Холодильная машина и способ эксплуатации для нее

Задача решается за счет того, что в холодильной машине с компрессором, конденсатором и испарителем, соединенными в холодильный контур, на пути хладагента от конденсатора к испарителю встраивается запорный вентиль. За счет того, что этот вентиль закрывается каждый раз при отключении компрессора, в фазе покоя компрессора можно поддерживать высокое давление в конденсаторе. За счет того, что запорный вентиль открывается при запуске компрессора, в испарителе сразу же оказывается расширившийся благодаря высокой разности давлений и, соответственно, холодный хладагент. Таким образом, отпадает необходимость в фазе предварительного прогона компрессора, которая обычно нужна для достижения необходимой для охлаждения разности давлений между конденсатором и испарителем.

Контроллер, управляющий закрытием запорного вентиля при отключенном компрессоре и открытием запорного вентиля при включенном компрессоре, рациональным образом является составной частью холодильной машины.

Контроллер предпочтительно настраивается таким образом, чтобы можно было по желанию открывать или не открывать запорный вентиль при отключенном компрессоре. Открытие дроссельного вентиля при отключенном компрессоре имеет смысл, в частности, при оттаивании испарителя, так как в этом случае желателен приток в испаритель расширенного за счет незначительной разности давлений и, соответственно, теплого хладагента, позволяющего ускорить оттаивание.

Для еще большего ускорения оттаивания к испарителю может быть подсоединен электрический нагревательный элемент.

Кроме того, для определения необходимости оттаивания контроллер может быть соединен с размещенным на испарителе датчиком обледенения и/или реле времени.

Далее задача решается способом эксплуатации холодильной машины вышеописанного типа, при котором компрессор работает с перерывами, а при отключении компрессора запорный вентиль закрывается или при включении компрессора запорный вентиль открывается.

Оттаивание может производиться периодически с помощью реле времени или оно может производиться по достижении критического обледенения испарителя.

Прочие признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания примера исполнения изобретения на основании прилагаемой фигуры.

На фигуре 1 показана структурная схема холодильной машины согласно изобретению.

Холодильная машина и способ эксплуатации для нее

Холодильный контур холодильной машины последовательно проходит от компрессора 1 через конденсатор 2, запорный вентиль 3, дроссель 4 и испаритель 5 обратно к компрессору 1. Могут использоваться любые известные конструкции испарителя 5, например намоточный, проволочно-трубный и т.д. На фигуре схематически показан листотрубный испаритель с расположенным на металлической пластине меандрообразным трубопроводом, в котором дроссель 4 в виде капиллярной трубки встроен в пластину.

Холодильная машина является частью бытового холодильного аппарата, конструкция которого уже известна и потому не показана здесь. Электронный контроллер 6 управляет работой компрессора 1 и состоянием (открыт/закрыт) запорного вентиля 3 с помощью температурного датчика 7, установленного в охлаждаемой испарителем 5 полости холодильного аппарата, предназначенной для хранения продуктов, а также установленного на самом испарителе датчика обледенения 8. Когда компрессор 1 отключен, контроллер 6 сравнивает температуру, измеренную температурным датчиком 7, с установленным верхним предельным значением, и если обнаруживает превышение предельного значения, то запускает компрессор 1 и открывает запорный вентиль 3. Хладагент, находящийся под высоким давлением, накопленный еще со времени предыдущей рабочей фазы компрессора 1 в конденсаторе 2, направляется через дроссель 4 в испаритель 5, при этом он расширяется и охлаждается. Таким образом, охлаждающая способность испарителя 5 восстанавливается после включения компрессора 1 практически без задержки.

В зависимости от условий пуска компрессора 1 время пуска компрессора и время открытия запорного вентиля 3 могут быть незначительно сдвинуты относительно друг друга, причем временной сдвиг выбирается таким образом, чтобы свести к минимуму колебание давления в конденсаторе 2, обусловленное запуском компрессора и открытием вентиля.

При работающем компрессоре 1 контроллер 6 сравнивает температуру, измеренную температурным датчиком 7, с нижним предельным значением, и если обнаруживает опускание температуры ниже этого нижнего значения, снова отключает компрессор 1. В этот момент проверяется, показывает ли датчик обледенения 8 критическое обледенение испарителя 5, требующее оттаивания. Если это не так, то контроллер 6 одновременно с отключением компрессора 1 закрывает запорный вентиль 3, чтобы сохранить избыточное давление в конденсаторе 2 в последующей фазе покоя компрессора 1.

Если обнаружена необходимость оттаивания, что обычно может происходить с интервалом в несколько дней, то запорный вентиль 3 остается открытым, и происходит выравнивание давлений между конденсатором 2 и испарителем 5. Во-первых, связанное с этим повышение давления в испарителе 5 обуславливает адиабатический нагрев уже содержащегося в испарителе 5 хладагента. Во-вторых, происходит прогрессирующее ослабление охлаждения хладагента, поступающего через дроссель 4 в ходе выравнивания давлений, за счет уменьшающейся разности давлений. Таким образом, к концу процесса выравнивания давлений в верхнюю область испарителя 5 попадает все более теплый хладагент, в результате испаритель 5 нагревается. Дополнительное тепло, необходимое для оттаивания испарителя 5, поставляется электрическим нагревательным элементом 9, который также управляется контроллером 6.

Для максимального повышения отдачи тепла хладагента в испаритель 5 при оттаивании можно предусмотреть дискретное открывание запорного вентиля 3 во время процесса оттаивания. Это удлиняет процесс выравнивания давлений, и хладагент, который во время выравнивания давлений расширяется в конденсаторе 2 и при этом охлаждается, получает возможность снова самостоятельно нагреться в конденсаторе 2, чтобы на позднем этапе выравнивания давлений поступить в испаритель 5 с более высокой температурой.

Согласно альтернативному варианту непосредственный контроль обледенения испарителя 5 посредством датчика обледенения 8 может быть заменен косвенной оценкой обледенения, например, за счет соединения контроллера 6 с реле времени (не показано на фигуре), чтобы по истечении заданного промежутка времени, за который обычно образуется требующий оттаивания слой льда, запустить процесс оттаивания.

С помощью разнообразных мер можно улучшить оценку обледенения контроллером 6. Так, например, контроллер 6 может быть соединен с дверным выключателем освещения, который предусмотрен в большинстве бытовых холодильных аппаратов для включения и отключения освещения внутренней полости, чтобы на основании количества и/или продолжительности открытий дверки оценить объем влаги, попавший в аппарат через открытую дверку. Для повышения точности такой оценки может быть предусмотрен датчик наружной температуры, позволяющий оценить влажность наружного воздуха.

Формула изобретения

1. Холодильный аппарат с холодильной машиной с компрессором (1), конденсатором (2) и испарителем (5), соединенными в холодильный контур, содержащий запорный вентиль (3), встроенный на пути хладагента от конденсатора (2) к испарителю (5), и контроллер (6), закрывающий запорный вентиль (3) при отключенном компрессоре (1) и открывающий запорный вентиль (3) при включенном компрессоре (1), отличающийся тем, что холодильный аппарат является бытовым холодильным аппаратом и что контроллер (6) настроен так, чтобы можно было как открывать, так и не открывать запорный вентиль (3) при отключенном компрессоре (1).

2. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что контроллер (6) соединен с размещенным на испарителе (5) датчиком обледенения (8) и/или реле времени.

3. Холодильный аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что к испарителю (5) подсоединен электрический нагревательный элемент (9).

4. Холодильный аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что на пути хладагента от запорного вентиля (3) к испарителю (5) расположен дроссель (4).

5. Способ эксплуатации холодильного аппарата по п.1, причем компрессор (1) работает с перерывами и при отключении компрессора (1) запорный вентиль (3) закрывают, а при включении компрессора (1) запорный вентиль (3) открывают, отличающийся тем, что для оттаивания испарителя (5) запорный вентиль (3) при отключенном компрессоре (1) как минимум временно открывают.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что оттаивание выполняют периодически.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что контролируют обледенение испарителя (5), и выполняют оттаивание, когда обнаруживают критическое обледенение испарителя (5).

Имя изобретателя: ФОТИАДИС Панагиотис (DE), ИЛЕ Ханс (DE)
Имя патентообладателя: БСХ БОШ УНД СИМЕНС ХАУСГЕРЕТЕ ГМБХ (DE)
Почтовый адрес для переписки: 191186, Санкт-Петербург, а/я 230, "АРС-ПАТЕНТ", пат.пов. В.М.Рыбакову
Дата начала отсчета действия патента: 07.08.2007

Разместил статью: admin
Дата публикации:  15-05-2012, 20:27

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Фомин Дмитрий Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!