холодильник для эксплуатации с использованием низких климатических температур

Формула изобретения

Холодильник для эксплуатации с использованием низких климатических температур, содержащий теплоизолированный корпус с морозильным и холодильным отделениями, холодильный агрегат, испаритель которого установлен в морозильном отделении, отличающийся тем, что он имет приспособление для отвода тепла из холодильного отделения, выполненное в виде тепловой трубы, конденсаторный участок которой установлен с обеспечением теплового контакта с испарителем холодильного агрегата, а испарительный участок тепловой трубы расположен в объеме холодильного отделения, к магистралям холодильного агрегата разъемным соединением подключен конденсатор с раздельными каналами для газа и жидкости, вынесенный за пределы отапливаемого помещения, на магистрали подвода газа которого установлен нормально открытый обратный клапан, тепловая труба, отводящая тепло из холодильного отделения в морозильное отделение, выполнена с раздельными каналами для газа и жидкости с установленным на газовом канале нормально открытым клапаном, в корпус холодильника встроен нагреватель и дистанционно программируемый процессор, связанный по цепям управления с компрессором холодильного агрегата, клапаном тепловой трубы и нагревателем, а по измерительным цепям - с датчиком температуры внешней среды, и датчиками температуры, расположенными в морозильном и холодильном отделениях холодильника.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к холодильной технике, в частности к холодильникам бытового и промышленного назначения с отдельными камерами для различных температур охлаждения и хранения продуктов. Областью применения изобретения является холодильная техника.

Из известных устройств известен холодильник по патенту №2094713. Холодильник устанавливается в проеме стены отапливаемого помещения с возможностью контакта наружного радиатора термоэлектрической холодильно-нагревательной батареи с атмосферой. Недостатком устройства является сложность теплоизоляции и уплотнения стыка между подвижным корпусом холодильника и стеной отапливаемого помещения. Эффективность отвода тепла через наружный радиатор термоэлектрической батареи в значительной степени зависит от перепада температур между внутренней полостью холодильника и внешней средой, массы и габаритов батареи. Для использования низких температур внешней среды необходим проем в стене, соизмеримый с габаритами холодильника.

Известен бытовой холодильник по патенту №2255273 - холодильник, содержащий закрывающуюся термоизолированную камеру, охлаждающее устройство с охладителем, дополнительное охлаждающее устройство с дополнительным охладителем, размещенным в термоизолированной камере для непосредственного охлаждения продуктов, находящихся в ней, отличающийся тем, что он снабжен регулятором температуры, дополнительное охлаждающее устройство имеет рабочий блок, включающий задатчик, исполнительное устройство и регулирующее устройство, и проходящие через стенку камеры герметичные регулируемые каналы для циркуляции среды, охлаждаемой наружным воздухом, являющиеся входом и выходом дополнительного охладителя, сообщающиеся непосредственно с наружным воздухом, циркулирующим в полости дополнительного охладителя и перекрывающиеся регулирующим устройством с помощью исполнительного устройства. Установка данного холодильника предполагается в стене здания на границе между наружной средой и помещением таким образом, что часть внешней поверхности термоизолированной камеры контактирует с воздухом помещения, а часть - с наружным воздухом. Недостатками устройства является то, что для использования низких температур внешней среды необходим проем в стене, соизмеримый с габаритами холодильника; дополнительный охладитель, размещенный в термоизолированной камере, усложняет конструкцию и уменьшает полезный объем холодильника; дополнительное охлаждающее устройство содержит значительное количество элементов, значительно усложняющих конструкцию.

Прототипом заявляемого изобретения выбрано изобретение по авторскому свидетельству СССР N 1634965, в котором, с целью снижения энергозатрат при эксплуатации, для использования естественного холода использовано приспособление, выполненное в виде аккумулятора холода с регулируемым термическим сопротивлением, соединенного магистралью подачи хладоносителя с испарителем холодильной камеры.

Недостатками прототипа являются:

- высокая сложность конструкции;

- конструкция не позволяет производить независимое регулирование температуры в холодильном и морозильном отделениях холодильника.

Цель данного изобретения - снизить количество функциональных элементов конструкции, включить в конструкцию элементы, обеспечивающие независимое регулирование температуры в холодильном и морозильном отделениях холодильника.

Эта цель достигается тем, что холодильник имеет приспособление для отвода тепла из холодильного отделения, выполненное в виде тепловой трубы, конденсаторный участок которой установлен с обеспечением теплового контакта с испарителем холодильного агрегата, а испарительный участок тепловой трубы расположен в объеме холодильного отделения, к магистралям холодильного агрегата разъемным соединением подключен конденсатор с раздельными каналами для газа и жидкости, вынесенный за пределы отапливаемого помещения, на магистрали подвода газа которого установлен нормально открытый обратный клапан, тепловая труба, отводящая тепло из холодильного отделения в морозильное отделение, выполнена с раздельными каналами для газа и жидкости с установленным на газовом канале нормально открытым клапаном, в корпус холодильника встроен нагреватель и дистанционно программируемый процессор, связанный по цепям управления с компрессором холодильного агрегата, клапаном тепловой трубы и нагревателем, а по измерительным цепям с датчиком температуры внешней среды, и датчиками температуры, расположенными в морозильном и холодильном отделениях холодильника.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена функциональная схема холодильника для эксплуатации с использованием низких климатических температур; на фиг.2 - функциональная схема тепловой трубы, отводящей тепло из холодильного отделения в морозильное отделение, выполненной с раздельными каналами для газа и жидкости, с установленным на газовом канале нормально открытым клапаном.

Конструктивно холодильник для эксплуатации с использованием низких климатических температур состоит из теплоизолированного корпуса 1 с теплоизолированными между собой морозильным и холодильным отделениями 2 и 3. В морозильном отделении установлен испаритель холодильного агрегата 4, сообщенный через капиллярную трубку 5, жидкостную 6 и газовую 7 магистрали подачи хладагента с холодильным агрегатом 8, обеспечивающим циркуляцию хладагента. Для отвода тепла из холодильного в морозильное отделение в корпусе холодильника установлена тепловая труба 9 (конструкция тепловой трубы 9 представлена на фиг.2) с раздельными каналами для газа 10 и жидкости 11, испарительный участок которой 12 установлен в холодильном отделении, а конденсаторный участок 13 - в морозильном отделении; для закрытия тепловой трубы на газовой магистрали установлен нормально открытый клапан 14. В нижней части холодильного отделения установлен нагреватель 15 (фиг.1). К жидкостной и газовой магистралям подачи хладагента через разъемные соединения соответственно подведены жидкостная 16 и газовая 17 магистрали конденсатора 18, вынесенного за пределы отапливаемого помещения. На входе газовой магистрали в конденсатор установлен нормально открытый обратный клапан 19. В корпус холодильника установлен программируемый процессор 20 с встроенным преобразователем по цепям питания функциональных элементов, снабженный пультом дистанционного управления 21 с дисплеем 22, связанный с датчиком температуры внешней среды 23 и датчиками температуры 24, 25, соответственно расположенными в морозильной камере и холодильном отделении холодильника.

Работа холодильника производится следующим образом. Холодильник устанавливается с обеспечением теплообмена конденсатора с внешней средой. С помощью пульта дистанционного управления в программируемый процессор заносятся данные для установки температурных режимов морозильного и холодильного отделения (верхний и нижний пределы температур для морозильного и холодильного отделений).

При температуре внешней среды выше заданного верхнего предела температуры морозильного отделения охлаждение морозильного отделения производится холодильным агрегатом 8, при этом управление работой холодильного агрегата производят по показаниям датчика температуры морозильного отделения. При работе холодильного агрегата в газовых магистралях 7 и 17 создается разрежение, за счет которого закрывается нормально открытый обратный клапан 19 конденсатора 18, препятствуя циркуляции хладагента по контуру между конденсатором 18 и испарителем холодильного агрегата 4. Повышенное при температуре выше верхнего предела холодильного отделения камеры давление внутри конденсатора 18 также способствует закрытию обратного клапана 19.

Отвод тепла из холодильного отделения в морозильное производится тепловой трубой. Жидкий хладагент (фиг.2, показан мелкой штриховкой), просачиваясь через пористый материал (выделен крупной штриховкой), накапливается в газовой полости испарительного участка 12. Испаряясь и получая тепло холодильного отделения, хладагент через нормально открытый клапан 14 по магистрали 10 поступает в конденсаторный участок 13, расположенный в морозильном отделении. Остывая, хладагент конденсируется, поступает в нижнюю часть конденсаторного участка, создавая разрежение в магистрали 10, и по магистрали 11 вновь поступает в испарительный участок 12.

При понижении температуры внешней среды ниже заданного верхнего предела температуры морозильного отделения программируемый процессор 20 отключает питание холодильного агрегата. Циркуляция хладагента, обеспечиваемая холодильным агрегатом 8, прекращается, давление внутри конденсатора 18 вследствие прекращения работы холодильного агрегата и снижения температуры внешней среды снижается, открывается обратный клапан 19, начинается циркуляция хладагента по контуру конденсатора 18 и испарителя холодильного агрегата 4. Парообразный хладагент по магистрали 17 поступает из испарителя холодильного агрегата 4 в конденсатор 18, где, охлаждаясь путем теплообмена с внешней средой, конденсируется, создавая разрежение в газовой магистрали 17 и магистралях испарителя холодильного агрегата, после чего по магистрали 16 через капиллярную трубку 5 поступает в испаритель холодильного агрегата. Расширяясь в испарителе холодильного агрегата, хладагент охлаждает морозильное отделение и снова поступает в конденсатор 18.

При повышении температуры внешней среды выше заданного верхнего предела температуры морозильного отделения охлаждение морозильного отделения производится холодильным агрегатом, при этом управление работой холодильного агрегата производят по показаниям датчика температуры морозильного отделения и прекращают циркуляцию хладагента по контуру испарителя морозильного отделения и конденсатора.

Поддержание температуры холодильного отделения в заданном интервале производят по показаниям датчика температуры холодильного отделения путем управления нормально открытым клапаном 14 и регулирования интенсивности циркуляции хладагента по контуру тепловой трубы, отводящей тепло из холодильного отделения в морозильное отделение, и управления нагревателем холодильного отделения. Действительные и заданные значения температур, снимаемые датчиками температур, транслируются процессором и по команде оператора отображаются на дисплее пульта управления.

Заявляемый холодильник для эксплуатации с использованием низких климатических температур по сравнению с прототипом имеет меньшее количество функциональных элементов, обеспечивающих охлаждение холодильника с использованием низких климатических температур, и имеет элементы, позволяющие производить независимое регулирование температуры в холодильном и морозильном отделениях.

Заявляемое изобретение может быть использовано в производстве бытовых и промышленных холодильников, кондиционеров и рефрижераторов.