RU2435116C2

RU2435116C2 - Refrigerating device

Info

Publication number: RU2435116C2
Application number: RU2009109833/13A
Authority: RU
Inventors: Нильс ЛИНГАРД (DE); Нильс ЛИНГАРД
Original assignee: Бсх Бош Унд Сименс Хаусгерете Гмбх
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2011-11-27
Also published as: DE102006042020A1; CN101512271B; WO2008028790A1; CN101512271A; RU2009109833A; US20090314027A1; EP2064503A1

Abstract

FIELD: heating. ^ SUBSTANCE: refrigerating device with cooled inner space has circulating cooling circuit for cooling agent. Circulating cooling circuit has heat exchanger that is located in cooled inner space, compressor for cooling agent and condenser, which are located beyond the limits of inner space. Reservoir containing a plastic pack filled with liquid is provided as heat accumulator contacting the condenser, and on upper side of the reservoir there installed is device for heat removal from heat accumulator to atmosphere. ^ EFFECT: use of this invention allows reducing the volume of condenser, and as a result, increasing the volume of cooled inner space. ^ 8 cl, 6 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к холодильному аппарату согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.The invention relates to a refrigerating apparatus according to the preamble of paragraph 1 of the claims.

Уровень техникиState of the art

Для охлаждения внутреннего пространства холодильного аппарата обычно предусмотрен циркуляционный контур охлаждения (охлаждающий контур), в котором циркулирует хладагент. В циркуляционном контуре охлаждения имеется конденсатор, расположенный с наружной стороны холодильного аппарата, благодаря которому тепло, воспринимаемое хладагентом во внутреннем пространстве, отдается в окружающий воздух. Для обеспечения необходимого теплообмена конденсатор должен иметь определенные размеры, что достигается за счет размера охлаждаемого внутреннего пространства.To cool the interior of the refrigerator, a cooling circuit (cooling circuit) is usually provided in which refrigerant circulates. In the circulation cooling circuit there is a condenser located on the outside of the refrigeration unit, due to which the heat absorbed by the refrigerant in the interior is transferred to the surrounding air. To ensure the necessary heat transfer, the condenser must have certain dimensions, which is achieved due to the size of the cooled internal space.

Конденсатор в принципе устроен так, что количество тепла, выделяющегося во время эксплуатации компрессора, должно также и отводиться за это время эксплуатации. Когда компрессор не работает, тепло практически не вырабатывается. Следовательно, в такие моменты не требуется и передачи тепла от конденсатора в окружающий воздух. Поэтому конденсатор приходится конструировать таким образом, что количество тепла, которое необходимо отвести, должно выводиться в окружающий воздух исключительно в тот период, когда компрессор работает.The condenser, in principle, is designed so that the amount of heat generated during operation of the compressor should also be removed during this time of operation. When the compressor does not work, almost no heat is generated. Therefore, at such moments, heat transfer from the condenser to the surrounding air is not required. Therefore, the condenser must be designed in such a way that the amount of heat that needs to be removed must be removed to the ambient air exclusively during the period when the compressor is running.

Уже предпринимались также попытки, сохраняя малый размер конденсатора, повысить его производительность при помощи вентилятора. Но так как в этом случае приходится во время работы компрессора включать еще и вентилятор, то возникает шум такой громкости, которая мешает.Attempts have also been made, while maintaining the small size of the capacitor, to increase its performance with a fan. But since in this case the fan also has to be turned on while the compressor is running, noise arises at such a volume that interferes.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В основе изобретения лежит задача сконструировать конденсатор таким образом, что появляется возможность уменьшить его объем и в результате этого более эффективно использовать имеющееся пространство, увеличивая объем охлаждаемого внутреннего пространства.The basis of the invention is the task of constructing a capacitor in such a way that it becomes possible to reduce its volume and, as a result, make more efficient use of the available space, increasing the volume of the cooled internal space.

Задача решена согласно изобретению холодильным аппаратом с признаками по пункту 1 формулы изобретения. Благодаря тепловому аккумулятору удается во время работы компрессора отвести от хладагента тепла больше, чем конденсатор отдает в окружающий воздух. Это тепло временно накапливается в тепловом аккумуляторе. В то время, когда компрессор не работает и тепло от конденсатора в обычном случае не отдается в окружающий воздух, в данном случае тепло, накопленное до этого в тепловом аккумуляторе, снова отдается наружу. Благодаря этому конденсатор отдает тепло на протяжении значительно большего промежутка времени. Следовательно, имеется возможность выполнить конденсатор меньшим по размеру, а имеющееся пространство использовать с большей пользой.The problem is solved according to the invention with a refrigerating apparatus with features according to paragraph 1 of the claims. Thanks to the heat accumulator, it is possible to remove more heat from the refrigerant during the operation of the compressor than the condenser gives off to the surrounding air. This heat is temporarily stored in the heat accumulator. At that time, when the compressor does not work and the heat from the condenser in the usual case is not transferred to the surrounding air, in this case, the heat accumulated before in the heat accumulator is again transferred to the outside. Due to this, the condenser gives off heat over a much longer period of time. Therefore, it is possible to make the capacitor smaller and use the available space with greater benefit.

Для того чтобы более эффективно отводить накопленное в тепловом аккумуляторе тепло в окружающий воздух, предусмотрено устройство, которое, в частности, позволяет увеличить излучающую поверхность. В специальном варианте исполнения изобретения широкая металлическая лента уложена петлями в форме меандра, и образованный таким способом пакет петель соединен с тепловым аккумулятором. Соединение должно быть выполнено так, чтобы обеспечивалась хорошая теплопередача между тепловым аккумулятором и металлической лентой.In order to more efficiently remove the heat accumulated in the heat accumulator into the surrounding air, a device is provided which, in particular, makes it possible to increase the radiating surface. In a special embodiment of the invention, the wide metal strip is laid in loops in the shape of a meander, and the loop package formed in this way is connected to the heat accumulator. The connection must be made in such a way as to ensure good heat transfer between the heat accumulator and the metal strip.

Для дальнейшего повышения производительности процесса теплоотдачи имеется возможность дополнительно предусмотреть вентилятор. Этот вентилятор следует расположить так, чтобы поток воздуха направлялся сквозь полости, образуемые пакетом из петель. Благодаря этому проводимым воздухом обдувается большая площадь поверхности металлической ленты, и отдается большое количество тепла.To further increase the productivity of the heat transfer process, it is possible to additionally provide a fan. This fan should be positioned so that air flows through the cavities formed by the bag of loops. Due to this, a large surface area of the metal strip is blown by the conducted air, and a large amount of heat is lost.

Время работы вентилятора предпочтительно не ограничивается временем работы компрессора. Поскольку временно накопленное тепло отводится также при выключенном состоянии компрессора, имеет смысл эксплуатировать вентилятор и в эти промежутки времени. Вентилятор необходимо выключать только тогда, когда тепловой аккумулятор охладился ниже определенной температуры, а компрессор все еще не включен. Если эта пороговая температура теплового аккумулятора не достигается, вентилятор работает постоянно. Так как вентилятор выводит тепло не только во время работы компрессора, но и использует для отвода тепла время нахождения компрессора в выключенном режиме, вентилятору не требуется очень высокая мощность. Вентилятор с необходимой в данном случае мощностью не производит сильного шума и, следовательно, не воспринимается как мешающий.The fan run time is preferably not limited to the compressor run time. Since the temporarily accumulated heat is also removed when the compressor is off, it makes sense to operate the fan at these intervals. The fan must be turned off only when the heat accumulator has cooled below a certain temperature and the compressor is still not turned on. If this threshold temperature of the heat accumulator is not reached, the fan runs continuously. Since the fan removes heat not only during operation of the compressor, but also uses the time the compressor was in off mode to remove heat, the fan does not require very high power. A fan with the required power in this case does not produce strong noise and, therefore, is not perceived as interfering.

Согласно изобретению тепловой аккумулятор включает в себя емкость, наполненную жидкостью. Такая емкость удобна для производства и для придания ей той формы, при которой она оптимально использует имеющееся пространство.According to the invention, the heat accumulator includes a container filled with liquid. Such a container is convenient for production and for giving it the form in which it optimally uses the available space.

Чтобы не сталкиваться с требованиями к плотности емкости, жидкость помещена в пластиковый пакет. К форме пластикового пакета тоже не предъявляются высокие требования, так как наполненный жидкостью пластиковый пакет очень хорошо принимает форму емкости.In order not to meet the requirements for capacity density, the liquid is placed in a plastic bag. The requirements for the shape of the plastic bag are not high either, since the plastic bag filled with liquid takes the shape of a container very well.

Следует использовать жидкость с высокой теплоемкостью, однако не требующую высоких затрат. Вода отвечает этим требованиям и поэтому лучше всего подходит для этой цели.A liquid with a high heat capacity, but not requiring high costs, should be used. Water meets these requirements and is therefore best suited for this purpose.

Краткий комментарий к чертежамBrief commentary on the drawings

Дальнейшие детали и преимущества изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения в сочетании с описанием одного из вариантов исполнения, который подробно разъясняется на основе чертежей.Further details and advantages of the invention follow from the dependent claims in combination with a description of one embodiment, which is explained in detail on the basis of the drawings.

На них показано:They show:

фигура 1 - схематичное изображение циркуляционного контура охлаждения холодильного аппарата,figure 1 is a schematic representation of the circulation circuit of the cooling refrigerator,

фигура 2а - разнесенное изображение конденсатора холодильного аппарата согласно изобретению,figure 2A is an exploded image of a condenser of a refrigeration apparatus according to the invention,

фигура 2b - конденсатор из фигуры 2а в смонтированном положении.figure 2b is the capacitor of figure 2a in the mounted position.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 схематически изображен циркуляционный контур охлаждения холодильного аппарата. Циркуляционный контур охлаждения состоит из компрессора 1 и конденсатора 9, которые находятся за пределами охлаждаемого внутреннего пространства 6 холодильного аппарата, дросселя 3, расположенного на границе с охлаждаемым внутренним пространством 6, а также испарителя 4 с термостатом 5, которые расположены во внутреннем охлажденном пространстве 6. Конденсаторы, которые отводят тепло газообразного хладагента (7) в окружающий воздух и при этом конденсируют хладагент, обычно сформированы из змеевиков конденсаторов. Циркуляционный контур охлаждения представляет собой замкнутый контур, заполненный хладагентом. В компрессоре 1 газообразный хладагент 7 подвергается сжатию и в результате процесса компрессии нагревается. В конденсаторе 9 тепло отбирается от газообразного хладагента 7 и отдается в окружающий воздух. При этом хладагент конденсируется. Включенный перед испарителем 4 дроссель 3 обеспечивает поддержание в подводящей части циркуляционного контура более высокого давления, чем в отводящей. В результате этого на дросселе 3 жидкий хладагент 2 разрежается, изменяет свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное и при этом сильно охлаждается. Таким образом, испаритель 4 отводит из внутреннего пространства 6 тепло и при этом нагревает хладагент 7. Газообразный хладагент 7 попадает к компрессору 1, и кругооборот начинается снова. Величина теплоотвода через испаритель 4 определяется термостатом 5, который регулирует продолжительность включения компрессора 1 и паузы между его включениями.Figure 1 schematically shows a circulation circuit for cooling a refrigeration apparatus. The circulation cooling circuit consists of a compressor 1 and a condenser 9, which are located outside the cooled internal space 6 of the refrigeration unit, a throttle 3 located on the border with the cooled internal space 6, and an evaporator 4 with thermostat 5, which are located in the internal cooled space 6. Condensers that remove the heat of the gaseous refrigerant (7) to the surrounding air and condense the refrigerant, are usually formed from condenser coils. The cooling circuit is a closed loop filled with refrigerant. In compressor 1, gaseous refrigerant 7 is compressed and heated as a result of the compression process. In the condenser 9, heat is removed from the gaseous refrigerant 7 and transferred to the surrounding air. In this case, the refrigerant condenses. The throttle 3 connected in front of the evaporator 4 ensures that a higher pressure is maintained in the inlet part of the circulation circuit than in the outlet. As a result of this, on the throttle 3, the liquid refrigerant 2 is diluted, changes its state of aggregation from liquid to gaseous, and is very cooled. Thus, the evaporator 4 removes heat from the inner space 6 and at the same time heats the refrigerant 7. The gaseous refrigerant 7 enters the compressor 1, and the circuit starts again. The amount of heat removal through the evaporator 4 is determined by the thermostat 5, which controls the duration of the compressor 1 and the pause between its inclusion.

На фиг.2а показан новый конденсатор со змеевиками 9 конденсатора, которые закреплены с наружной стороны емкости 8, с пластиковым пакетом 11, заполненным теплоаккумулирующей средой 10, с радиатором 12, включающим в себя петли 13 радиатора и полости 14, а также с вентилятором 15 и его соплом 16. Емкость 8, изображенная на этой фигуре в виде прямоугольного ящика, приспосабливается к монтажным условиям в рамках холодильного аппарата и поэтому варьируема по форме.On figa shows a new capacitor with condenser coils 9, which are fixed on the outside of the tank 8, with a plastic bag 11 filled with heat-accumulating medium 10, with a radiator 12, including loops 13 of the radiator and cavity 14, as well as with a fan 15 and its nozzle 16. The tank 8, depicted in this figure in the form of a rectangular box, adapts to the mounting conditions within the refrigeration unit and therefore varies in shape.

Вдоль наружной стороны емкости 8 проведены змеевики 9 конденсатора, которые жестко соединены с емкостью 8. Соединение обеспечивает хорошую теплопередачу между змеевиками 9 конденсатора и емкостью 8. Материалы, используемые для емкости 8 и змеевиков 9 конденсатора, также обладают хорошей теплопроводностью. В змеевиках 9 конденсатора хладагент сжижается.Condenser coils 9 are held along the outside of the container 8, which are rigidly connected to the container 8. The connection provides good heat transfer between the condenser coils 9 and the container 8. The materials used for the container 8 and the condenser coils 9 also have good thermal conductivity. In the condenser coils 9, the refrigerant liquefies.

В емкость 8 помещается пластиковый пакет 11, заполненный жидкой теплоаккумулирующей средой 10. Особенность такого решения состоит в том, что благодаря использованию пластикового пакета 11 не предъявляются требования к герметичности емкости 8; более того, герметично плотный, заполненный теплоаккумулирующей средой 10 пластиковый пакет 11 в состоянии принять почти любую внутреннюю форму емкости 8 и контактировать с внутренней стороной емкости 8 на большой площади.A plastic bag 11 is placed in the container 8, filled with a liquid heat-accumulating medium 10. The peculiarity of this solution is that due to the use of the plastic bag 11, there are no requirements for the tightness of the container 8; moreover, a hermetically tight, plastic bag 11 filled with heat-accumulating medium 10 is able to take almost any internal shape of the container 8 and to contact the inside of the container 8 over a large area.

На верхней стороне емкости 8 расположен радиатор 12 с петлями 13 радиатора. Радиатор 12 жестко соединен с емкостью 8 (см. фиг.2b) и тоже состоит из материала с хорошей теплопроводностью. Радиатор 12 в показанном здесь исполнении представляет собой широкую металлическую ленту, которая согнута в форме меандра таким образом, что отдельные петли 13 радиатора касаются друг друга. Возможны также другие варианты исполнения, будь то соты или секции-ребра.On the upper side of the tank 8 is a radiator 12 with loops 13 of the radiator. The radiator 12 is rigidly connected to the tank 8 (see fig.2b) and also consists of a material with good thermal conductivity. The radiator 12 in the embodiment shown here is a wide metal strip, which is bent in the shape of a meander so that the individual loops 13 of the radiator touch each other. Other designs are also possible, be it honeycombs or rib sections.

Сопло 16 расположено с напорной стороны вентилятора 15, оно присоединяется с помощью фланца к одной из торцевых сторон радиатора 12 и перекрывает своей выходной площадью торцевую сторону радиатора 12. Форма исполнения вентилятора 15 - предпочтительно радиальный или тангенциальный вентилятор, чтобы, с одной стороны, издаваемый им шум оставался несильным и, с другой стороны, он производил поток воздуха, максимально равномерный по всей ширине радиатора 12. Именно благодаря такой конструкции вентилятора исключается «мертвая зона», избежать которой при использовании осевого вентилятора можно только ценой немалых усилий. Поток воздуха направляется через полости 14, образованные петлями 13 радиатора, и отводит большое количество тепла.The nozzle 16 is located on the pressure side of the fan 15, it is connected via a flange to one of the end sides of the radiator 12 and overlaps the end side of the radiator 12 with its output area. The form of the fan 15 is preferably a radial or tangential fan, so that, on the one hand, it is emitted by it the noise remained weak and, on the other hand, it produced an air stream that was as uniform as possible over the entire width of the radiator 12. It is thanks to this design of the fan that the “dead zone" is avoided, which first using an axial fan is possible only at the cost of great effort. The air flow is directed through the cavity 14, formed by the loops 13 of the radiator, and removes a large amount of heat.

Нагретый в результате компрессии газообразный хладагент 7 передает свое тепло имеющим хорошую теплопроводность змеевикам 9 конденсатора. В свою очередь, змеевики 9 конденсатора одну часть тепла передают в окружающий воздух, а другую часть - в емкость 8. Поскольку емкость 8 также состоит из материала, имеющего хорошую теплопроводность, она передает тепло теплоаккумулирующей среде 10, которая находится в пластиковом пакете 11. Этот пластиковый пакет 11 с теплоаккумулирующей средой 10 расположен во внутреннем пространстве, образованном емкостью 8, и имеет контакт с ее внутренними стенками на большой площади. Змеевики 9 конденсатора имеют такие размеры, что за периоды работы компрессора 1 они способны отводить излишнее тепло в окружающий воздух и в теплоаккумулирующую среду 10.The gaseous refrigerant 7 heated by compression transfers its heat to the condenser coils 9 having good thermal conductivity. In turn, the condenser coils 9 transfer one part of the heat to the surrounding air and the other part to the tank 8. Since the tank 8 also consists of a material having good thermal conductivity, it transfers heat to the heat-accumulating medium 10, which is in the plastic bag 11. This a plastic bag 11 with a heat storage medium 10 is located in the inner space formed by the tank 8, and has contact with its inner walls over a large area. The condenser coils 9 are so large that during the periods of operation of the compressor 1 they are able to remove excess heat into the surrounding air and into the heat storage medium 10.

Чтобы тепло, накопленное в теплоаккумулирующей среде 10, также отдать в окружающий воздух как можно быстрее, на верхней стороне емкости 8 предусмотрен радиатор 12. В образованных петлями 13 радиатора полостях 14 радиатора 12 под действием вентилятора 15 возникает принудительная конвекция, которая способна отвести от радиатора 12 большое количество тепла.In order to also transfer the heat accumulated in the heat storage medium 10 to the surrounding air as quickly as possible, a radiator 12 is provided on the upper side of the tank 8. In the cavities 14 of the radiator 12 formed by the radiator loops 13 under the influence of the fan 15, forced convection occurs, which can be removed from the radiator 12 a lot of heat.

Благодаря применению теплоаккумулирующей среды 10 становятся возможными временное накопление производимого компрессором 1 тепла и его отдача, даже при выключенном компрессоре 1, в окружающий воздух. Поэтому в оптимальном варианте вентилятор работает как при включенном, так и при выключенном компрессоре. Таким образом, теплоотдача происходит не только во время работы компрессора, и появляется возможность сконструировать новый конденсатор значительно меньшего, чем раньше, размера.Thanks to the use of a heat storage medium 10, temporary accumulation of heat produced by the compressor 1 and its release, even when the compressor 1 is turned off, into the surrounding air become possible. Therefore, in the best case, the fan operates both when the compressor is on and off. Thus, heat transfer occurs not only during operation of the compressor, and it becomes possible to design a new condenser significantly smaller than before.

Теплоаккумулирующая среда 10 должна обладать высокой теплоемкостью, но не должна требовать высоких затрат, чтобы расходы на производство нового конденсатора не были слишком велики. Вода превосходно отвечает этим требованиям.The heat storage medium 10 must have a high heat capacity, but should not require high costs so that the cost of manufacturing a new capacitor is not too high. Water perfectly meets these requirements.

Так как к емкости 8 не предъявляются требования относительно герметичности, то и для ее производства не требуется сложный технологический процесс. Так, существует возможность в любое время адаптировать емкость 8 к условиям ее монтажа в холодильном аппарате. Поэтому потребность в пространстве, занимаемом новым конденсатором, в любом случае меньше, чем при прежних технических решениях.Since the capacity 8 does not have requirements for tightness, then for its production does not require a complex process. So, it is possible at any time to adapt the tank 8 to the conditions of its installation in the refrigeration apparatus. Therefore, the need for space occupied by the new capacitor is in any case less than with previous technical solutions.

Поскольку вентилятор 15 работает независимо от времени работы компрессора 1, то он не должен обладать особой мощностью. Поэтому можно применить недорогой вентилятор, который тем не менее работает очень тихо.Since the fan 15 operates regardless of the operating time of the compressor 1, it should not have special power. Therefore, you can use an inexpensive fan, which nevertheless works very quietly.

Claims

1. A refrigerating apparatus with a cooled interior (6) and a circulation cooling circuit for a refrigerant (2, 7), the circulation cooling circuit having a heat exchanger (4) located in a cooled interior (6), a compressor (1) for a refrigerant (7) ) and a condenser (9) located outside the inner space (6), characterized in that as a heat accumulator (10) in contact with the condenser (9), a container (8) is provided that contains a plastic bag (11) filled with liquid , and on the top A device (12, 15) is located on the side of the tank to remove heat from the heat accumulator (10) to the surrounding air.

2. The refrigeration apparatus according to claim 1, characterized in that the condenser is located on the outside of the refrigeration apparatus.

3. The refrigerator according to claim 1 or 2, characterized in that in the device (12, 15) for removing heat there is a metal tape (13, 14), laid in loops in the form of a meander.

4. The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the device (12, 15) for heat removal there is a fan (15).

5. The refrigeration apparatus according to claim 4, characterized in that the fan (15) is located in such a way that the air flow is supplied through the loops of the metal tape (13, 14).

6. The refrigeration apparatus according to claim 4, characterized in that the fan (15) is also used during those periods in which the compressor (1) is in the off state.

7. The refrigeration apparatus according to claim 5, characterized in that the fan (15) is also used during those periods in which the compressor (1) is in the off state.

8. The refrigeration apparatus according to claim 1, characterized in that the liquid is water.