Холодильник с регулируемым удалением влаги - RU2250424C1

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к холодильнику без намораживания инея. Такие холодильники часто называют также холодильниками с системой No Frost.

Уровень техники

В холодильниках такого типа испаритель расположен, например, в отделении, которое отделено от камеры, предназначенной для хранения охлаждаемого продукта и называемой далее в настоящей заявке рабочей камерой, а между этим отделением и рабочей камерой осуществляется теплообмен, за счет которого охлаждается рабочая камера. При этом с помощью вентилятора охлажденный и высушенный на испарителе воздух нагнетается в рабочую камеру, а относительно теплый влажный воздух всасывается из рабочей камеры в отделение с испарителем. При этом рабочая камера не только охлаждается, но из нее также отводится влага. Влага осаждается на испарителе. За счет этого удаления влаги не происходит конденсация воды на поверхностях, на которых располагается охлаждаемый продукт и на самом охлаждаемом продукте в рабочей камере при использовании холодильника в критических климатических условиях, в особенности в теплой окружающей среде при высокой влажности. Однако это преимущество при менее критических условиях окружающей среды может превращаться в недостаток, когда закладываемые в холодильник продукты высыхают вследствие интенсивного удаления влаги.

Известны так называемые гибридные холодильники, в которых испаритель находится в непосредственном тепловом контакте с рабочей камерой, и с помощью вентилятора в рабочей камере создается воздушный поток. Этот воздушный поток омывает боковую стенку рабочей камеры, охлаждаемую испарителем, и усиливает теплообмен между рабочей камерой и испарителем. В этих гибридных агрегатах воздействие влажности менее интенсивно, чем в холодильниках без намораживания инея, так как в периоды выключения испарителя осажденная на охлаждаемой стенке рабочей камеры влага имеет возможность обратного испарения в рабочую камеру. Однако это также означает, что в таких агрегатах при критических условиях эксплуатации опасность нежелательной конденсации воды выше, чем в холодильниках без намораживания инея.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании холодильника, который способен в различных климатических условиях обеспечить разумный компромисс между опасностью осаждения конденсата в рабочей камере и высушиванием охлаждаемого продукта.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет создания холодильника, обладающего признаками по п.1 формулы изобретения:

холодильник без намораживания инея, содержащий по меньшей мере одну рабочую камеру и расположенный отдельно с обеспечением теплоизоляции от рабочей камеры испаритель, а также вентилятор для принудительной циркуляции воздуха между рабочей камерой и испарителем, отличается согласно изобретению тем, что испаритель и вентилятор выполнены с возможностью включения и выключения по меньшей мере одного из них, когда другой из них выключен.

За счет включения (работы) вентилятора при выключенном испарителе обеспечивается обратное испарение осажденной на испарителе влаги в рабочую камеру и тем самым предотвращается высыхание охлаждаемого продукта.

Для обеспечения обратного испарения наиболее эффективно, когда вентилятор приводится в действие (включается) в конце фазы выключения испарителя. В это время последний находится в фазе оттаивания, становится относительно теплым, и конденсировавшаяся на нем влага легче поддается испарению, чем в начале фазы выключения, когда влага на испарителе находится в основном в замороженном состоянии.

В аспекте эффективности работы холодильника желательно включать вентилятор также в начале фазы выключения испарителя для того, чтобы использовать для охлаждения рабочей камеры разницу температур между рабочей камерой и испарителем, еще существующую в это время.

Особенно простое решение состоит в том, чтобы вентилятор непрерывно включался (работал) при выключенном испарителе.

Далее, желательно, чтобы испаритель также мог включаться и выключаться при выключенном вентиляторе. Для этого он снабжен устройством управления для управления работой испарителя и вентилятора таким образом, чтобы при выключенном вентиляторе регулировать работу испарителя с тем, чтобы температура испарителя оставалась ниже температуры рабочей камеры и/или ниже 0°С.

За счет этого между двумя “нормальными” фазами охлаждения холодильника, во время которых испаритель и вентилятор работают совместно, температура испарителя может постоянно поддерживаться ниже температуры в рабочей камере, предпочтительно ниже 0°С, для того чтобы ограничить обратное испарение от испарителя в рабочую камеру до неизбежного минимума.

В простом примере выполнения изобретения холодильник оснащен переключателем рабочих режимов, посредством которого устройство управления, управляющее работой испарителя и вентилятора, может быть переключено по меньшей мере между двумя из следующих рабочих режимов:

a) работа испарителя при включенном и по меньшей мере эпизодически, т.е. время от времени, при выключенном вентиляторе,

b) одновременная работа испарителя и вентилятора,

c) работа вентилятора при включенном и по меньшей мере эпизодически, т.е. время от времени, при выключенном испарителе.

Это позволяет пользователю путем перестановки переключателя режимов с режима а) на режим b) или с режима b) на режим с) устранить нежелательное накопление конденсата в рабочей камере или же путем переключения с режима с) на режим b) или с режима b) на режим а) ограничить нежелательное высыхание охлаждаемого продукта.

Предпочтительно, чтобы устройство управления в режиме а) в каждой фазе выключения вентилятора выдерживало испаритель (5) время от времени выключенным и время от времени включенным, а в режиме с) в каждой фазе выключения испарителя непрерывно поддерживает вентилятор включенным.

Альтернативно или дополнительно холодильник может быть оснащен также датчиком влажности. При этом устройство управления производит автоматическое переключение между по меньшей мере двумя из рабочих режимов а), b), с) в зависимости от величины влажности, измеренной датчиком влажности.

Такой датчик влажности предпочтительно установлен в рабочей камере. Однако возможен также вариант выполнения, в котором датчик влажности может определять влажность наружного воздуха (и тем самым поступление влаги в рабочую камеру при каждом открытии дверцы).

В предпочтительном варианте исполнения испаритель расположен в рабочей камере и капсулирован с обеспечением теплоизоляции.

Перечень фигур чертежей

Примеры осуществления настоящего изобретения, его дополнительные особенности и преимущества будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 схематично изображает холодильник без намораживания инея в соответствии с изобретением,

фиг.2 изображает временную диаграмму работы испарителя и вентилятора в рабочем режиме а),

фиг.3 изображает временную диаграмму работы испарителя и вентилятора в рабочем режиме b),

фиг.4 изображает временную диаграмму работы испарителя и вентилятора в рабочем режиме с).

Осуществление изобретения

На фиг.1 схематично представлен холодильник, который выполнен в виде комбинации холодильной и морозильной камер и в котором использовано настоящее изобретение. Холодильная камера 1 и морозильная камера 2 образуют две температурные зоны холодильника. Система циркуляции охлаждающей среды содержит компрессор 3, который нагнетает сжатую охлаждающую среду последовательно через два испарителя 4, 5 соответственно холодильной и морозильной камер 1 и 2, а также теплообменник 6, через который проходит отработанная охлаждающая среда перед новым направлением в компрессор 3. Предназначенный для холодильной камеры 1 и выполненный в виде пластинчатого испарителя испаритель 5 в данном случае помещен в отделении 8, отделенном от холодильной камеры 1 теплоизоляционной стенкой 7. Отделение 8 сообщается с холодильной камерой 1 через впускные и выпускные воздушные отверстия, причем в одном из них расположен вентилятор 9 для принудительного воздухообмена между отделением 8 и холодильной камерой 1.

Устройство 10 управления связано с датчиком 12 температуры, расположенным в холодильной камере 1, и посредством цепей управления связано с компрессором 3 и вентилятором 9 и предназначено для того, чтобы включать и выключать компрессор 3 и вентилятор 9 - а непосредственно через компрессор 3 и испарители 4 и 5 - в зависимости от температуры, воспринимаемой датчиком 12 температуры. Устройство 10 управления обеспечивает три рабочих режима а), b), с), из которых пользователь может выбирать режим с помощью переключателя 11.

Нормальный рабочий режим b) соответствует обычной работе холодильника без намораживания инея. Временная диаграмма этого режима показана на фиг.3. Когда температура, измеряемая датчиком 12 температуры в холодильной камере 1, переходит через первую пороговую величину, устройство 10 управления включает по существу одновременно испаритель 4 и вентилятор 9. Этот процесс представлен участками высокого уровня на кривых 4b и 9b режима работы соответственно испарителя 4 и вентилятора 9. Когда по истечении периода времени продолжительностью в несколько минут температура в холодильной камере 1 переходит через вторую пороговую величину, которая ниже первой пороговой величины, устройство 10 управления вновь выключает испаритель 4 и вентилятор 9, что представлено низкими участками на кривых 4b и 9b. Во время фаз включения вентилятора 9 испаритель 4, если не считать короткие промежутки времени в начале его работы, охлаждается, и влага, которая приносится идущим от холодильной камеры 1 воздухом, осаждается на испарителе 4. Во время фаз выключения испарителя 4 намерзшая на испарителе влага может оттаивать, стекать и отводиться из холодильника.

Когда пользователь устанавливает, что в холодильной камере 1 все же конденсируется нежелательное большое количество влаги, он может поставить переключатель 11 на режим а), временная диаграмма которого представлена на фиг.2 кривыми 4а и 9а испарителя 5 и вентилятора 9 соответственно. В этом рабочем режиме фазы 19 совместного включения испарителя и вентилятора по существу не отличаются от соответствующих фаз в режиме b). Начало и окончание этих фаз определяется результатами измерений датчика 12 температуры. Однако между двумя такими фазами 19 совместного включения испарителя и вентилятора вентилятор 9 остается выключенным, а фаза 20 выключения испарителя 5 прерывается короткими фазами 21 включения. Продолжительность коротких фаз 21 включения рассчитана таким образом, что на испарителе 5 надежно поддерживается более низкая температура, чем в холодильной камере 1, предпочтительно ниже 0°С, что не дает намерзшей на испарителе влаге испаряться обратно в холодильную камеру.

Расположение во времени и продолжительность коротких фаз 21 включения могут аналогично фазам 19 совместного включения регулироваться посредством датчика температуры, связанного с устройством 10 управления и расположенным на испарителе 5. В альтернативном варианте возможно обеспечение коротких фаз 21 включения устройством 10 управления в предварительно заданном жестком по времени режиме. При этом промежуток времени между окончанием фазы 19 совместного включения и следующей за ней короткой фазы 21 включения больше интервала времени между короткими фазами 21 включения. Здесь исходят из того, что к концу фазы 19 совместного включения испаритель 5 находится при температуре заметно ниже точки замерзания, и вначале необходимо время, чтобы он нагрелся настолько, чтобы возникла необходимость в короткой фазе 21 включения, при этом за счет коротких фаз 21 включения поддерживаемая в отделении 8 температура лежит ближе к 0°С, чем температура, достигнутая к концу фазы 19 совместного включения.

Когда низкая температура испарителя 5 поддерживается посредством циклов, состоящих из фаз 19 совместного включения и фаз 20 выключения, с течением времени на испарителе 5 образуется ледяной слой нарастающей толщины, что снижает эффективность работы испарителя. Для того чтобы воспрепятствовать этому обледенению, испаритель может быть снабжен электрическим нагревательным устройством, которое позволяет в течение той единственной фазы 20, которая не прерывается фазами 21 включения, дать возможность льду оттаять и стечь. Вместо такого нагревательного устройства может быть предусмотрено, что устройство 10 управления в рабочем режиме а) время от времени обеспечивает не прерываемые короткими фазами 21 включения фазы выключения, которые дают возможность для оттаивания испарителя 5.

Когда пользователь холодильника устанавливает, что охлаждаемый продукт в холодильной камере высыхает нежелательно быстро, он может поставить переключатель 11 на режим с), временная диаграмма которого представлена на фиг.4. В то время как фазы включения и выключения испарителя 5, представленные кривой 4с, следуют друг за другом, как и в режимах а) и b) с управлением в зависимости от показаний датчика 12 температуры, вентилятор 9 работает непрерывно, как показано на диаграмме прямой 9с. При этом даже при выключении испарителя 5 относительно теплый воздух всасывается в отделение 8 и нагревает находящийся в ней испаритель 5, вызывая оттаивание отложившегося на нем льда. Влага на испарителе 5 плавно испаряется за счет создаваемой вентилятором 9 принудительной циркуляции воздуха и выносится обратно в холодильную камеру 1.

В следующем, усовершенствованном примере выполнения холодильника по изобретению в холодильной камере 1 расположен датчик 13 влажности, передающий измеренные величины влажности на устройство 10 управления. В этом исполнении переключатель 11 может быть установлен на желаемую степень влажности в холодильной камере 1, при этом устройство 10 управления обеспечивает выбор того режима работы, который позволяет достигнуть желаемой пользователем степени влажности. Устройство 10 управления выбирает рабочий режим а), когда измеренная датчиком 13 степень влажности заметно превышает величину, установленную на переключателе 11, и рабочий режим с), когда измеренная степень влажности заметно ниже установленной. При приблизительном соответствии этих двух величин может использоваться режим b).

Продемонстрированные на фиг.2-4 режимы работы очевидно представляют лишь оптимальные варианты множества возможных рабочих режимов. Так, например, при выполнении нормального режима вполне возможно включать и выключать вентилятор 9 с определенной выдержкой времени по сравнению с испарителем 5, так что при включении вентилятора 9 испаритель 5 уже охладился, а после выключения испарителя 4 вентилятор может работать еще некоторое время для использования его остаточного холода. Могут быть предусмотрены также промежуточные рабочие режимы между режимами а) и b) или между режимами b) и с). При этом в одном случае доля коротких фаз 21 включения в течение фазы 20 выключения меньше представленной на фиг.2, и оттаивание испарителя 5 не исключено полностью, а в другом случае работа вентилятора 9 в фазе выключения испарителя может прерываться на большие или меньшие промежутки времени.

Реферат

Холодильник без намораживания инея содержит по меньшей мере одну рабочую камеру, включаемый и выключаемый испаритель, расположенный в отдельном от рабочей камеры отделении, и вентилятор для принудительного воздухообмена между рабочей камерой и отделением. По меньшей мере один из аппаратов, - испаритель или вентилятор, - может включаться и выключаться, когда другой аппарат выключен. Использование заявленного холодильника обеспечивает компромисс между опасностью осаждения конденсата в рабочей камере и высушиванием охлаждаемого продукта. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула