способ охлаждения герметичного компресорно-конденсаторного агрегата компрессионного холодильного прибора

Формула изобретения

Способ охлаждения герметичного агрегата компрессионного холодильника, включающий увлажнение поверхности конденсатора, отличающийся тем, что поверхность конденсатора и поверхность корпуса компрессора орошается воздушно-водяной смесью, с последующим обдувом, а включение/отключение подачи орошаемой смеси на поверхность конденсатора и/или компрессора выполняется контроллером на основании измерения влажности поверхности компрессора и/или конденсатора, при этом включение/выключение обдува поверхности конденсатора и/или компрессора выполняется контроллером на основании измеренных значений температур компонентов агрегата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к способам охлаждения холодильного агрегата компрессионного холодильника, и может найти применение при совершенствовании бытовых холодильных приборов и холодильных машин компрессионного типа.

Известен способ охлаждения герметичного агрегата компрессионного холодильника в холодильном цикле, предусматривающий 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 [1]).

При этом конденсатор и корпус фреонового компрессора передает тепло в окружающий воздух путем естественного теплообмена либо путем обдува его поверхности потоком воздуха поверхности конденсатора от вентилятора, что увеличивает интенсивность теплообмена.

Известны различные способы охлаждения конденсатора холодильного агрегата. Например, охлаждение конденсатора холодильного агрегата с естественной конвекцией воздуха и виброслоем (RU № 2001117677 от 25.06.2001 «Конденсатор холодильного агрегата бытового холодильника с естественной конвекцией воздуха и виброслоем» [2]). В этом способе с целью повышения коэффициента теплоотдачи агрегата, снижения металлоемкости, повышения эффективности работы, змеевик конденсатора выполнен спиралевидным, установлен горизонтально и помещен в виброслой твердых гранул, ограниченных несущей и верхней сеткой обечайки, приводимых в движение вибрацией корпуса компрессора. Однако реализация такого способа относительно сложна, а используемая естественная конвекция воздуха недостаточна эффективна при относительно высоких тепловых нагрузках на конденсатор.

Известен также холодильный аппарат с охлаждаемой внутренней полостью, с холодильным контуром для циркуляции хладагента, содержащим испаритель, компрессор и конденсатор, с воздуходувным устройством для охлаждения конденсатора и/или компрессора, и с контроллером, отличающийся тем, что контроллер включает воздуходувное устройство во время фазы покоя компрессора (Заявка RU № 2009133102 МПК F25D 23/00 «Холодильный аппарат» от 25.02.2008 [3]). В вариантах управления предусмотрено следующее. Заявленный холодильный аппарат, отличающийся тем, что контроллер проводит процесс оттаивания во время фазы покоя компрессора. Холодильный аппарат, отличающийся тем, что воздуходувное устройство во время процесса оттаивания управляется в зависимости от температуры. Холодильный аппарат, отличающийся тем, что воздуходувное устройство во время процесса оттаивания работает до тех пор, пока температура конденсатора и/или компрессора не достигнет заданной отметки. Холодильный аппарат, отличающийся тем, что заданная температура является температурой окружающей среды. Холодильный аппарат, отличающийся тем, что воздуходувное устройство работает в течение всего процесса оттаивания.

Однако охлаждение конденсатора и компрессора агрегата воздуходувным устройством не достаточно эффективно.

Известен также способ охлаждения конденсатора с использованием увлажнения поверхности конденсатора (RU № 2162576 С2 2001.01.27 "Устройство холодильного агрегата бытового компрессионного холодильника [4]).

Способ заключается в увлажнении поверхности конденсатора покрытой теплопроводным адсорбером, что обеспечивает его охлаждение за счет испарения, а вода подается на поверхность конденсатора устройством, состоящим из раздаточного и собирающего лотков и насоса с прямым и обратным клапанами.

Данный способ принят нами за прототип.

Недостатком способа по прототипу является сложность его реализации, низкая надежность функционирования нерегулируемость объема воды, достаточной для увлажнения поверхности конденсатора. Устройство увлажнения конденсатора по прототипу включает использование в качестве привода насоса вибрации компрессора, что не надежно и низкопроизводительно из-за наличие системы трубопроводов. А использование верхнего - раздаточного лотка - усложняет конструкцию, и снижает надежность работы агрегата в целом. Кроме того в прототипе не применяется увлажнение поверхности корпуса компрессора агрегата.

Достоинством способа по прототипу является то, что увлажнение поверхности конденсатора с последующим испарением влаги обеспечивает более эффективное охлаждение конденсатора по сравнению с обдувом без увлажнения, поднимая общий КПД холодильного цикла и снижая удельное потребление электроэнергии.

Другим недостатком способа охлаждения по прототипу является относительно низкая интенсивность испарения влаги с поверхности конденсатора и поэтому низкая эффективность охлаждения.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно: увеличение интенсивности охлаждения поверхности конденсатора и поверхности фреонового компрессора, тем самым обеспечение улучшения процесса отдачи тепла окружающей среде от работающего герметичного агрегата, возможности выполнения конденсатора в компоновке с компрессором и устройством орошения, снижение удельной энергии энергопотребления холодильного прибора.

Поставленная задача решается тем, что поверхность конденсатора и поверхность корпуса компрессора орошается воздушно-водяной смесью, с последующим обдувом, а включение/отключение подачи орошаемой смеси на поверхность конденсатора и/или компрессора выполняется контроллером на основании измерения влажности поверхности компрессора и/или конденсатора, при этом включение/выключение обдува поверхности конденсатора и/или компрессора выполняется контроллером на основании измеренных значений температур компонентов агрегата или других сигналов, характеризующих тепловую нагрузку на агрегат.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1, где 1 - поддон; 2 - вентилятор; 3 - форсунки; 4 - конденсатор, 5 - компрессор.

Способ охлаждения герметичного агрегата компрессионного холодильника включающий увлажнение поверхности конденсатора 4, отличается тем, что поверхность конденсатора 4 и/или поверхность корпуса компрессора 5 орошается воздушно-водяной смесью, с последующим обдувом, а включение/отключение подачи орошаемой смеси на поверхность конденсатора и/или компрессора выполняется контроллером на основании измерения влажности поверхности компрессор 5 и/или конденсатора 4, при этом включение/выключение обдува поверхности конденсатора и/или компрессора выполняется контроллером на основании измеренных значений температур компонентов агрегата или других сигналов, характеризующих тепловую нагрузку на агрегат.

Последовательность реализации способа:

Перед включением БХП поддон 1 наполняется водой. После включения компрессора и перехода холодильного прибора в циклический режим выполняется измерение влажности поверхности конденсатора и/или компрессора и температуры поверхностей компрессора и/или конденсатора.

При включении компрессора контроллер управления вырабатывает команду на кратковременное включение форсунок и включение вентилятора обдува. Поверхности корпуса конденсатора 4 и/или компрессора 5 будут орошаться до тех пор, пока датчики влажности не выработает команду о 100% влажности поверхности, процесс обдува поверхностей будет выполнять до снижения температур поверхности конденсатор 4 и/или компрессора 5 до установленного значения. При температурах поверхностей конденсатора 4 и/или компрессора 5 ниже установленных значений вентилятор 2 не включается.

Приоритет управления включением/отключением вентилятора 2 присваивается преимущественно температуре поверхности конденсатора 4.

При незначительной тепловой нагрузке на агрегат применяется режим не включения ни форсунок 3, ни вентилятора 2. По мере увеличения тепловой нагрузки на агрегат используется вначале включение/отключение форсунок с контролем влажности и температуры поверхностей конденсатора 4 и компрессора 5, при этом работа вентилятора 2 не обязательна. С повышением тепловой нагрузки на агрегат и повышении температуры поверхности конденсатора 4 и/или компрессора 5 или на основании других сведений о повышении тепловой нагрузки на агрегат (например, размещение в охлаждаемые камеры большого объема теплых продуктов, или завышение температуры окружающего воздуха) включается вентилятор 2 обдува, частота вращения крыльчатки вентилятора 2 так же регулируется в зависимости от тепловой нагрузки на агрегат. Способ предусматривает контроль наличия воды в поддоне 1 и сигнализацию в случае ее недостаточности. При отсутствии воды в поддоне процесс охлаждения поверхностей конденсатора 4 и/или компрессора 5 осуществляется вентилятором 2.

В нормальном режиме работы агрегата по мере работы компрессора и выполнения холодильного цикла влага с поверхности корпуса конденсатора 4 и с поверхности компрессора 5 будет испаряться, охлаждая при этом поверхности. После испарения влаги с поверхности конденсатора и с поверхности компрессора, уменьшения влажности до значения 10-20% срабатывают датчики влажности на включение форсунок 3, а после орошения поверхностей конденсатора 4 и компрессора 5 по сигналу с датчика влажности форсунки 4 отключаются. В зависимости от температур поверхностей и тепловой нагрузки на агрегат вентилятор 2 включается или не включается.

Таким образом, заявленный способ обеспечивает увеличение интенсивности охлаждения поверхности конденсатора 4 и поверхности компрессора 5, тем самым увеличивается интенсивность процесса отдачи тепла окружающей среде от работающего герметичного агрегата, обеспечивает возможность выполнения конденсатора 4 в компоновке с компрессором 5 и устройством орошения поверхности конденсатора 4 и поверхности компрессора 5, обеспечивает снижение удельного энергопотребления холодильного прибора.

По сравнению с аналогами способ положительно отличается объединением испарительного охлаждения и охлаждения обдувом, более точной настройкой способа охлаждения к изменяющимся внешним условиям, с минимизацией дополнительных затрат на охлаждение агрегата. Этот способ также определяет возможность применения маломощного вентилятора, имеющего лучшие шумовые характеристики и меньшее энергопотребление. Заявляемый способ обеспечивает уменьшение размеров и себестоимости конденсатора и холодильного прибора.

Источники информации

1. Вайнберг В.Б., Вайн В.П. Бытовые компрессионные холодильники. - М.: Пищевая промышленность, 1974 г. С.99-101.

2. Заявка RU № 2001117677 МПК F25B 39/04 «Конденсатор холодильного агрегата бытового холодильника с естественной конвекцией воздуха и виброслоем» от 25.06.2001.

3. Заявка RU № 2009133102 МПК F25D 23/00 «Холодильный аппарат» от 25.02.2008.

4. Патент RU № 2162576 С2 «Устройство холодильного агрегата бытового компрессионного холодильника», от 2001.01.27.