Охлаждающее устройство и способ управления им
Изобретение относится к области холодильной техники. Охлаждающее устройство содержит компрессор, сжимающий хладагент и заставляющий его циркулировать в холодильном цикле, одну или более камер, в которых хранятся пищевые продукты для охлаждения и/или замораживания, по меньшей мере, один испаритель, который передает тепло от камеры к текучей среде хладагента, по меньшей мере, один вентилятор, который обеспечивает создание воздушного потока внутри камеры в, по меньшей мере, двух разных направлениях. Причем также содержит, по меньшей мере, два датчика, расположенные в разных точках в камере, для измерения значений температуры и блок управления, который определяет направление воздушного потока, оценивая значения температур, измеренных датчиками, и управляет вентилятором соответственно таким образом, чтобы воздух после прохождения через испаритель сначала достигал точки с высокой температурой внутри камеры, протекая от точки со сравнительно высокой температурой к точке с более низкой температурой. Изобретение позволяет более эффективно управлять распределением тепла внутри камеры и достигать более быстрый процесс охлаждения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к охлаждающему устройству, в котором улучшена циркуляция воздуха, и способу управления им.
На современном уровне техники воздух в холодильной и/или морозильной камере циркулирует внутри камеры при помощи вентилятора для поддержания равномерного распределения тепла. Воздух предпочтительно проходит через испаритель. Воздух, который достигает своей самой низкой температуры сразу после прохода через испаритель, нагревается, когда он циркулирует внутри камеры. Вследствие этого пищевые продукты, с которыми воздух контактирует первыми после выхода из испарителя, на 3-4°C холоднее, чем пищевые продукты, с которыми воздух контактирует в конце. Поэтому чтобы охладить пищевые продукты, которые находятся на расстоянии от выходного отверстия для воздуха, например, до -18°C, пищевые продукты на более близкой полке должны быть охлаждены до -22°C. Из-за этого и сокращается эффективность посредством увеличения времени охлаждения, и увеличивается потребление энергии.
На современном уровне техники в качестве решения этой проблемы было предложено изменение направления воздушного потока в камере. Например, патент США US4736592, описывает, как с помощью створок воздух в контейнере приводится в движение в течение некоторого периода в одном направлении, а затем в противоположном направлении. Створки управляются посредством таймера или термодатчика.
В другом примере в охлаждающем устройстве, описанном в европейском патенте EP0862878, направление воздушного потока изменяется на противоположное на некоторые периоды. В этом охлаждающем устройстве для изменения направления воздушного потока используется двунаправленный вентилятор.
В современных устройствах изменение направления воздушного потока в соответствии с периодами времени или значениями, считанными посредством термодатчиков, расположенных в какой-либо точке, недостаточно для того, чтобы сделать распределение тепла равномерным. Например, если в охлаждающем устройстве, имеющем нагнетающий вентилятор, расположенный в верхней части камеры, горячие пищевые продукты будут помещены на нижнюю полку, то температура нижней полки будет выше по сравнению с верхней полкой. В таком состоянии верхние полки будут охлаждаться больше из-за воздуха, который дует от верхней части к нижней части, тогда как необходимое охлаждение горячих пищевых продуктов на нижней полке будет задерживаться.
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать охлаждающее устройство и способ управления им, в которых более эффективно управляют распределением тепла внутри камеры и достигается быстрый процесс охлаждения.
Охлаждающее устройство, разработанное для выполнения цели настоящего изобретения, проиллюстрировано на приложенных чертежах, на которых:
Фиг.1 - схематический вид сбоку охлаждающего устройства.
Фиг.2 - схематический вид спереди охлаждающего устройства.
Фиг.3 - схематический вид спереди охлаждающего устройства в другом варианте воплощения.
Фиг.4 - схематический вид спереди охлаждающего устройства в еще одном варианте воплощения.
Фиг.5 - блок-схема последовательности операций способа управления.
Фиг.6 - блок-схема последовательности операций другого варианта воплощения способа управления.
Фиг.7 - блок-схема последовательности операций дополнительного варианта воплощения способа управления.
Фиг.8 - блок-схема последовательности операций альтернативного варианта воплощения способа управления.
Элементы, показанные на фигурах, имеют следующие ссылочные позиции:
1. Охлаждающее устройство
2. Камера
3. Испаритель
4. Компрессор
5. 500 Вентилятор
6. 600 Датчик
7. Блок управления
8. Канал
9. 900 Отверстие
Охлаждающее устройство (1) согласно настоящему изобретению содержит
компрессор (4), сжимающий жидкий хладагент и заставляющий его циркулировать в холодильном цикле,
одну или более камер (2), где пищевые продукты хранятся для охлаждения и/или замораживания,
по меньшей мере, один испаритель (3), который передает тепло от среды к хладагенту,
по меньшей мере, один вентилятор (5), который позволяет воздуху циркулировать в пределах камеры (2), по меньшей мере, в двух разных направлениях,
по меньшей мере, два датчика (6, 600), измеряющих значения температуры (ТА, ТВ) в разных точках (A, B) в камере (2), и
блок (7) управления, который определяет направление воздушного потока (F1, F2), посредством оценки значений температуры (ТА, ТВ), измеренных датчиками (6, 600), и управляет вентилятором (5) в соответствии с этим выбором (фиг.1).
Блок управления (7) сравнивает значения температуры (ТА, ТВ), измеренные датчиками (6, 600), и обеспечивает такое направление воздушного потока (F1, F2), чтобы воздух после прохождения через испаритель (3) сначала достигал точку с более высокой температурой внутри камеры (2), протекая от точки со сравнительно высокой температурой к точке с низкой температурой (в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки между точками A и B). Блок управления (7) собирает информацию о значениях температуры (ТА, ТВ), измеренных датчиками (6, 600), и, в случае необходимости, о том, работает ли компрессор (4), и в соответствии с этим управляет вентилятором (5). Для этого блок управления (7) электрически соединен с компрессором (4), датчиками (6, 600) и вентилятором (5).
В одном варианте воплощения настоящего изобретения камера (2) содержит канал (8), в котором расположены испаритель (3) и вентилятор (5), и, по меньшей мере, два отверстия (9, 900) для того, чтобы дать возможность воздуху входить в этот канал (8) и выходить из него. Воздушный поток (F1, F2) входит в канал (8) через одно отверстие (9), протекает через испаритель (3) и выходит из канала (8) через другое отверстие (900).
В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения изменение направления воздушного потока (F1, F2) обеспечивается посредством вентилятора (5), помещенного в камеру (2), предпочтительно в канал (8), который может заставить воздух циркулировать по часовой стрелке (F1) и в обратном направлении (F2) в пределах камеры (2) (фиг.2).
В еще одном варианте воплощения настоящего изобретения направление воздушного потока (F1, F2) обеспечивается двумя вентиляторами (5, 500), расположенными рядом, причем один из вентиляторов заставляет воздух циркулировать только в направлении (F1) по часовой стрелке, а другой - только в направлении (F2) против часовой стрелки (фиг.3). Воздух, проходящий через испаритель (3), например, сначала достигает точку A (направление F1), когда работает только первый вентилятор (5), и сначала достигает точку B (направление F2), когда работает только второй вентилятор (500). Два вентилятора (5, 500) не работают одновременно, чтобы воздушный поток (F1, F2) создавал циркуляцию внутри камеры (2).
В другом варианте воплощения настоящего изобретения два вентилятора (5, 500) помещены в разных точках в пределах камеры (2), один из вентиляторов заставляет воздух циркулировать только в направлении (F1) по часовой стрелке, а другой - в направлении (F2) против часовой стрелки (фиг.4). Например, если верхний вентилятор (5) может заставить воздух циркулировать в направлении (F1) по часовой стрелке, а нижний вентилятор (500) может заставить воздух циркулировать в направлении (F2) против часовой стрелки, воздух, который проходит через испаритель (3), сначала достигнет точку A (направление F1), когда работает только первый вентилятор (5), и сначала достигнет точку B (направление F2), когда работает только второй вентилятор (500).
Блок управления (7) охлаждающего устройства (1) настоящего изобретения функционирует в соответствии со способом, приведенным ниже:
сравнивают (этап 101) значения температур (ТА, ТВ), измеренные в двух разных точках (A, B);
управляют (этапы 102, 103) вентилятором (вентиляторами) (5, 500) так, чтобы воздух проходил в направлении (F1, F2), причем воздух сначала достигает точку, которая является более теплой (от точки A к точке B или от точки B к точке A) после прохождения через испаритель (3).
В этом варианте воплощения способа (100) настоящего изобретения, если температура (ТА) в точке A больше или равна температуре (ТВ) в точке B (TA ≥ ТВ), воздух заставляют циркулировать (этап 102) от точки A к точке B. Однако если температура (ТВ) в точке B больше, чем температура (ТА) в точке A (TB > TA), воздух заставляют циркулировать (этап 103) от точки B к точке A (фиг.5).
В другом варианте воплощения настоящего изобретения перед сравнением (этап 101) значений температур (ТА, ТВ) проверяют (этап 105), работает ли компрессор (4), если он не работает, воздушный поток (F1, F2) останавливают (этап 106) и этап, на котором сравнивают (этап 101) значения температур (ТА, ТВ), выполняют только после того, как компрессор (4) начинает работать (фиг.6).
В еще одном варианте воплощения настоящего изобретения, если охлаждающее устройство (1) работает впервые, первое направление воздушного потока (F1, F2) после того, как компрессор (4) начинает работать, является направлением, которое задал производитель, например от точки A к точке B. Но если охлаждающее устройство (1) работает не впервые, первое направление воздушного потока (F1, F2) после того, как компрессор (4) начинает работать, является тем же направлением, что и направление, когда компрессор (4) работал последний раз.
В еще одном варианте воплощения настоящего изобретения после сравнения (этап 101) значений температур (ТА, ТВ) проверяют (этапы 107 и 108), превышает ли их разность (|TA-TB|) значение (DT1 или DT2), установленное производителем, и направление воздушного потока не изменяют (этап 104), пока это значение не превышено. Например, если температура (ТА) в точке A выше, чем температура (ТВ) в точке B (TA > TB), проверяют (этап 107), превышает ли разность значений этих двух температур (TA-TB) значение (DT1), установленное производителем. Направление воздушного потока не изменяется (этап 104), пока это значение (DT1) не превышено, и направление воздушного потока изменяется после того, как это значение (DT1) превышено (фиг.7). Если температура (ТА) в точке A ниже, чем температура (ТВ) в точке B (TA < TB), вычисляют разность значений этих двух температур (TB-TA). Эту разность сравнивают (этап 108) со значением (DT2), установленным производителем. Пока упомянутая разность ниже этого значения (DT2), направление воздушного потока не изменяется (этап 104). Если упомянутая разность выше этого значения (DT2), направление потока изменяется (этап 102) на обратное. Значения DT1 И DT2 могут быть равны или отличны друг от друга.
В еще одном варианте воплощения настоящего изобретения каждому датчику (6, 600) назначается пороговое значение (TAC, TBC), и считанные значения сравниваются (этап 109, 110) не друг с другом, а с этими значениями, если эти пороговые значения превышены, воздушный поток после испарителя (3) направляется так, чтобы он сначала достиг точки, где превышено пороговое значение. Например, если значение температуры (ТА), считанное первым датчиком (6), превышает пороговое значение (TAC), назначенное этому датчику (6) (TA ≥ TAC), направление воздушного потока задают от точки A к точке B (F1). Но если оно ниже этого значения (TA < TAC), проверяют, превышает ли значение температуры (ТВ), измеренное другим датчиком (600), пороговое значение (TBC) этого датчика (600). Если оно превышено (ТВ ≥ TBC), задают (этап 103) циркуляцию воздуха (F2) от точки B к точке A, иначе задают (этап 102) направление циркуляции от точки A к точке B (фиг.8).
Когда горячие пищевые продукты помещаются на верхнюю полку в охлаждающем устройстве (1) настоящего изобретения, значение (ТА), измеренное датчиком (6) на верхней полке, будет выше, чем значение (ТВ), измеренное датчиком (600) на нижней полке (TA > TB). В этом случае блок управления (7) управляет верхним вентилятором (5), который может заставить воздух циркулировать и по часовой стрелке, и против часовой стрелки (фиг.2) так, чтобы воздушный поток был от точки A к точке B (F1). Горячие пищевые продукты на верхней полке охладятся быстро, так как воздух, проходящий через испаритель, сначала достигнет верхней полки. Но если горячие пищевые продукты будут помещены на нижнюю полку, то значение (ТВ), измеренное датчиком (600) на нижней полке будет выше, чем значение (ТА), измеренное датчиком (6) на верхней полке (TA < TB), и блок управления (7) заставит воздух циркулировать от точки B до точки A (F2), пищевые продукты на нижней полке охладятся, так как холодный воздух будет сначала течь через нижнюю полку.
В охлаждающем устройстве (1) согласно настоящему изобретению температуру камеры (2) проверяют в большем количестве точек посредством размещения датчиков (6, 600) и вентилятора (вентиляторов) (5, 500) надлежащим образом, создавая воздушный поток, который гарантирует, что холодный воздух сначала достигает необходимую зону. Вследствие этого скорость и эффективность охлаждения увеличивается, а потребление энергии сокращается.
1. Охлаждающее устройство (1), содержащее
компрессор (4), сжимающий хладагент и заставляющий его циркулировать в холодильном цикле,
одну или более камер (2), в которых хранятся пищевые продукты для охлаждения и/или замораживания,
по меньшей мере, один испаритель (3), который передает тепло от камеры (2) к текучей среде хладагента,
по меньшей мере, один вентилятор (5, 500), который обеспечивает создание воздушного потока (F1, F2) внутри камеры (2) в, по меньшей мере, двух разных направлениях,
отличающееся тем, что содержит по меньшей мере два датчика (6, 600), расположенных в разных точках (А, В) в камере (2), для измерения значений температуры (ТА, ТВ), и блок (7) управления, который определяет направление воздушного потока (F1, F2), оценивая значения температур (ТА, ТВ), измеренных датчиками (6, 600), и управляет вентилятором (вентиляторами) (5, 500) соответственно таким образом, что воздух после прохождения через испаритель (3) сначала достигает точки с высокой температурой внутри камеры (2), протекая от точки со сравнительно высокой температурой к точке с более низкой температурой (в направлении по или против часовой стрелки между точками А и В).
2. Охлаждающее устройство по п.1, отличающееся тем, что камера (2) содержит канал (8), в котором расположены испаритель (3) и вентилятор (5, 500), и, по меньшей мере, два отверстия (9, 900) для того, чтобы воздух входил в этот канал (8) и выходил из него.
3. Охлаждающее устройство по п.1, отличающееся тем, что вентилятор (5) расположен в камере (2) и выполнен с возможностью осуществления циркуляции воздуха внутри камеры (2) как в направлении (F1) по часовой стрелке, так и в направлении (F2) против часовой стрелки.
4. Охлаждающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что содержит два вентилятора (5, 500), расположенных в камере (2) рядом, причем один из вентиляторов выполнен с возможностью осуществления циркуляции воздуха только в направлении (F1) по часовой стрелке, а другой - только в направлении (F2) против часовой стрелки, чтобы обеспечить изменение направления воздушного потока.
5. Охлаждающее устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит два вентилятора (5, 500), расположенных в разных точках в камере (2), причем один из вентиляторов выполнен с возможностью циркуляции воздуха только в направлении (F1) по часовой стрелке, а другой - только в направлении (F2) против часовой стрелки, чтобы обеспечить изменение направления воздушного потока.
6. Способ управления охлаждающим устройством (1) по любому из пп.1, 2 или 5, согласно которому сравнивают значения температуры (ТА, ТВ) (этап 101), измеренные в разных точках (А, В), и управляют (этапы 102, 103) вентилятором(ами) (5, 500) так, чтобы воздушный поток (F1, F2) был направлен от точки, являющейся более горячей, к другой точке (от точки А к точке В или от точки В к точке А).
7. Способ по п.6, согласно которому перед тем, как сравнивать значения температур (ТА, ТВ) (этап 101) проверяют, работает или нет компрессор (4), при этом если он не работает, останавливают вентилятор(ы) (5, 500) (этап 106) и воздушные потоки (F1, F2) и выполняют сравнение значений температур (ТА, ТВ) (этап 101) только после того, как компрессор (4) начинает работать.
8. Способ по п.7, согласно которому, если охлаждающее устройство (1) работает впервые, то первое направление воздушного потока (F1, F2) после того, как компрессор (4) начинает работать, задается производителем.
9. Способ по п.7, согласно которому, если охлаждающее устройство (1) работает не впервые, то направление воздушного потока (F1, F2) задается таким же, как предшествующее направление.
10. Способ по п.6, согласно которому после сравнения значений температур (ТА, ТВ) (этап 101) проверяют (этапы 107 и 108), превышает ли их разность (|ТА-ТВ|) значение (DT1 или DT2), установленное производителем, и направление воздушного потока не изменяют (этап 104), пока это значение не превышено.
11. Способ по п.6, согласно которому устанавливают пороговое значение температуры (ТАС, ТВС) для каждого из датчиков (6, 600) и управляют вентилятором(ами) (5, 500) (этапы 102 и 103) таким образом, что, если пороговые значения превышены, воздушный поток после прохождения через испаритель (3) направляют так, чтобы он сначала достиг точки, где пороговое значение превышено.
