Бытовой холодильник с подвижным конденсатором
Владельцы патента RU 2570533:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)
Изобретение относится к холодильной технике. Бытовой холодильник с подвижным конденсатором, состоящий из холодильного шкафа, герметичного агрегата, включающего соединительные трубопроводы, компрессор, испаритель и конденсатор в виде оребренного трубчатого змеевика, закрепленного вертикально на задней стенке холодильного шкафа. Конденсатор закреплен консольно в нижней части холодильного шкафа. Верхняя часть конденсатора взаимодействует с исполнительным органом электромагнитного вибратора, прикрепленного к корпусу холодильного шкафа с возможностью совершать колебательные движения перпендикулярно плоскости задней стенки холодильного шкафа. При этом бытовой холодильник снабжен ограничителем колебательных движений плоскости конденсатора, который состоит из кронштейна, закрепленного к корпусу холодильного шкафа, возвратной пружины и регулировочного винта с шайбой, прижимающего плоскость поверхности конденсатора к кронштейну. Техническим результатом является увеличение эффективности теплообменного процесса на поверхности конденсатора. 3 ил.
Изобретение относится к холодильной технике, к холодильникам компрессионного типа, в частности к устройствам конденсаторов компрессионных холодильников, и может найти применение в бытовых холодильных приборах, в других компрессионных холодильниках.
Известен способ охлаждения конденсатора в холодильниках, в холодильном цикле: 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]. При этом конденсатор бытового холодильника передает тепло в окружающий воздух путем естественного теплообмена.
Недостатком таких холодильников является необходимость использования относительно большого змеевика конденсатора.
Известен конденсатор с принудительной вентиляцией (обдувом) поверхности конденсатора (Бабакин Б.С., Выгодин В.А. Бытовые холодильники и морозильники, 2000 г., с. 104-105). Охлаждение конденсатора бытового холодильника обеспечивается движением потока воздуха от вентилятора относительно неподвижного конденсатора. Обдув поверхности конденсатора бытового холодильника потоком воздуха от вентилятора увеличивает интенсивность теплообмена, увеличивает теплоотвод от хладагента. Данное техническое решение принято нами за прототип.
Недостатком такого холодильника с принудительным обдувом конденсатора является то, что поток воздуха от вентилятора лишь частично охватывает поверхность конденсатора, участвуя в теплообменных процессах. Энергия, затрачиваемая вентилятором на создание воздушного потока, частично используется в обеспечении теплообменного процесса на поверхности конденсатора.
Задачей изобретения является устранение указанного недостатка, а именно увеличение эффективности теплообменного процесса на поверхности конденсатора.
Поставленная задача решается тем, что бытовой холодильник, состоящий из холодильного шкафа, герметичного агрегата, включающего соединительные трубопроводы, компрессор, испаритель и конденсатор в виде оребренного трубчатого змеевика, закрепленного вертикально на задней стенке холодильного шкафа, выполнен так, что конденсатор закреплен консольно в нижней части холодильного шкафа. Верхняя часть конденсатора взаимодействует с исполнительным органом электромагнитного вибратора, прикрепленного к корпусу холодильного шкафа, с возможностью совершать колебательные движения перпендикулярно плоскости задней стенки холодильного шкафа, при этом бытовой холодильник снабжен ограничителем колебательных движений плоскости конденсатора, который состоит из кронштейна, закрепленного к корпусу холодильного шкафа, возвратной пружины и регулировочного винта с шайбой, прижимающего плоскость поверхности конденсатора к кронштейну.
В заявляемом техническом решении энергия, затрачиваемая на интенсификацию теплообменного процесса в большей степени, используется для осуществления процесса движения воздуха вокруг поверхности конденсатора без потерь на создание бесполезного движения потока воздуха от вентилятора.
Технический результат обеспечивается тем, что при колебании плоскости конденсатора его трубопровод и элементы оребрения будут обдуваться потоком окружающего воздуха, будет создаваться турбулентные завихрения в области поверхности трубопровода конденсатора и элементов его оребрения, который увеличит интенсивность теплообмена между окружающим воздухом и поверхностью конденсатора. При этом затрачиваемая энергия на колебательный процесс плоскости конденсатора будет максимально использована на интенсификацию теплообменного процесса.
Затраты энергии на обеспечение колебаний плоскости конденсатора будут минимальны, так как предусматривается устанавливать частоту колебаний близкой к резонансной частоте, которая зависит от массы конденсатора и консольности его крепления.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведен вид компрессионного холодильника в сечении плоскостью, перпендикулярной плоскости конденсатора. На фиг. 2 приведена схема узла ограничителя колебательных движений. На фиг. 3 приведена схема перемещения поверхности конденсатора.
Бытовой холодильник с подвижным конденсатором состоит (фиг. 1, фиг 2) из холодильного шкафа 1, герметичного агрегата, включающего соединительные трубопроводы, компрессор 7, испаритель 2 и конденсатор 6, выполненный в виде оребренного трубчатого змеевика и закрепленный вертикально на задней стенке холодильного шкафа 1, электромагнитного вибратора 3, закрепленного к корпусу холодильного шкафа 1, с возможностью совершать колебательные движения 4 перпендикулярно плоскости задней стенки холодильного шкафа 1. При этом электромагнитный вибратор закреплен на поверхности холодильного шкафа 1, а на поверхности конденсатора ответно ему установлен постоянный магнит или пластинка 11, выполненная из ферромагнитного материала. Бытовой холодильник с подвижным конденсатором снабжен ограничителем 5 колебательных движений 4 плоскости конденсатора, который состоит (фиг. 2) из кронштейна 8, закрепленного к корпусу холодильного шкафа 1, возвратной пружины 9, размещенной между кронштейном и поверхностью конденсатора, и регулировочного винта с шайбой 10, прижимающего плоскость поверхности конденсатора к кронштейну.
Работает заявляемый бытовой холодильник с подвижным конденсатором следующим образом (фиг. 3): при его включении подается напряжение на электромагнитный вибратор 3, частота вибратора 3 устанавливается на резонансной частоте колебания плоскости конденсатора, вследствие чего плоскость конденсатора 6 будет совершать возвратно-поступательные движения в пределах ограничения амплитуды колебания настраиваемых ограничителем колебательных движений 5. При подаче напряжения на катушку электромагнитного вибратора 3, закрепленного на поверхности корпуса холодильного шкафа 1, его магнитное поле будет взаимодействовать с постоянным магнитом или пластинкой 11, выполненной из ферромагнитного материала, закрепленной на поверхности конденсатора 6, и вызывать колебательные движения 4 верхней части плоскости конденсатора 6. При этом образующиеся турбулентные завихрения воздуха окружающей среды будут интенсивно взаимодействовать с поверхностью змеевика и элементов оребрения конденсатора 6, обеспечивая этим интенсивный теплообмен между хладагентом и окружающим воздухом. Частота колебания вибратора зависит от конструкции холодильника, размеров и массы конденсатора. Например, для бытового холодильника емкостью до 250 дм3 амплитуда колебаний вибратора должна составлять предпочтительно 5-10 мм, а частота колебаний выбираться предпочтительно в диапазоне от 0,5-5,0 Гц. Частота колебаний может подбираться с целью достижения явления резонанса, при котором затраты энергии на колебательный процесс будут минимальными. Резонансная частота может подбираться индивидуально для каждого типа холодильника путем регулирования частоты напряжения, подаваемого на электромагнитный вибратор 3.
Интенсификация охлаждения конденсатора снижает давление в системе конденсации и на выходном патрубке из компрессора. Снижается общая нагрузка на компрессор и уменьшается удельное энергопотребление холодильника. При этом затраты энергии на улучшение теплообмена конденсатора с окружающим воздухом значительно меньше, чем использование для этой цели обдува поверхности конденсатора вентилятором.
Энергопотребление электромагнитного вибратора значительно меньше, чем затраты энергии на создание воздушного потока с помощью вентилятора, так как не создается воздушный поток, не используемый в теплообменном процессе. В то же время незначительные затраты энергии на создание колебательного процесса будут сопровождаться интенсивным теплообменом поверхности конденсатора с окружающим воздухом. Относительно небольшая величина амплитуды колебания конденсатора не будет отражаться на колебаниях корпуса холодильного шкафа и снижать его потребительские качества. Относительно низкая частота колебаний не будет сказываться на ухудшение шумовых характеристик при эксплуатации холодильника. В сравнении с охлаждением поверхности конденсатора с помощью вентилятора шумовые характеристики процесса охлаждения намного лучше при колебательном процессе охлаждения конденсатора.
Реализация заявляемого устройства бытового холодильника обеспечит повышение его энергетической эффективности при повышенных температурных режимах эксплуатации. Технически имеется возможность увеличивать частоту и амплитуду колебаний, что обеспечивает дополнительные возможности заявляемого бытового холодильника с подвижным конденсатором адекватно увеличению температуры окружающего воздуха регулировать мощность, затрачиваемую на процесс охлаждения конденсатора. Повышение интенсивности охлаждения конденсатора создает предпосылки снижению общей поверхности оребренного змеевика конденсатора, тем самым снижая размеры конденсатора и уменьшение его себестоимости. Себестоимость электромагнитного вибратора существенного ниже себестоимости вентилятора, который может использоваться для охлаждения конденсатора.
Бытовой холодильник с подвижным конденсатором, состоящий из холодильного шкафа, герметичного агрегата, включающего соединительные трубопроводы, компрессор, испаритель и конденсатор в виде оребренного трубчатого змеевика, закрепленного вертикально на задней стенке холодильного шкафа, отличающийся тем, что конденсатор закреплен консольно в нижней части холодильного шкафа, а верхняя часть конденсатора взаимодействует с исполнительным органом электромагнитного вибратора, прикрепленного к корпусу холодильного шкафа с возможностью совершать колебательные движения перпендикулярно плоскости задней стенки холодильного шкафа, при этом бытовой холодильник снабжен ограничителем колебательных движений плоскости конденсатора, который состоит из кронштейна, закрепленного к корпусу холодильного шкафа, возвратной пружины и регулировочного винта с шайбой, прижимающего плоскость поверхности конденсатора к кронштейну.
