RU2553251C2

RU2553251C2 - Refrigerating unit

Info

Publication number: RU2553251C2
Application number: RU2013143743/13A
Authority: RU
Inventors: Ханс ИЛЕ; Томас БИШОФБЕРГЕР; Кума ДЮЛГЕР; Панагиотис ФОТИАДИС
Original assignee: Бсх Бош Унд Сименс Хаусгерете Гмбх
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2015-06-10
Also published as: EP2691713B1; WO2012130584A2; DE102011006260A1; CN103477169B; EP2691713A2; CN103477169A; PL2691713T3; US20140053593A1; WO2012130584A3; RU2013143743A; ES2544837T3

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: refrigerating unit includes a heat-insulating housing that envelopes a cooling chamber, a refrigerant circuit that includes a compressor, a condenser, a throttle and an evaporator. A throttle for cooling of the refrigerant circulating through it is located at least partially on the side wall of the housing between the outside skin and the insulating layer of the side wall.

EFFECT: use of this invention allows improving efficiency of a refrigerating unit.

8 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Данное изобретение относится к холодильному аппарату, в частности к бытовому холодильному аппарату, с теплоизолирующим корпусом, окружающим холодильную камеру для охлаждаемых продуктов, и с контуром хладагента, который включает в себя компрессор, конденсатор, дроссель и охлаждающий холодильную камеру испаритель. Действие такого известного холодильного аппарата основано на том, что компрессор отсасывает парообразный хладагент из испарителя, сжимает его и подводит хладагент, адиабатически нагретый путем сжатия, к конденсатору, где он конденсируется, отдавая тепло. При этом полученный жидкий хладагент разрежается при прохождении через дроссель и в адиабатически охлажденном состоянии снова попадает к испарителю.This invention relates to a refrigerating apparatus, in particular to a domestic refrigerating apparatus, with a heat insulating enclosure surrounding a refrigerating chamber for refrigerated products, and with a refrigerant circuit that includes a compressor, a condenser, an inductor and a refrigerating cooler evaporator. The action of such a known refrigeration apparatus is based on the fact that the compressor draws vaporous refrigerant from the evaporator, compresses it and brings the refrigerant adiabatically heated by compression to the condenser, where it condenses, giving off heat. In this case, the resulting liquid refrigerant is diluted when passing through the throttle and in adiabatically cooled state again enters the evaporator.

Уровень техникиState of the art

Степень адиабатического понижения температуры зависит от разности давлений между конденсатором и испарителем. Чем теплее хладагент на выходе из конденсатора, тем более теплым он попадает также в испаритель после понижения давления. Хотя теоретически имеется возможность сделать температуру хладагента на выходе конденсатора сколько угодно близкой к температуре окружающей среды, которой конденсатор отдает свое тепло, однако, чем меньше должна быть эта разность температур, тем больше требуемые габаритные размеры конденсатора. Кроме того, достигаемое в конденсаторе снижение температуры ограничено паразитической передачей теплоты между теплыми, верхними относительно направления потока областями конденсатора и более прохладными нижними относительно направления потока областями. Если нижняя относительно направления потока область конденсатора омывается воздухом, который уже нагрет в верхних относительно направления потока областях конденсатора, он не может охлаждать хладагент ниже температуры этого воздуха.The degree of adiabatic decrease in temperature depends on the pressure difference between the condenser and the evaporator. The warmer the refrigerant at the outlet of the condenser, the warmer it also enters the evaporator after the pressure drops. Although it is theoretically possible to make the temperature of the refrigerant at the outlet of the condenser as close as possible to the ambient temperature to which the condenser gives off its heat, however, the smaller this temperature difference should be, the larger the required overall dimensions of the condenser. In addition, the temperature decrease achieved in the condenser is limited by the parasitic heat transfer between the warm regions of the condenser, upper relative to the flow direction, and cooler regions lower relative to the flow direction. If the condenser region lower than the flow direction is washed by air that has already been heated in the condenser regions higher than the flow direction, it cannot cool the refrigerant below the temperature of this air.

Известны холодильные аппараты, в которых для предотвращения конденсации на корпусе в окружающей среде предусмотрено нагревание рамки уплотнения, помещенного между коробкой корпуса и дверью корпуса. Такое устройство для нагревания рамки включает в себя трубу, которая введена в циркуляционный контур хладагента между компрессором и конденсатором или ниже конденсатора по направлению потока, чтобы теплотой сжатия хладагента нагревать поверхности корпуса, потенциально подверженные конденсации, до температуры выше точки росы. Поскольку опасность конденсации вызвана термической связью этих поверхностей с охлажденной холодильной камерой, значительная часть теплоты, высвобождаемой при нагревании рамки, в конечном счете также идет в холодильную камеру и таким образом негативно влияет на энергетическую эффективность холодильного аппарата.Refrigerators are known in which, in order to prevent condensation on the housing in the environment, heating of the sealing frame provided between the housing box and the housing door is provided. Such a device for heating the frame includes a pipe that is introduced into the refrigerant circulation circuit between the compressor and the condenser or below the condenser in the direction of flow, so that the heat of compression of the refrigerant heats the surfaces of the body, which are potentially subject to condensation, to a temperature above the dew point. Since the risk of condensation is caused by the thermal bonding of these surfaces with the refrigerated refrigerator, a significant part of the heat released by heating the frame ultimately also goes into the refrigerator, and thus negatively affects the energy efficiency of the refrigerator.

Патентный документ US 2515212 A раскрывает холодильный аппарат, в котором для реализации разных температур для испарителей обычной холодильной камеры и морозильной камеры, соединенных последовательно, между испарителями предусмотрен дроссель. Чтобы преодолеть разделительную стенку между слоями изоляционного материала, окружающими обычную холодильную камеру и морозильную камеру, дроссель проходит вдоль задней стены устройства, соприкасаясь с трубопроводом конденсатора, проложенным вдоль задней стены.US Pat. No. 2,515,212 A discloses a refrigeration apparatus in which a choke is provided between evaporators to realize different temperatures for evaporators of a conventional refrigeration chamber and a freezer, connected in series. In order to overcome the separation wall between the layers of insulating material surrounding the conventional refrigerator and freezer, the inductor runs along the rear wall of the device in contact with the condenser pipe running along the rear wall.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей данного изобретения является улучшение энергетической эффективности холодильного аппарата, в частности, бытового аппарата.The objective of the invention is to improve the energy efficiency of the refrigeration apparatus, in particular, the household appliance.

Задача решена благодаря тому, что в холодильном аппарате указанного в начале типа дроссель по меньшей мере частично расположен на боковой стене корпуса между наружной обшивкой и ее изоляционным слоем. Дроссель в силу его небольшого, по сравнению с другими областями циркуляции хладагента, свободного поперечного сечения мало влияет на объем контура хладагента и поэтому существенно не повышает количество хладагента, необходимого для работы контура хладагента. Благодаря расположению на боковой стене дроссель защищен от воздействия отводимого тепла, которое высвобождает конденсатор, в обычном случае расположенный на задней стороне. Поэтому боковая стенка представляет собой относительно прохладную область корпуса холодильного аппарата и позволяет эффективно дополнительно снижать температуру хладагента, циркулирующего через дроссель.The problem is solved due to the fact that in the refrigerator of the type indicated at the beginning, the inductor is at least partially located on the side wall of the housing between the outer casing and its insulating layer. The choke due to its small, compared to other areas of the refrigerant circulation, free cross-section has little effect on the volume of the refrigerant circuit and therefore does not significantly increase the amount of refrigerant required for the operation of the refrigerant circuit. Due to its location on the side wall, the inductor is protected from the effects of heat that is released by the condenser, which is normally located on the rear side. Therefore, the side wall is a relatively cool region of the housing of the refrigeration apparatus and can effectively further reduce the temperature of the refrigerant circulating through the choke.

Дроссель предпочтительно защищен и помещен внутри боковой стены в положении, не видном снаружи. Чтобы иметь возможность быстро воспринимать тепло дросселя и передавать его дальше, наружная обшивка боковой стенки предпочтительно выполнена из металла.The throttle is preferably protected and placed inside the side wall in a position not visible from the outside. In order to be able to quickly absorb the heat of the throttle and transmit it further, the outer skin of the side wall is preferably made of metal.

Дроссель предпочтительно приклеен к наружной обшивке, чтобы обеспечивать его нахождение в теплопроводном контакте с наружной обшивкой, когда в процессе сборки холодильного аппарата на нее помещается изолирующий слой. Изолирующий слой предпочтительно формируют известным способом путем расширения пены из синтетической смолы в полости корпуса, ограниченной наружной обшивкой.The inductor is preferably glued to the outer skin to ensure that it is in heat-conducting contact with the outer skin when an insulating layer is placed on it during the assembly of the refrigerator. The insulating layer is preferably formed in a known manner by expanding the synthetic resin foam in a body cavity bounded by the outer skin.

Быстрое и простое приклеивание дросселя к наружной обшивке возможно при помощи клейкой ленты.Fast and easy bonding of the throttle to the outer skin is possible with adhesive tape.

Для предотвращения переноса теплоты из дросселя в испаритель, на боковой стенке предпочтительно расположен только верхний относительно направления потока участок дросселя.In order to prevent the transfer of heat from the choke to the evaporator, preferably only the choke section, which is upper in relation to the direction of flow, is preferably located on the side wall.

Прокладка нижнего относительно направления потока участка дросселя возможна вместо этого известным способом во всасывающей трубе, идущей от испарителя к компрессору.Laying the lower section of the throttle relative to the flow direction is instead possible in a known manner in a suction pipe from the evaporator to the compressor.

Чтобы удерживать на незначительном уровне потерю давления хладагента, по меньшей мере на верхнем относительно направления потока участке дросселя, этот участок предпочтительно имеет большее поперечное сечение, чем нижний относительно направления потока участок. Так как этот верхний относительно направления потока участок не должен существенно повышать объем контура хладагента, свободный диаметр верхнего относительно направления потока участка предпочтительно составляет меньше 1 мм.In order to keep the loss of refrigerant pressure at a negligible level, at least in the upper section of the throttle relative to the flow direction, this section preferably has a larger cross section than the lower section relative to the flow direction. Since this section, which is upper relative to the flow direction, should not significantly increase the volume of the refrigerant circuit, the free diameter of the section, which is upper relative to the flow direction, is preferably less than 1 mm.

Чтобы иметь возможность эффективно охлаждать хладагент между его выходом из конденсатора и входом в испаритель, верхний относительно направления потока участок предпочтительно имеет длину по меньшей мере 1 метр. На практике длина верхнего относительно направления потока участка в бытовом холодильном аппарате обычного размера составляет до 2 м.In order to be able to efficiently cool the refrigerant between its outlet from the condenser and the inlet to the evaporator, the section with respect to the flow direction preferably has a length of at least 1 meter. In practice, the length of the upper section relative to the direction of flow of the section in a conventional household refrigerator is up to 2 m.

Для сборки холодильного аппарата целесообразно скрепление друг с другом нижнего и верхнего относительно направления потока участков конденсатора вне изолирующего слоя боковой стены.To assemble the refrigeration unit, it is advisable to fasten the lower and upper relative to the direction of flow of the condenser sections to each other outside the insulating layer of the side wall.

В контуре хладагента предпочтительно имеется осушитель, причем линия подвода хладагента к осушителю соединена с верхним относительно направления потока концом дросселя на боковой стене с обеспечением прохождения потока.Preferably, a desiccant is provided in the refrigerant circuit, the refrigerant supply line to the desiccant being connected to the upper end of the throttle relative to the flow direction on the side wall to allow flow to occur.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Дальнейшие признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания вариантов осуществления, ссылающегося на прилагаемые фигуры. На них показаны:Further features and advantages of the invention follow from the following description of embodiments referring to the accompanying figures. They show:

фиг.1 аксонометрическое изображение бытового холодильного аппарата согласно изобретению, показанного спереди;figure 1 is a perspective view of a household refrigeration apparatus according to the invention shown in front;

фиг.2 аксонометрическое изображение холодильного аппарата, показанного сзади;FIG. 2 is a perspective view of a refrigeration apparatus shown in the rear; FIG.

фиг.3 вид сверху на листовую заготовку, образующую наружную обшивку боковой стены холодильного аппарата, с укрепленным на ней участком дросселя; и figure 3 is a top view of the sheet stock forming the outer skin of the side wall of the refrigeration apparatus, with a throttle section mounted on it; and

фиг.4 схема циркуляционного контура хладагента холодильного аппарата.4 is a diagram of the refrigerant circuit of the refrigerant apparatus.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фигурах 1 и 2 представлены аксонометрические изображения бытового холодильного аппарата 1, имеющего высоту стола. Теплоизолирующий корпус аппарата состоит из корпуса 2, имеющего по существу форму прямоугольного параллелепипеда, и двери 3, совместно ограничивающих холодильную камеру 4. Корпус 2 имеет известную конструкцию с внутренней камерой 5, сформированной из пластмассы посредством глубокой вытяжки, с наружной обшивкой, составленной из нескольких элементов, и с промежуточным пространством между внутренней камерой 5 и наружной обшивкой, которое заполнено изолирующим слоем из пенополиуретана. К элементам наружной обшивки относятся две листовых заготовки 6, проходящих в виде боковых стен корпуса 2, которые соединены с внутренней камерой 5 у передней рамки 7 корпуса 2, обращенной к двери 3.In figures 1 and 2 presents axonometric images of a household refrigeration apparatus 1 having a table height. The heat-insulating casing of the apparatus consists of a casing 2 having a substantially rectangular parallelepiped shape, and a door 3 jointly restricting the refrigerating chamber 4. The casing 2 has a known construction with an inner chamber 5 formed of plastic by deep drawing, with an outer skin composed of several elements , and with an intermediate space between the inner chamber 5 and the outer skin, which is filled with an insulating layer of polyurethane foam. The elements of the outer skin include two sheet blanks 6, passing in the form of side walls of the housing 2, which are connected to the inner chamber 5 at the front frame 7 of the housing 2, facing the door 3.

На задней стороне корпуса 2 находится выполненное в виде выемки вблизи днища машинно-компрессорное помещение 8, в котором помещен компрессор 9. К напорному патрубку компрессора 9 присоединен конденсатор 10. Конденсатор 10 представлен на фиг.2 в виде проволочно-трубного теплообменника, смонтированного на задней стене корпуса 2 над машинно-компрессорным помещением 8; возможны также другие конструкции конденсатора 10, в частности, в виде компактного пластинчатого теплообменника, также находящегося в машинно-компрессорном помещении 8 и принудительно охлаждаемого вентилятором. Нижний относительно направления потока вывод конденсатора 10 соединен посредством муфты 11 с трубой 12 дросселя, которая проходит в форме петли по внутренней стороне листовой заготовки 6, обращенной к изолирующему слою.On the rear side of the housing 2 there is a machine-compressor room 8, made in the form of a recess near the bottom, in which the compressor 9 is placed. A condenser 10 is connected to the pressure pipe of the compressor 9. The condenser 10 is shown in FIG. 2 as a wire-tube heat exchanger mounted on the back the wall of the housing 2 above the machine-compressor room 8; other designs of the condenser 10 are also possible, in particular, in the form of a compact plate heat exchanger, also located in the machine-compressor room 8 and forcibly cooled by a fan. The capacitor terminal 10, lower relative to the flow direction, is connected via a sleeve 11 to a throttle pipe 12, which extends in the form of a loop along the inner side of the sheet blank 6 facing the insulating layer.

Муфты 11, 16 позволяют собирать аппарат 1, укрепляя дроссель 12 на одной из листовых заготовок 6 до того, как листовые заготовки 6 соединяются с внутренней камерой, и соединяя корпус 2 таким образом, что концы 12 дросселя проходят свободно в машинно-компрессорном помещении 8, после этого заполняя корпус пеноматериалом и, наконец, присоединяя дроссель 12 к циркуляционному контуру хладагента при помощи муфт 11, 16.The couplings 11, 16 allow you to assemble the apparatus 1, fixing the throttle 12 on one of the sheet blanks 6 before the sheet blanks 6 are connected to the inner chamber, and connecting the housing 2 so that the ends 12 of the throttle pass freely in the machine-compressor room 8, after that, filling the casing with foam and, finally, attaching the choke 12 to the refrigerant circulation circuit using couplings 11, 16.

На фиг.3 представлено аксонометрическое изображение внутренней стороны листовой заготовки 6 с трубой 12 дросселя. Листовая заготовка 6 включает в себя плоскую центральную пластину 13, которая предназначена для образования наружной обшивки боковой стенки коробки корпуса 2, и на которой при помощи полосы клейкой ленты 14 укреплена труба 12 дросселя. Отходящие под углом от центральной пластины 13 полки 15 в готовом смонтированном аппарате 1 проходят по его передней рамке 7 или по его задней стороне и там плотно, непроницаемо для пены, соединены с внутренней камерой 5 или соответственно с (не показанной) панелью задней стенки.Figure 3 presents a perspective view of the inner side of the sheet stock 6 with the pipe 12 of the throttle. The sheet blank 6 includes a flat central plate 13, which is designed to form the outer skin of the side wall of the housing box 2, and on which the throttle tube 12 is mounted using a strip of duct tape 14. The shelves 15 extending at an angle from the central plate 13 of the shelf 15 in the finished mounted apparatus 1 pass along its front frame 7 or along its rear side and are tightly, impervious to foam, connected to the inner chamber 5 or, respectively, to the (not shown) panel of the rear wall.

Вторая муфта 16, расположенная в машинно-компрессорном помещении 8, снова на фиг.1 соединяет трубу 12 дросселя со второй, более тонкой трубой 17 дросселя, которая проходит сквозь изолирующий слой корпуса 2, чтобы снабжать испаритель 18, находящийся в тесном термическом контакте с холодильной камерой 4. Как схематично показано на фиг.4, труба 17 дросселя проведена непосредственно у поверхности всасывающей трубы 19, которая приводит от испарителя 18 к компрессору 9, или проходит внутри этой всасывающей трубы 19.The second clutch 16, located in the machine-compressor room 8, again in FIG. 1 connects the throttle pipe 12 to the second, thinner throttle pipe 17, which passes through the insulating layer of the housing 2, to provide the evaporator 18, which is in close thermal contact with the refrigeration camera 4. As schematically shown in figure 4, the throttle pipe 17 is held directly at the surface of the suction pipe 19, which leads from the evaporator 18 to the compressor 9, or passes inside this suction pipe 19.

Поскольку для трубы 12 дросселя используется труба с небольшим внутренним диаметром, в типичном случае примерно 0,8 мм, объем всего циркуляционного контура хладагента - несмотря на длину трубы 12 дросселя, в типичном случае от 1 до 2 м - изменяется лишь ненамного по сравнению с обычным циркуляционным контуром хладагента холодильного аппарата такого же размера, и в соответствии с этим количество циркулирующего хладагента, необходимое для эффективной работы, также изменяется мало. Поскольку труба 12 дросселя проходит по центральной пластине 13 на расстоянии от полки 15, соединенной с внутренней камерой 5, тепловой поток от трубы 12 дросселя к холодильной камере 4 через соединение между листовой заготовкой 6 и внутренней камерой 5 пренебрежимо мал. Труба 12 дросселя защищена от теплоты, отдаваемой конденсатором 10, пространственным расстоянием до конденсатора 10. Поэтому благодаря трубе 12 дросселя достигается более сильное снижение температуры хладагента, чем за счет увеличения конденсатора 10 на объем трубы 12 дросселя.Since a pipe with a small internal diameter is used for the choke pipe 12, typically about 0.8 mm, the volume of the entire refrigerant circuit, despite the length of the choke pipe 12, typically from 1 to 2 m, varies only slightly compared to the usual the refrigerant circuit of the refrigerator of the same size, and in accordance with this, the amount of circulating refrigerant required for efficient operation also varies little. Since the throttle tube 12 extends along the central plate 13 at a distance from the shelf 15 connected to the inner chamber 5, the heat flux from the throttle tube 12 to the refrigeration chamber 4 through the connection between the sheet blank 6 and the inner chamber 5 is negligible. The throttle pipe 12 is protected from the heat given off by the capacitor 10 by the spatial distance to the condenser 10. Therefore, thanks to the throttle pipe 12, a greater decrease in refrigerant temperature is achieved than by increasing the capacitor 10 by the volume of the throttle pipe 12.

Аппарат 1 предпочтительно установлен таким образом, что боковая стена, содержащая трубу 12 дросселя, открыта, так что теплота, отдаваемая трубой 12 дросселя, быстро передается окружающей среде. Изобретение применимо, хотя и в незначительной степени, также для холодильного аппарата с закрытой боковой стеной, например, для встраиваемого аппарата или для аппарата с высотой стола, загораживаемого сбоку другими предметами. В этом случае листовая заготовка 6 действует как тепловой аккумулятор, который воспринимает теплоту от трубы 12 дросселя, когда компрессор 9 работает и осуществляет циркуляцию хладагента. Во время последующей фазы остановки компрессора имеется возможность распределять теплоту от листовой заготовки 6 в окружающую среду, также и в таком холодильном аппарате.The apparatus 1 is preferably installed in such a way that the side wall containing the throttle tube 12 is open, so that the heat given off by the throttle tube 12 is quickly transferred to the environment. The invention is applicable, albeit to a small extent, also for a refrigerator with a closed side wall, for example, for a built-in device or for a device with a table height that is blocked from the side by other objects. In this case, the sheet blank 6 acts as a heat accumulator, which receives heat from the choke tube 12 when the compressor 9 is operating and circulating the refrigerant. During the subsequent compressor shutdown phase, it is possible to distribute the heat from the sheet blank 6 to the environment, also in such a refrigeration apparatus.

Claims

1. Refrigeration apparatus, in particular, a household refrigeration apparatus, with a heat-insulating casing (2, 3) surrounding the refrigeration chamber (4), and with a refrigerant circuit that includes a compressor (9), a condenser (10), an inductor (12 , 17) and an evaporator (18) cooling the refrigerating chamber (4), characterized in that the throttle (12, 17) for cooling the refrigerant circulating through it is located at least partially on the side wall of the housing (2) between the outer skin (6) and an insulating layer of the side wall.

2. The refrigeration apparatus according to claim 1, characterized in that the throttle (12, 17) is glued to the outer skin (6), in particular with adhesive tape (14).

3. The refrigeration apparatus according to claim 1, characterized in that the throttle (12, 17) includes a section (12), upper relative to the flow direction, and (17) lower relative to the flow direction, while the part of the throttle located on the side wall, represents the upper section relative to the direction of flow (12).

4. The refrigeration apparatus according to claim 3, characterized in that the lower section of the throttle (17) relative to the flow direction (17) of the throttle (12, 17) is laid in the suction pipe (19) going from the evaporator (18) to the compressor (8).

5. The refrigeration apparatus according to claim 3, characterized in that the section (17) lower relative to the flow direction has a smaller cross section than the section (12) upper relative to the flow direction.

6. Refrigeration apparatus according to claim 3, characterized in that the free diameter of the upper portion relative to the direction of flow (12) is less than 1 mm.

7. The refrigeration apparatus according to claim 3, characterized in that the portion (12), upper relative to the direction of flow, has a length of at least 1 m.

8. The refrigeration apparatus according to one of p. 3-7, characterized in that the lower section (17) with respect to the flow direction and the section (12) upper with respect to the flow direction are connected to each other outside the insulating layer of the side wall.