способ поддержания температурных режимов холодильника с использованием низких климатических температур

Формула изобретения

Способ поддержания температурных режимов морозильного и холодильного отделений холодильника с использованием низких климатических температур, заключающийся в охлаждении морозильного отделения испарителем холодильного агрегата и поддержании температуры холодильного отделения путем обеспечения циркуляции хладагента по контуру тепловой трубы, отводящей тепло из холодильного отделения в морозильное отделение, отличающийся тем, что при температуре внешней среды ниже заданного верхнего предела температуры морозильного отделения осуществляют отключение холодильного агрегата, обеспечивая циркуляцию хладагента по контуру испарителя морозильного отделения и конденсатора, установленного с обеспечением теплового контакта с внешней средой; при температуре внешней среды выше заданного верхнего предела температуры морозильного отделения охлаждение морозильного отделения производят холодильным агрегатом, при этом управление работой холодильного агрегата производят по показаниям датчика температуры морозильного отделения, прекращая циркуляцию хладагента по контуру испарителя морозильного отделения и конденсатора; а поддержание температуры холодильного отделения в заданном интервале производят по показаниям датчика температуры холодильного отделения путем регулирования интенсивности циркуляции хладагента по контуру тепловой трубы и управления нагревателем холодильного отделения.

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.

Известны способы и устройства охлаждения холодильника с использованием естественного холода.

Известен способ управления термоэлектрическим холодильником с использованием естественного холода по патенту №2094713. По указанному изобретению тепло (или холод) из шкафа в процессе управления отводят через наружный радиатор термоэлектрической холодильно-нагревательной батареи непосредственно в наружную атмосферу. Тепловую энергию отводят также через поверхности частей корпуса термостатируемого шкафа, расположенных внутри и вне помещения, за счет их теплопроводности в наружную атмосферу в зависимости от разности температур внутри шкафа и вне его. Сравнивают измеренные величины температур в наружной атмосфере и в помещении с заданной величиной температуры внутри термостатируемого шкафа и по результатам сравнения регулируют отвод тепла или холода через поверхности его частей, расположенных внутри и вне помещения, например, путем смещения термостатируемого шкафа внутрь или наружу помещения относительно границы, разделяющей помещение на внутреннюю и наружные части.

Недостатком данного изобретения является регулирование отвода тепла через поверхности частей шкафа путем смещения шкафа внутрь или наружу помещения относительно границы, отделяющей помещение от наружной атмосферы, что крайне неудобно, особенно при частых перепадах климатических температур. Отвод тепла через поверхности частей шкафа содержит противоречивые требования к теплопроводности корпуса: с одной стороны, она должна быть минимальна, что характерно для обычных холодильников, с другой стороны, чтобы эффективно отводить тепло во внешнюю среду, - достаточно значительной.

Прототипом заявляемого изобретения выбран способ охлаждения и поддержания температурных режимов холодильника, реализуемый с помощью бытового холодильника по авт.св. СССР N 1219889. Указанный способ охлаждения двухкамерного холодильника с теплоизолированными морозильным и холодильным отделениями заключается в следующем. Отвод тепла из морозильной камеры осуществляется холодильным агрегатом, испаритель которого установлен в морозильном отделении. Отвод тепла из холодильного отделения в морозильное отделение производится за счет циркуляции хладагента по контуру тепловой трубы, испарительные участки которой расположены в холодильном, а конденсаторные участки - в морозильном отделениях холодильника.

Недостатками способа прототипа является отсутствие возможности охлаждения и поддержания температурных режимов холодильника с использованием низких климатических температур.

Целью данного изобретения является обеспечение возможности охлаждения и поддержания температурных режимов холодильника с использованием низких климатических температур и независимое регулирование температуры в холодильном и морозильном отделениях холодильника.

Эта цель достигается тем, что при температуре внешней среды ниже заданного верхнего предела температуры морозильного отделения осуществляют отключение холодильного агрегата, обеспечивая циркуляцию хладагента по контуру испарителя морозильного отделения и конденсатора, установленного с обеспечением теплового контакта с внешней средой; при температуре внешней среды выше заданного верхнего предела температуры морозильного отделения охлаждение морозильного отделения производят холодильным агрегатом, при этом управление работой холодильного агрегата производят по показаниям датчика температуры морозильного отделения, прекращая циркуляцию хладагента по контуру испарителя морозильного отделения и конденсатора; а поддержание температуры холодильного отделения в заданном интервале производят по показаниям датчика температуры холодильного отделения путем регулирования интенсивности циркуляции хладагента по контуру тепловой трубы и управления нагревателем холодильного отделения.

Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена функциональная схема холодильника для эксплуатации с использованием низких климатических температур в условиях неотапливаемого помещения.

На фиг.2 изображена 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 (фиг.2) 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 соответственно подведены жидкостная 16 и газовая 17 магистрали конденсатора 18. 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 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 способ охлаждения и поддержания температурных режимов холодильника с использованием низких климатических температур по сравнению с прототипом позволяет обеспечить возможность охлаждения и поддержания температурных режимов холодильника с использованием низких климатических температур и независимое регулирование температуры в холодильном и морозильном отделениях холодильника. В свою очередь, это дает возможность экономии электроэнергии и полезной площади отапливаемых помещений.

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