gas defrosting refrigeration system and heat accumulating type steam defrosting heat pump system | |
| WO2010123405A1 (en) | Method for cooling an object and a device for carrying out said method | |
| CN106440452A (en) | Cold storage device and heat storage device | |
| KR20100027353A (en) | Refrigerating and freezing apparatus | |
| CN203203293U (en) | Refrigerating and heating system for air source heat pump | |
| WO2013091691A1 (en) | Method of operating refrigeration system and refrigeration system | |
| RU2411424C2 (en) | Air cooling method in closed cavity of domestic refrigerator and device for implementation of above method | |
| RU2505756C2 (en) | Refrigerating unit | |
| JP2010121842A (en) | Refrigerator | |
| Won et al. | An experimental study of the performance of a dual-loop refrigerator freezer system | |
| CN114763958B (en) | Refrigerator with a refrigerator body | |
| JP5056026B2 (en) | vending machine | |
| Al Douri et al. | Review regarding defrosting methods for refrigeration and heat pump systems | |
| Varghese et al. | Heat Recovery System in Domestic Refrigerator | |
| WO2015165512A1 (en) | Refrigeration appliance having an anti-condensation arrangement | |
| JP5517333B2 (en) | Refrigeration apparatus and operation method thereof | |
| JP4284789B2 (en) | refrigerator | |
| CN111059843A (en) | Refrigerating and freezing device | |
| CN209960830U (en) | Energy-efficient cryrogenic quick-freeze refrigerator | |
| JP2012087952A (en) | Refrigerator freezer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100814 |