RU2570533C1

RU2570533C1 - Household refrigerator with movable condenser

Info

Publication number: RU2570533C1
Application number: RU2014154241/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Лемешко; Александр Васильевич Кожемяченко; Салават Рашидович Урунов
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2015-12-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: household refrigerator with a movable condenser, consisting of the refrigeration cabinet, sealed unit comprising connecting pipelines, a compressor, an evaporator and a condenser in the form of a finned tubular coil fixed vertically on the rear wall of the refrigeration cabinet. The condenser is mounted in cantilever fashion at the lower part of the refrigeration cabinet. The upper part of the condenser interacts with the actuating device of the electromagnetic vibrator attached to the housing of the refrigeration cabinet with the ability to oscillate perpendicular to the plane of the rear wall of the refrigeration cabinet. And the household refrigerator is equipped with the limiter of the vibrational motions of the condenser plane, which consists of a bracket attached to the housing of the refrigeration cabinet, a return spring and an adjusting screw with a washer, pressing the surface plane of the condenser to the bracket.

EFFECT: increase in the efficiency of the heat exchange process on the condenser surface.

3 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, к холодильникам компрессионного типа, в частности к устройствам конденсаторов компрессионных холодильников, и может найти применение в бытовых холодильных приборах, в других компрессионных холодильниках.The invention relates to refrigeration, to refrigerators of the compression type, in particular to devices for condensers of compression refrigerators, and may find application in domestic refrigeration appliances, in other compression refrigerators.

Известен способ охлаждения конденсатора в холодильниках, в холодильном цикле: сжатие хладагента компрессором, передачу тепла от хладагента конденсатору и последующее испарение хладагента в испарителе [Вайнберг В.Б., Вайн В.П. Бытовые компрессионные холодильники. М.: Пищевая промышленность, 1974 г., с. 99-101]. При этом конденсатор бытового холодильника передает тепло в окружающий воздух путем естественного теплообмена.There is a method of cooling a condenser in refrigerators, in the refrigeration cycle: compressing the refrigerant with a compressor, transferring heat from the refrigerant to the condenser, and then evaporating the refrigerant in the evaporator [Vainberg VB, Vayn VP Household compression refrigerators. M .: Food industry, 1974, p. 99-101]. In this case, the condenser of a domestic refrigerator transfers heat to the surrounding air by natural heat exchange.

Недостатком таких холодильников является необходимость использования относительно большого змеевика конденсатора.The disadvantage of such refrigerators is the need to use a relatively large condenser coil.

Известен конденсатор с принудительной вентиляцией (обдувом) поверхности конденсатора (Бабакин Б.С., Выгодин В.А. Бытовые холодильники и морозильники, 2000 г., с. 104-105). Охлаждение конденсатора бытового холодильника обеспечивается движением потока воздуха от вентилятора относительно неподвижного конденсатора. Обдув поверхности конденсатора бытового холодильника потоком воздуха от вентилятора увеличивает интенсивность теплообмена, увеличивает теплоотвод от хладагента. Данное техническое решение принято нами за прототип.A known condenser with forced ventilation (blowing) of the surface of the condenser (Babakin B.S., Vygodin V.A. Household refrigerators and freezers, 2000, p. 104-105). The cooling of the condenser of a domestic refrigerator is provided by the movement of the air flow from the fan relative to the stationary condenser. Blowing the surface of the condenser of a domestic refrigerator with a stream of air from the fan increases the intensity of heat transfer, increases the heat removal from the refrigerant. This technical solution was made by us as a prototype.

Недостатком такого холодильника с принудительным обдувом конденсатора является то, что поток воздуха от вентилятора лишь частично охватывает поверхность конденсатора, участвуя в теплообменных процессах. Энергия, затрачиваемая вентилятором на создание воздушного потока, частично используется в обеспечении теплообменного процесса на поверхности конденсатора.The disadvantage of such a refrigerator with forced blowing of the condenser is that the air flow from the fan only partially covers the surface of the condenser, participating in heat transfer processes. The energy expended by the fan to create the air flow is partially used to ensure the heat exchange process on the surface of the condenser.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка, а именно увеличение эффективности теплообменного процесса на поверхности конденсатора.The objective of the invention is to eliminate this drawback, namely increasing the efficiency of the heat exchange process on the surface of the capacitor.

Поставленная задача решается тем, что бытовой холодильник, состоящий из холодильного шкафа, герметичного агрегата, включающего соединительные трубопроводы, компрессор, испаритель и конденсатор в виде оребренного трубчатого змеевика, закрепленного вертикально на задней стенке холодильного шкафа, выполнен так, что конденсатор закреплен консольно в нижней части холодильного шкафа. Верхняя часть конденсатора взаимодействует с исполнительным органом электромагнитного вибратора, прикрепленного к корпусу холодильного шкафа, с возможностью совершать колебательные движения перпендикулярно плоскости задней стенки холодильного шкафа, при этом бытовой холодильник снабжен ограничителем колебательных движений плоскости конденсатора, который состоит из кронштейна, закрепленного к корпусу холодильного шкафа, возвратной пружины и регулировочного винта с шайбой, прижимающего плоскость поверхности конденсатора к кронштейну.The problem is solved in that the household refrigerator, consisting of a refrigerating cabinet, a sealed unit including connecting piping, a compressor, an evaporator and a condenser in the form of a finned tubular coil mounted vertically on the rear wall of the refrigerating cabinet, is designed so that the condenser is mounted cantilever in the lower part refrigerator cabinet. The upper part of the condenser interacts with the executive body of the electromagnetic vibrator attached to the case of the refrigerator, with the possibility of oscillating perpendicular to the plane of the rear wall of the refrigerator, while the domestic refrigerator is equipped with a limiter of vibrational movements of the plane of the condenser, which consists of a bracket fixed to the case of the refrigerator, return spring and adjusting screw with a washer pressing the plane of the surface of the capacitor to the bracket eynu.

В заявляемом техническом решении энергия, затрачиваемая на интенсификацию теплообменного процесса в большей степени, используется для осуществления процесса движения воздуха вокруг поверхности конденсатора без потерь на создание бесполезного движения потока воздуха от вентилятора.In the claimed technical solution, the energy spent on the intensification of the heat transfer process is used to a greater extent to carry out the process of air movement around the surface of the condenser without loss to create useless movement of air flow from the fan.

Технический результат обеспечивается тем, что при колебании плоскости конденсатора его трубопровод и элементы оребрения будут обдуваться потоком окружающего воздуха, будет создаваться турбулентные завихрения в области поверхности трубопровода конденсатора и элементов его оребрения, который увеличит интенсивность теплообмена между окружающим воздухом и поверхностью конденсатора. При этом затрачиваемая энергия на колебательный процесс плоскости конденсатора будет максимально использована на интенсификацию теплообменного процесса.The technical result is ensured by the fact that when the condenser plane oscillates, its pipeline and fins will be blown by the flow of ambient air, turbulent turbulences will be created in the region of the surface of the condenser pipeline and its fins, which will increase the heat exchange intensity between the ambient air and the surface of the condenser. In this case, the energy expended on the oscillatory process of the capacitor plane will be maximally used to intensify the heat exchange process.

Затраты энергии на обеспечение колебаний плоскости конденсатора будут минимальны, так как предусматривается устанавливать частоту колебаний близкой к резонансной частоте, которая зависит от массы конденсатора и консольности его крепления.Energy costs for providing oscillations of the plane of the capacitor will be minimal, since it is planned to set the oscillation frequency close to the resonant frequency, which depends on the mass of the capacitor and the cantilever of its fastening.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведен вид компрессионного холодильника в сечении плоскостью, перпендикулярной плоскости конденсатора. На фиг. 2 приведена схема узла ограничителя колебательных движений. На фиг. 3 приведена схема перемещения поверхности конденсатора.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a sectional view of a compression refrigerator in a plane perpendicular to the plane of the condenser. In FIG. 2 shows a diagram of the node limiter of vibrational movements. In FIG. 3 shows a diagram of the movement of the surface of the capacitor.

Бытовой холодильник с подвижным конденсатором состоит (фиг. 1, фиг 2) из холодильного шкафа 1, герметичного агрегата, включающего соединительные трубопроводы, компрессор 7, испаритель 2 и конденсатор 6, выполненный в виде оребренного трубчатого змеевика и закрепленный вертикально на задней стенке холодильного шкафа 1, электромагнитного вибратора 3, закрепленного к корпусу холодильного шкафа 1, с возможностью совершать колебательные движения 4 перпендикулярно плоскости задней стенки холодильного шкафа 1. При этом электромагнитный вибратор закреплен на поверхности холодильного шкафа 1, а на поверхности конденсатора ответно ему установлен постоянный магнит или пластинка 11, выполненная из ферромагнитного материала. Бытовой холодильник с подвижным конденсатором снабжен ограничителем 5 колебательных движений 4 плоскости конденсатора, который состоит (фиг. 2) из кронштейна 8, закрепленного к корпусу холодильного шкафа 1, возвратной пружины 9, размещенной между кронштейном и поверхностью конденсатора, и регулировочного винта с шайбой 10, прижимающего плоскость поверхности конденсатора к кронштейну.A household refrigerator with a movable condenser (Fig. 1, Fig. 2) consists of a refrigerating cabinet 1, a sealed unit including connecting piping, a compressor 7, an evaporator 2 and a condenser 6, made in the form of a finned tubular coil and mounted vertically on the back wall of the refrigerating cabinet 1 , an electromagnetic vibrator 3, fixed to the housing of the refrigerator 1, with the ability to make oscillating movements 4 perpendicular to the plane of the rear wall of the refrigerator 1. In this case, the electromagnetic vibrator clipped to the surface of the refrigerator 1, and on the surface of the capacitor responsively to him set a permanent magnet or the plate 11, made of ferromagnetic material. A household refrigerator with a movable condenser is equipped with a limiter 5 of oscillatory movements 4 of the condenser plane, which consists (Fig. 2) of a bracket 8 fixed to the cabinet of the refrigerator 1, a return spring 9, located between the bracket and the surface of the condenser, and an adjusting screw with a washer 10, pressing the plane of the surface of the capacitor to the bracket.

Работает заявляемый бытовой холодильник с подвижным конденсатором следующим образом (фиг. 3): при его включении подается напряжение на электромагнитный вибратор 3, частота вибратора 3 устанавливается на резонансной частоте колебания плоскости конденсатора, вследствие чего плоскость конденсатора 6 будет совершать возвратно-поступательные движения в пределах ограничения амплитуды колебания настраиваемых ограничителем колебательных движений 5. При подаче напряжения на катушку электромагнитного вибратора 3, закрепленного на поверхности корпуса холодильного шкафа 1, его магнитное поле будет взаимодействовать с постоянным магнитом или пластинкой 11, выполненной из ферромагнитного материала, закрепленной на поверхности конденсатора 6, и вызывать колебательные движения 4 верхней части плоскости конденсатора 6. При этом образующиеся турбулентные завихрения воздуха окружающей среды будут интенсивно взаимодействовать с поверхностью змеевика и элементов оребрения конденсатора 6, обеспечивая этим интенсивный теплообмен между хладагентом и окружающим воздухом. Частота колебания вибратора зависит от конструкции холодильника, размеров и массы конденсатора. Например, для бытового холодильника емкостью до 250 дм³ амплитуда колебаний вибратора должна составлять предпочтительно 5-10 мм, а частота колебаний выбираться предпочтительно в диапазоне от 0,5-5,0 Гц. Частота колебаний может подбираться с целью достижения явления резонанса, при котором затраты энергии на колебательный процесс будут минимальными. Резонансная частота может подбираться индивидуально для каждого типа холодильника путем регулирования частоты напряжения, подаваемого на электромагнитный вибратор 3.The inventive domestic refrigerator with a movable capacitor operates as follows (Fig. 3): when it is turned on, voltage is applied to the electromagnetic vibrator 3, the frequency of the vibrator 3 is set to the resonant frequency of the oscillation of the plane of the capacitor, as a result of which the plane of the condenser 6 will reciprocate within the limits oscillation amplitudes of oscillatory movements adjusted by the limiter 5. When voltage is applied to the coil of an electromagnetic vibrator 3, mounted on the surface case of the refrigerator 1, its magnetic field will interact with a permanent magnet or plate 11 made of ferromagnetic material mounted on the surface of the condenser 6 and cause oscillatory movements 4 of the upper part of the plane of the condenser 6. In this case, the generated turbulent turbulence of the ambient air will interact intensively with the surface of the coil and the fins of the condenser 6, thereby providing intensive heat transfer between the refrigerant and the surrounding air. The vibration frequency of the vibrator depends on the design of the refrigerator, the size and mass of the condenser. For example, for a domestic refrigerator with a capacity of up to 250 dm ^3, the vibration amplitude of the vibrator should preferably be 5-10 mm, and the vibration frequency should preferably be selected in the range from 0.5-5.0 Hz. The oscillation frequency can be selected in order to achieve the resonance phenomenon, at which the energy consumption for the oscillatory process will be minimal. The resonant frequency can be selected individually for each type of refrigerator by adjusting the frequency of the voltage supplied to the electromagnetic vibrator 3.

Интенсификация охлаждения конденсатора снижает давление в системе конденсации и на выходном патрубке из компрессора. Снижается общая нагрузка на компрессор и уменьшается удельное энергопотребление холодильника. При этом затраты энергии на улучшение теплообмена конденсатора с окружающим воздухом значительно меньше, чем использование для этой цели обдува поверхности конденсатора вентилятором.The intensification of the condenser cooling reduces the pressure in the condensation system and at the outlet of the compressor. The total load on the compressor is reduced and the specific energy consumption of the refrigerator is reduced. At the same time, the energy consumption for improving the heat exchange of the condenser with the surrounding air is much less than the use for blowing the surface of the condenser with a fan.

Энергопотребление электромагнитного вибратора значительно меньше, чем затраты энергии на создание воздушного потока с помощью вентилятора, так как не создается воздушный поток, не используемый в теплообменном процессе. В то же время незначительные затраты энергии на создание колебательного процесса будут сопровождаться интенсивным теплообменом поверхности конденсатора с окружающим воздухом. Относительно небольшая величина амплитуды колебания конденсатора не будет отражаться на колебаниях корпуса холодильного шкафа и снижать его потребительские качества. Относительно низкая частота колебаний не будет сказываться на ухудшение шумовых характеристик при эксплуатации холодильника. В сравнении с охлаждением поверхности конденсатора с помощью вентилятора шумовые характеристики процесса охлаждения намного лучше при колебательном процессе охлаждения конденсатора.The energy consumption of an electromagnetic vibrator is significantly less than the energy consumption for creating an air flow using a fan, since it does not create an air stream that is not used in the heat transfer process. At the same time, insignificant energy costs for creating an oscillatory process will be accompanied by intensive heat exchange of the surface of the condenser with the surrounding air. A relatively small value of the amplitude of the oscillation of the condenser will not affect the vibrations of the case of the refrigerator and reduce its consumer qualities. The relatively low frequency of oscillations will not affect the deterioration of noise characteristics during operation of the refrigerator. Compared to cooling the surface of a condenser with a fan, the noise characteristics of the cooling process are much better with the oscillatory cooling process of the condenser.

Реализация заявляемого устройства бытового холодильника обеспечит повышение его энергетической эффективности при повышенных температурных режимах эксплуатации. Технически имеется возможность увеличивать частоту и амплитуду колебаний, что обеспечивает дополнительные возможности заявляемого бытового холодильника с подвижным конденсатором адекватно увеличению температуры окружающего воздуха регулировать мощность, затрачиваемую на процесс охлаждения конденсатора. Повышение интенсивности охлаждения конденсатора создает предпосылки снижению общей поверхности оребренного змеевика конденсатора, тем самым снижая размеры конденсатора и уменьшение его себестоимости. Себестоимость электромагнитного вибратора существенного ниже себестоимости вентилятора, который может использоваться для охлаждения конденсатора.The implementation of the inventive device of a domestic refrigerator will provide an increase in its energy efficiency at elevated temperature operating conditions. Technically, it is possible to increase the frequency and amplitude of oscillations, which provides additional capabilities of the inventive domestic refrigerator with a movable condenser to adequately increase the ambient temperature to regulate the power spent on the condenser cooling process. An increase in the cooling capacity of the condenser creates the prerequisites for reducing the total surface of the finned coil of the condenser, thereby reducing the size of the condenser and reducing its cost. The cost of an electromagnetic vibrator is significantly lower than the cost of a fan, which can be used to cool the condenser.

Claims

A household refrigerator with a movable condenser, consisting of a refrigerator, a sealed unit, including connecting piping, a compressor, an evaporator and a condenser in the form of a finned tubular coil mounted vertically on the rear wall of the refrigerator, characterized in that the condenser is mounted cantilever in the lower part of the refrigerator, and the upper part of the condenser interacts with the executive body of the electromagnetic vibrator attached to the body of the refrigerator with the possibility of to prevent vibrational movements perpendicular to the plane of the rear wall of the refrigerator, while the domestic refrigerator is equipped with a limiter of vibrational movements of the condenser plane, which consists of a bracket attached to the cabinet of the refrigerator, a return spring and an adjusting screw with a washer that presses the surface of the condenser to the bracket.