RU2451883C2

RU2451883C2 - Heat exchange device

Info

Publication number: RU2451883C2
Application number: RU2009125198/06A
Authority: RU
Inventors: Маттиас МРЦИГЛОД (DE); Маттиас МРЦИГЛОД; Вальтер ВОЛЬДЕНБЕРГ (DE); Вальтер ВОЛЬДЕНБЕРГ
Original assignee: Бсх Бош Унд Сименс Хаусгерете Гмбх
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2012-05-27
Also published as: US20100077782A1; DE102006061154A1; CN101568774A; RU2009125198A; CN101568774B; WO2008077699A1; EP2126484A1

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: in a heat exchange device for a refrigerating unit with a pipeline installed on a heat insulation substrate, the pipeline is formed as continuous and separated with a throttling point to an evaporator and a condenser, at the same time the substrate is made of two plane sections connected by a bent connection element, and so that the evaporator is installed on the first section, and the condenser - on the second one.

EFFECT: development of a heat exchange device for a refrigerating unit, the design of which makes it possible to reduce costs for building a coolant circulation circuit.

9 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к теплообменному агрегату с пролегающим на теплопроводящей подложке трубопроводом.The invention relates to a heat exchange unit with a pipeline running on a heat-conducting substrate.

Уровень техникиState of the art

Теплообменники такой конструкции широко распространены в производстве холодильных аппаратов в виде испарителя, служащего для охлаждения внутреннего пространства холодильного аппарата с помощью испаряющегося в трубопроводе при низком давлении хладагента.Heat exchangers of this design are widely used in the manufacture of refrigerating appliances in the form of an evaporator, which serves to cool the internal space of a refrigerating appliance using a refrigerant that evaporates in a pipeline at low pressure.

Второй тип используемого в холодильном аппарате теплообменника представляет собой конденсатор, в котором хладагент конденсируется при высоком давлении, отдавая тепло в окружающую среду.The second type of heat exchanger used in the refrigerator is a condenser in which the refrigerant condenses at high pressure, releasing heat to the environment.

Оба эти теплообменника при сборке холодильного аппарата должны быть объединены с компрессором в герметичный контур циркуляции хладагента.Both of these heat exchangers must be combined with the compressor in a sealed refrigerant circuit when assembling the refrigeration unit.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является создание теплообменного агрегата для холодильного аппарата, конструкция которого позволит снизить затраты на построение контура циркуляции хладагента.The aim of the present invention is to provide a heat exchange unit for a refrigeration apparatus, the design of which will reduce the cost of constructing a refrigerant circuit.

Задача решается тем, что у теплообменного агрегата с пролегающим на теплопроводящей подложке трубопроводом трубопровод с помощью точки дросселирования разделен на испаритель и конденсатор.The problem is solved in that in a heat exchange unit with a pipeline running on a heat-conducting substrate, the pipeline is divided into an evaporator and a condenser using a throttling point.

Таким образом, согласно настоящему изобретению достаточно разместить или сформировать один единственный, цельный трубопровод на подложке, чтобы тем самым одновременно получить оба теплообменника холодильного аппарата. Отпадает необходимость прежних этапов монтажа по соединению теплообменников между собой. Кроме того, монолитная реализация обоих теплообменных агрегатов упрощает установку теплообменников в корпус, так как вместо двух отдельных теплообменников и соединяющего их трубопровода необходимо разместить и закрепить всего один единственный агрегат.Thus, according to the present invention, it is sufficient to place or form one single, one-piece pipeline on the substrate in order to thereby simultaneously obtain both heat exchangers of the refrigeration apparatus. There is no need for the previous stages of installation for connecting heat exchangers to each other. In addition, the monolithic implementation of both heat exchangers simplifies the installation of heat exchangers in the housing, since instead of two separate heat exchangers and the pipe connecting them, only one single unit needs to be placed and fixed.

Предпочтительно подложка состоит из двух соединенных изогнутым соединительным элементом плоскостных участков, причем испаритель расположен на первом, а конденсатор - на втором из участков. Таким образом, отдельные участки можно выполнить большого размера и в случае необходимости каждый из них по отдельности может иметь размеры стенки корпуса холодильного аппарата.Preferably, the substrate consists of two planar sections connected by a curved connecting element, the evaporator being located on the first and the condenser on the second of the sections. Thus, individual sections can be made large and, if necessary, each of them individually can have the dimensions of the wall of the housing of the refrigeration unit.

В предпочтительном варианте реализации плоскостные участки сходятся на соединительном элементе перпендикулярно друг другу. За счет этого возможно разместить участки на соответственно разных стенках корпуса холодильного аппарата, прежде всего, на задней стенке и боковой стенке. В области соединительного элемента пластина целесообразно пролегает сквозь изоляционный слой корпуса холодильного аппарата, так что испаритель оказывается расположен с внутренней стороны, а конденсатор - с внешней стороны слоя изоляции.In a preferred embodiment, the planar sections converge on the connecting element perpendicular to each other. Due to this, it is possible to place sections on respectively different walls of the refrigerator body, first of all, on the back wall and side wall. In the area of the connecting element, the plate expediently runs through the insulating layer of the refrigerator body, so that the evaporator is located on the inside, and the condenser is on the outside of the insulation layer.

Соединительный элемент целесообразно имеет проемы в некоторых местах, чтобы ограничить теплообмен между конденсатором и испарителем.The connecting element expediently has openings in some places in order to limit the heat exchange between the condenser and the evaporator.

Тогда точка дросселирования целесообразно располагается на соединительном элементе.Then the throttling point is expediently located on the connecting element.

Для создания точки дросселирования можно сжать трубопровод в одном месте. Так, для испарителя и конденсатора можно использовать единообразный, непрерывный трубопровод.To create a throttling point, you can compress the pipeline in one place. So, for the evaporator and condenser, you can use a uniform, continuous pipe.

Напорный участок трубопровода конденсатора и/или участок трубопровода, в котором образована точка дросселирования, предпочтительно пролегает вблизи с напорным участком трубопровода испарителя. Таким образом, хладагент, циркулирующий в расположенном вниз по потоку участке трубопровода испарителя, может охлаждать циркулирующий в напорном трубопроводе конденсатора или точке дросселирования хладагент перед поступлением в испаритель.The pressure section of the condenser pipe and / or the pipe section at which the throttle point is formed preferably lies close to the pressure section of the evaporator pipe. In this way, the refrigerant circulating in the downstream portion of the evaporator pipe can cool the refrigerant circulating in the condenser pressure pipe or throttling point before entering the evaporator.

Далее предметом изобретения является холодильный аппарат с корпусом и теплообменным агрегатом определенного выше типа. В подобном холодильном аппарате испаритель и конденсатор могут быть расположены на соседних стенках корпуса или на одной стенке.Further, the subject of the invention is a refrigerating apparatus with a housing and a heat exchange unit of the type defined above. In such a refrigeration apparatus, the evaporator and condenser may be located on adjacent walls of the housing or on the same wall.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Другие признаки и преимущества изобретения приведены в описании примеров вариантов реализации со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых изображены:Other features and advantages of the invention are given in the description of examples of embodiments with reference to the accompanying figures, which depict:

на фиг.1 - схематичная перспективная проекция холодильного аппарата с соответствующим изобретению теплообменным агрегатом;figure 1 is a schematic perspective view of a refrigeration apparatus with a heat exchange unit according to the invention;

на фиг.2 - увеличенное сечение через угол корпуса холодильного аппарата;figure 2 is an enlarged section through the corner of the housing of the refrigeration apparatus;

на фиг.3 - сечение через точку дросселирования соответствующего изобретению теплообменного агрегата;figure 3 is a cross section through the throttle point corresponding to the invention of a heat exchange unit;

на фиг.4 - вид сверху на второй вариант реализации соответствующего изобретению теплообменного агрегата.figure 4 is a top view of a second embodiment of a heat transfer unit according to the invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 в полупрозрачном виде изображен холодильный аппарат известного вида с корпусом 1, дверью 2 и выполненной в нижней задней области корпуса 1 нишей 3, в которой размещен компрессор. Теплообменный агрегат включает в себя конденсатор 4, открыто расположенный на задней стенке корпуса 1 и занимающий большую часть задней стороны над нишей 3, а также испаритель 5, пролегающий вдоль боковой стенки корпуса 1 в непосредственной близости к его внутреннему пространству. Теплообменный агрегат содержит цельный металлический лист 15 подложки в форме согнутой вдоль вертикальной кромки 6 пластины, например, из алюминия. Над этим листом подложки пролегает трубопровод 7, выполненный цельным от впуска 8 конденсатора до выпуска 9 испарителя 5. Трубопровод 7 пересекает вертикальную кромку 6 вблизи ее верхнего конца. За счет согнутого на кромке 6 перехода трубопровод 7 в этом месте образует дроссель 10, на котором давление циркулирующего хладагента резко падает. В то время как хладагент в расположенной вверх по потоку от дросселя 10 части трубопровода 7 находится под высоким давлением, эта часть действует как конденсатор, расположенная вниз по потоку, находящаяся под низким давлением часть действует как испаритель.Figure 1 in a translucent form shows a refrigeration unit of a known type with a housing 1, a door 2 and a niche 3 in the lower rear region of the housing 1, in which the compressor is located. The heat exchange unit includes a condenser 4, openly located on the rear wall of the housing 1 and occupying most of the rear side above the niche 3, as well as an evaporator 5, which runs along the side wall of the housing 1 in close proximity to its internal space. The heat exchange unit contains a solid metal sheet 15 of the substrate in the form of a plate bent along the vertical edge 6 of, for example, aluminum. Above this substrate sheet lies a conduit 7, made integral from the inlet 8 of the condenser to the outlet 9 of the evaporator 5. The conduit 7 intersects the vertical edge 6 near its upper end. Due to the transition bent at the edge 6, the pipeline 7 at this point forms a throttle 10, on which the pressure of the circulating refrigerant drops sharply. While the refrigerant in the upstream part of the pipe 7 from the throttle 10 is under high pressure, this part acts as a condenser, the downstream part, the low pressure part acts as an evaporator.

На фиг.2 изображено горизонтальное сечение через дроссель 10 и его окружение в двух параллельных друг другу плоскостях I, II. Граница между двумя плоскостями обозначена штрихпунктирной линией на фиг.2. Справа над линией проходит плоскость сечения I через трубопровод 7; слева под ней проходит плоскость сечения II над трубопроводом 7. Дроссель 10 создается таким образом, что сначала трубопровод закрепляется на первоначально еще ровном металлическом листе подложки с помощью клея или пайки, а затем лист подложки сгибается вместе с закрепленным на нем трубопроводом 7, чтобы сформировать вертикальную кромку 6. Это изменение формы вынужденно приводит к расплющиванию трубки 7 на кромке 6 и сужению ее поперечного сечения.Figure 2 shows a horizontal section through the inductor 10 and its environment in two parallel to each other planes I, II. The boundary between the two planes is indicated by the dot-dash line in figure 2. To the right above the line, section plane I passes through pipeline 7; to the left below it passes section plane II above the pipeline 7. The throttle 10 is created so that first the pipeline is fixed to the initially still flat metal sheet of the substrate with glue or soldering, and then the substrate sheet is bent together with the pipe 7 fixed to it to form a vertical edge 6. This change in shape leads to a flattening of the tube 7 at the edge 6 and the narrowing of its cross section.

В то время как в проходящей на высоте трубопровода 7 плоскости I сечения металлический лист подложки постоянно пролегает между конденсатором 4 и испарителем 5, чтобы достигнуть сужения трубопровода 7 при сгибании, за пределами этой плоскости в металлическом листе подложки сформированы выемки 11, которые ослабляют его вдоль вертикальной кромки 6 и тем самым способствуют образованию острого сгиба. Плоскость II проходит через одну такую выемку 11. Кроме того, выемки 11 служат для того, чтобы ограничить протекание тепла по листу подложки между конденсатором 4 и испарителем 5 или между окружающей средой и внутренним пространством холодильного аппарата.While in the cross-sectional plane I passing at the height of the pipeline 7 of the section plane 7, the substrate metal sheet constantly lies between the condenser 4 and the evaporator 5 in order to achieve narrowing of the pipeline 7 during bending, recesses 11 are formed outside this plane in the substrate metal sheet, which weaken it along the vertical edges 6 and thereby contribute to the formation of an sharp bend. The plane II passes through one such recess 11. In addition, the recesses 11 serve to limit the flow of heat along the substrate sheet between the condenser 4 and the evaporator 5 or between the environment and the interior of the refrigerator.

В то время как конденсатор 4 лежит на внешней стороне слоя 12 изоляционного материала задней стенки, граничащая с вертикальной кромкой 6 кайма 13 испарителя 5 проходит через этот слой 12 изоляционного материала, так что основная часть испарителя 5 пролегает на внутренней стороне слоя изоляционного материала и находится в непосредственном контакте с внутренней стенкой 14 камеры.While the condenser 4 lies on the outer side of the back wall insulation material layer 12, bordering the vertical edge 6 of the rim 13 of the evaporator 5 passes through this insulation material layer 12, so that the main part of the evaporator 5 lies on the inside of the insulation material layer and is in direct contact with the inner wall 14 of the camera.

Вместо сгибания трубопровода 7 на границе между конденсатором и испарителем, как изображено на фиг.2, дроссель можно сформировать и на плоском участке трубопровода 7 путем локального сплющивания трубопровода. На фиг.3 изображено сечение через такую точку 10 дросселирования, которая получается путем сплющивания трубопровода 7 с помощью пресса или в данном случае с помощью узкого, проходящего параллельно трубопроводу 7 полотна. Падение давления в такой точке 10 дросселирования можно точно регулировать путем изменения ее длины. Особенно легко можно дополнительно удлинить такую точку 10 дросселирования на готовом теплообменном агрегате, если получаемое в ней падение давления окажется недостаточным. Прежде всего, такую получаемую сплющиванием точку 10 дросселирования можно сформировать на пересекающем кайму 13 на фиг.2 участке трубопровода 7.Instead of bending the pipeline 7 at the boundary between the condenser and the evaporator, as shown in FIG. 2, a choke can also be formed on a flat section of the pipeline 7 by local flattening of the pipeline. Figure 3 shows a cross section through such a throttling point 10, which is obtained by flattening the pipe 7 using a press or, in this case, using a narrow web that runs parallel to the pipe 7. The pressure drop at such a throttling point 10 can be precisely controlled by changing its length. It is especially easy to additionally extend such a throttling point 10 on the finished heat-exchange unit if the pressure drop obtained therein is insufficient. First of all, such a throttling point 10 obtained by flattening can be formed on the pipe section 7 intersecting the rim 13 of FIG. 2.

Измененный вариант реализации теплообменного агрегата согласно настоящему изобретению изображен на фиг.4 как вид сверху в плоском состоянии перед установкой в холодильный аппарат. Металлический лист 15 подложки этого теплообменного агрегата двумя группами выемок 11 разделен на конденсатор 4, испаритель 5 и соединительный участок в форме узкой, проходящей между конденсатором 4 и испарителем 5 полоски 16. Трубопровод 7 проходит от впуска 8 в левом нижнем углу листа 15 подложки сначала в виде меандра сверху вниз через весь конденсатор 4, затем пересекает полоску 16, проходит по всей ее длине вверх и затем в виде меандра сверху вниз через испаритель 5. Затем трубопровод 7 снова проходит вверх, вблизи верхнего конца полоски 16 снова назад на нее и по полоске 16 вниз к выпуску 9. Таким образом, по полоске 16, через выемки 11 изолированно как от конденсатора 4, так и от испарителя 5, проходят два параллельных участка 17, 18 трубопровода. Хладагент, который в участке 17 подходит к сформированному на входе испарителя 5 дросселю 10, предварительно охлаждается в противоположном потоке вытекающего по участку 18 из испарителя хладагента. Так, с одной стороны, достигается низкая температура на расположенном вниз по потоку конце дросселя 10, а с другой стороны, обеспечивается то, что выходящий на выпуске 9 из теплообменного агрегата хладагент достаточно теплый и не нужно опасаться образования конденсата на пролегающем от выпуска 9 к компрессору трубопроводе.An altered embodiment of a heat exchange unit according to the present invention is shown in FIG. 4 as a plan view from above in a flat state before installation in a refrigeration apparatus. The substrate metal sheet 15 of this heat-exchange unit is divided into condenser 4 by two groups of recesses 11, an evaporator 5 and a narrow connecting section extending between the condenser 4 and the evaporator 5 of the strip 16. The pipe 7 passes from the inlet 8 in the lower left corner of the substrate sheet 15 first into in the form of a meander from top to bottom through the entire condenser 4, then crosses strip 16, passes along its entire length upwards and then in the form of a meander from top to bottom through evaporator 5. Then, pipeline 7 again passes upward, near the upper end of strip 16 again back parallel to it and along strip 16 down to outlet 9. Thus, along strip 16, through the recesses 11, in isolation from both the condenser 4 and the evaporator 5, two parallel sections 17, 18 of the pipeline pass. The refrigerant, which in section 17 matches the throttle 10 formed at the inlet of the evaporator 5, is pre-cooled in the opposite flow of the refrigerant flowing through section 18 from the evaporator. So, on the one hand, a low temperature is achieved at the downstream end of the throttle 10, and on the other hand, it is ensured that the refrigerant leaving the outlet 9 from the heat exchanger unit is warm enough and there is no need to be afraid of the formation of condensate from the outlet 9 to the compressor the pipeline.

За счет перпендикулярного сгиба листа 15 подложки вдоль группы выемок 11 можно сформировать вертикальную кромку 6, которая позволит произвести установку теплообменного агрегата, как показано на фиг.1. В результате сгибания листа подложки вдоль обеих групп выемок 11 получатся расположенные параллельно друг другу конденсатор и испаритель, которые могут быть размещены, например, на задней стенке холодильного аппарата, причем тогда промежуточное пространство между конденсатором 4 и испарителем 5 заполняется вспененным изоляционным материалом 12.Due to the perpendicular bending of the substrate sheet 15 along the group of recesses 11, it is possible to form a vertical edge 6, which will allow the installation of a heat exchange unit, as shown in figure 1. As a result of the bending of the substrate sheet along both groups of recesses 11, a condenser and an evaporator are arranged parallel to each other, which can be placed, for example, on the rear wall of the refrigerator, and then the intermediate space between the condenser 4 and the evaporator 5 is filled with foamed insulation material 12.

Claims

1. A heat exchange unit for a refrigerating apparatus with a pipe (7) running on a heat-conducting substrate (15), characterized in that the pipe (7) is continuously formed and separated by a throttling point (10) to an evaporator (5) and a condenser (4) .

2. The heat exchange unit according to claim 1, characterized in that the substrate (15) is composed of two planar sections connected by a curved connecting element (6), and that the evaporator (5) is located on the first and the condenser (4) on the second of the sections.

3. The heat exchange unit according to claim 2, characterized in that the planar sections converge at right angles to the connecting element (6).

4. The heat exchange unit according to claim 2, characterized in that recesses (11) are made in some places in the connecting element (6).

5. The heat exchange unit according to claim 2, characterized in that the throttle point (10) is located on the connecting element (6).

6. The heat exchange unit according to claim 1, characterized in that the pipeline (7) is made integral and flattened in one place to form a throttle point (10).

7. The heat exchange unit according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the pressure section (17) of the condenser pipe (4) and / or the pipe section at which the throttling point (10) is formed is laid close to the pressure section (18) of the evaporator pipe ( 5).

8. A refrigerator with a housing and a heat exchanger according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the evaporator (5) and the condenser (4) are located on adjacent walls of the housing.

9. A refrigerating apparatus with a housing and a heat exchange unit according to one of claims 1 to 7, characterized in that the evaporator (5) and the condenser (4) are located on the same wall of the housing.