конденсатор бытового холодильника

Формула изобретения

Конденсатор бытового холодильника, содержащий змеевик для хладагента холодильника и емкость вокруг змеевика для испаряющегося охладителя, отличающийся тем, что змеевик вместе с емкостью представляет единую конструкцию типа "труба в трубе" с внутренней трубой для хладагента и внешней для охладителя, которым является легкокипящая жидкость, при этом внешняя труба служит испарителем системы естественного охлаждения, конденсатор которой расположен на открытом воздухе и соединен с испарителем паро- и конденсатопроводом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к холодильной промышленности, а именно к конденсаторам бытовых холодильников.

Известен конденсатор бытового холодильника, содержащий трубчатый змеевик с укрепленными на нем проволочными ребрами, которые имеют выступы в разных плоскостях [С.И.Колоколов. Конденсатор домашнего холодильника. А.С. 1335787. Бюл. №33, 1987]. Здесь хладагент охлаждается за счет свободной конвекции воздуха в помещении, у поверхности конденсатора.

Недостатком известного конденсатора является малая интенсивность охлаждения из-за небольшой скорости воздуха у поверхности конденсатора и его относительно высокой (комнатной) температуры, что приводит к продолжительной работе компрессора холодильника и, как следствие, к повышенным затратам электроэнергии.

Известен конденсатор бытового холодильника, содержащий теплообменник, представляющий собой заземленный электрод, установленный на стенке корпуса холодильника, высоковольтный электрод, расположенный между теплообменником и стенкой корпуса холодильника и защитный кожух [Б.С.Бабкин, И.А.Рогов, М.Р.Бовкун и В.Д.Михайлов. Конденсатор воздушного охлаждения. А.С. 1548625, Бюл. №9, 1990]. Здесь хладагент охлаждается за счет свободной конвекции воздуха в помещении, которая интенсифицируется ионизацией воздуха вблизи поверхности конденсатора, с целью создания так называемого "электрического ветра".

Недостатками известного конденсатора являются:

- малая интенсивность охлаждения из-за небольшой скорости воздуха у поверхности конденсатора даже с учетом "электрического ветра" и его относительно высокой (комнатной) температуры, что приводит к продолжительной работе компрессора холодильника и, как следствие, к повышенным затратам электроэнергии;

- затраты энергии на создание "электрического ветра";

- повышенные требования к технике безопасности.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является конденсатор холодильной машины, включающий развитую теплопередающую поверхность, выполненную из оребренного змеевика, по которому перемещается хладагент холодильной машины, электровентиляторный агрегат, емкость вокруг змеевика для испаряющегося охладителя в виде капиллярно-пористой структуры, покрывающей поверхность змеевика и имеющей фитильные отводы, погруженные в бак с водой [Б.Т.Маринюк. Конденсатор холодильной машины. Патент RU 2117885 С1, Бюл. №23, 1998]. Здесь хладагент охлаждается за счет испарения воды в емкости, которое интенсифицируется обдувом комнатным воздухом ее поверхности электрическим вентилятором.

Недостатками известного конденсатора являются:

- повышенный расход энергии из-за достаточно мощного электрического вентилятора,

- большой шум от работающего вентилятора;

- большие габариты всей установки для ее использования в домашних условиях;

- недостаточная интенсивность охлаждения хладагента из-за использования для обдува емкости воздуха помещения.

Техническим результатом заявляемого устройства является: повышение интенсивности охлаждения хладагента, снижение энергозатрат, уменьшение габаритов и ликвидация шума.

Для достижения технического результата предлагается устройство, представляющее собой конденсатор бытового холодильника, содержащий змеевик для хладагента бытового холодильника и емкость вокруг него для испаряющегося охладителя, выполненных по типу "труба в трубе" с внутренней трубой для хладагента и внешней для охладителя. При этом охладителем служит легкокипящая жидкость, например, фреон 22, а внешняя труба змеевика является испарителем системы естественного охлаждения [Г.М.Долгих и В.Б.Гамарник. Система температурной стабилизации основания сооружений на вечномерзлых грунтах. А.С. 1426151, 1988], конденсатор которой расположен на открытом воздухе и соединен с испарителем паро- и конденсатопроводом.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются:

- то, что змеевик вместе с емкостью вокруг него выполнены по типу "труба в трубе" с внутренней трубой для хладагента и внешней для охладителя;

- то, что в качестве охладителя используется легкокипящая жидкость, например, фреон 22;

- то, что емкость вокруг змеевика используется в качестве испарителя системы естественного охлаждения, конденсатор которой расположен на открытом воздухе и соединен с испарителем паро- и конденсатопроводом.

Перечисленные отличительные признаки обеспечивают достижение указанного выше технического результата - повышение интенсивности охлаждения хладагента, снижение энергозатрат, уменьшение габаритов и ликвидацию шума, а именно: система естественного охлаждения, которая осуществляет охлаждение змеевика бытового холодильника, работает только за счет разности температур между атмосферным воздухом и поверхностью змеевика. Она не требует энергии, бесшумна и ее габариты внутри помещения определяются габаритами емкости вокруг змеевика. Последние принимаются из условия равенства проходного сечения между двумя трубами конструкции "труба в трубе" сечению внутренней трубы. Кроме того сброс тепла из бытового холодильника производится непосредственно в атмосферу, среднегодовая температура которой значительно ниже комнатной, что приводит к возрастанию интенсивности охлаждения и, соответственно, к сокращению времени работы компрессора бытового холодильника, а следовательно, к экономии электроэнергии.

Заявляемое устройство иллюстрируется чертежом.

Конденсатор бытового холодильника в виде змеевика для хладагента имеет вокруг себя емкость для охладителя, выполненных в виде единой конструкции по типу "труба в трубе" с внутренней трубой 1 для хладагента бытового холодильника и внешней трубой 2 для охладителя - легкокипящей жидкости 3 (например, фреона 22), являющейся испарителем системы естественного охлаждения, конденсатора системы естественного охлаждения, состоящего из набора труб 4 с кольцевым оребрением 5 и уравнительного сосуда 6, паропровода 7, конденсатопровода 8 с гидравлическим затвором 9. При этом паропровод и конденсатопровод проходят через стену здания 10. Охлаждающая система 2-9 заполнена легкокипящей жидкостью 3 до нижней образующей уравнительного сосуда 6.

Заявляемое устройство функционирует следующим образом.

При работе компрессора бытового холодильника внутренняя труба 1 нагревается до температуры конденсации хладагента и нагревает охладитель 3, который, нагреваясь, испаряется, и образующийся в трубе 2 пар вытесняет часть охладителя 3 в уравнительный сосуд 6. Наличие гидравлического затвора 9 не позволяет пару двигаться по конденсатопроводу 8 и определяет его движение, а также движение парожидкостной смеси только в одном направлении от нижней части уравнительного сосуда 6 по конденсатопроводу 8, внешней трубе 2 и паропроводу 7 в верхнюю часть уравнительного сосуда 6 и далее в систему труб 4, где он, отдавая тепло атмосферному воздуху, конденсируется, и конденсат по стенкам труб 4 стекает в уравнительный сосуд 6, из которого вновь поступает в систему. Цикл прерывается, когда температура атмосферного воздуха будет выше температуры хладагента в трубе 1 (когда отключается компрессор бытового холодильника). По мере движения охладителя 3 по трубе 2 он полностью превращается в пар. Таким образом в системе "труба в трубе" встречаются два потока: поток конденсирующего хладагента, двигающийся по трубе 1 под действием давления, развиваемого компрессором бытового холодильника, и поток испаряющегося охладителя, двигающийся по трубе 2 под действием гравитационного давления, что обеспечивает интенсивный теплообмен между хладагентом бытового холодильника и охладителем 3. Действующее на охладитель 3 гравитационное давление можно определить по формуле:

p=g·( _ж- _п)·Н,

р - гравитационное давление, Па; g - ускорение силы тяжести, 9.81 м/с; _ж; _п - плотность охладителя 3, соответственно, в жидком и парообразном состоянии, кг/м³ ; Н - расстояние по вертикали между серединой трубы 2 и уровнем жидкости 3 в уравнительном сосуде 6, м.

Авторами произведены сравнительные расчеты интенсивности отвода тепла конденсаторами бытового холодильника обычного типа и заявляемым. Результаты расчета свидетельствуют о высокой эффективности заявляемого устройства, которое возрастает с юга на север. Так, для района Москвы среднегодовая интенсивность отвода тепла заявляемым конденсатором превосходит интенсивность отвода тепла серийно выпускаемым промышленностью конденсатором бытового холодильника в 2.4 раза, во столько же раз сокращается время работы компрессора бытового холодильника и уменьшаются затраты электроэнергии.