组合制冷器具的制作方法

本发明涉及一种组合制冷器具、即具有第一存放格室和第二存放格室、典型地正常冷藏格室和冷冻格室的制冷器具，所述第一存放格室和第二存放格室通过连接在共同的制冷剂循环系统中的蒸发器被保持在不同的温度下。

背景技术：

在第一类型的组合制冷器具中，蒸发器在制冷剂循环系统中并联地布置并且能够借助分配阀可选地施加制冷剂。当在存放格室中存在制冷需求时，则该存放室的蒸发器单独地通过输入液态制冷剂来供应。为了能量有效地冷却，存放格室的温度和该存放格室的压缩机的温度之间的差不允许过大。为此，在冷冻格室的蒸发器和正常冷藏格室的蒸发器中必须保持不同的蒸发压力。因此允许，当正常冷藏格室的蒸发器被供应时，使制冷剂蒸汽不能回流到冷冻格室的蒸发器；用于与冷冻格室蒸发器去耦所需的阀使得制冷剂循环系统复杂化并且耗费地制造。然而如果冷冻格室的蒸发器与制冷剂循环系统去耦，则正常冷藏格室的蒸发器的工作点与多少制冷剂在冷冻格室的蒸发器中流动并且由此从制冷剂循环系统排出相关，这也使得控制所述组合制冷器具变得困难。

在第二类型的组合制冷器具中，蒸发器在制冷剂循环系统中串联地布置。该制冷剂循环系统在结构上是简单并且成本低廉的，因为不需要阀以使功率区段从制冷剂循环系统脱耦，并且因为循环的制冷剂的量始终是相同的。在此的缺点是，因为在这两个蒸发器中的制冷剂的质量流量始终是相等的，所以不能彼此独立地冷却所述存放格室。因此，所述组合制冷器具的压缩机通常仅仅根据正常冷藏格室的温度来控制，而冷冻格室的温度根据环境温度是可变的。如果环境温度超过设计用于该器具的温度范围，则长的压缩机工作时间导致冷冻格室不需要的低温并且由此导致增大的能量消耗；如果环境温度低于该温度范围，则压缩机的短的运行时间导致冷冻格室中不期望的温度升高。

由de102015211963a1公知了前述第二类型的组合制冷器具，其中，在制冷剂循环系统中在两个蒸发器的上游替代单个的毛细管而设置两个毛细管的串联布置，并且借助换向阀和分支管路可以将制冷剂流引导经过所述毛细管中的一个毛细管。因此，借助换向阀可以调节位于毛细管下游的蒸发器的两个不同的工作点，其中例如一个工作点实现蒸发器的高效的、连续的冷却运行并且另一个工作点实现迅速地冷冻新装入的冷却物。

技术实现要素：

本发明的任务在于，给出一种具有串联连接的蒸发器的制冷器具，所述制冷器具在环境温度大的范围内实现能量高效地运行并且在较冷的存放格室中保持足够低的温度。

该任务通过一种制冷器具、特别是家用制冷器具来解决，其具有：第一存放格室和第二存放格室，其中至少所述第二存放格室具有用于检测制冷需求的温度传感器；制冷剂循环系统，在所述制冷剂循环系统中由第一毛细管和第二毛细管构成的布置、用于冷却第一存放格室的第一蒸发器和用于冷却第二存放格室的第二蒸发器串联地连接；阀，通过所述阀能够阻断经由所述毛细管中的至少一个毛细管的制冷剂流；和控制单元。第一存放格室也具有用于检测制冷需求的温度传感器，并且控制单元设置用于根据在其中检测到制冷需求的存放格室来选择所述阀的位置。

根据阀位置，并联的毛细管的不同的流动阻力导致，在压缩机的给定的转速下实现将制冷剂分配到制冷剂循环系统的从压缩机延伸直到毛细管的高压区域和从蒸发器延伸回到的低压区域。流动阻力越大，则越少的液态制冷剂被提供在低压区域中，并且已经在第一蒸发器中蒸发的液态制冷剂的份额越大。由此可以借助所述阀来控制可供使用的冷却功率到第一存放格室和第二存放格室上的分配，并且这两个存放格室可以在环境温度的大的范围内保持在额定运行温度上。

毛细管的布置可以是如同在de102015211963a1中所述的那样相同的布置，也就是说，第一毛细管及其分支管路的并联布置与第二毛细管串联地连接。然而优选的是第一毛细管和第二毛细管的并联布置。

所述阀是换向阀，所述阀在第一位置中阻断第一毛细管并且在第二位置中阻断所述第二毛细管。由此当在任何时候这两个毛细管中的仅仅一个毛细管由制冷剂流过时，则这两个毛细管应该在其流动阻力上不同。因为出于生产制造供应的原因这两个毛细管应该具有相同的横截面，所以所述毛细管优选地在其长度上不同。

替换地，所述阀也可以包括第一截止阀，第一截止阀与第一毛细管以串联布置的方式连接，并且该串联布置又与第二毛细管并联地连接。截止阀由此不能阻断第二毛细管；在此由下述情况得出制冷剂循环系统中不同的质量流量，即在所述阀的第一位置中制冷剂仅仅流过第二毛细管并且在第二位置中同时流过这两个毛细管；所述毛细管不必具有不同的尺寸。

附加地，第二截止阀与第二毛细管以串联布置的方式连接。

当第二截止阀能够与第一截止阀无关地被控制时，则能够实现最多四个切换状态，在其中两个切换状态中相应地一个截止阀打开并且另一个截止阀关闭，而在其余的每一个状态中这两个截止阀打开或者这两个截止阀关闭。

具有两个关闭的截止阀的切换状态防止在压缩机停止时制冷剂循环系统的高压区域和低压区域之间的压力平衡并且由此改善制冷器器具的能量效率。

因为由于蒸发器的串联电路使得第二蒸发器仅仅接收剩余的在第一蒸发器中还未蒸发的液态制冷剂，所述第二蒸发器的充满度平均小于第一蒸发器的充满度，并且可供使用的冷却功率是较小的。因此，第二存放格室的运行温度应该比第一存放格室的运行温度高。

从第一蒸发器至第二蒸发器的明显的压力降在此是不期望的，所以在这两个蒸发器之间不应存在制冷剂管路中的狭窄部分。因此，一件式的管可以有利地至少从第一蒸发器的出口延伸到第二蒸发器的入口。理想地，一个唯一的一件式的管不仅构成这两个蒸发器的制冷剂管路而且构成所述蒸发器之间的连接。

在不同的阀位置中毛细管的流动阻力之间的关系确定了在不同的阀位置中的质量流量如何程度地不同。为了得出根据阀位置对第二蒸发器明显不同的供应，应该测量第一蒸发器的容积，以便在第一阀位置中为在小的质量流量下在低压侧可供使用的制冷剂提供尽可能全部的空间，而在第二阀位置中附加地也应尽可能完全填充第二蒸发器。第一位置和第二位置可以是前述换向阀的两个位置。在使用两个截止阀的情况中，在第一位置中这两个截止阀的第一截止阀打开并且第二截止阀关闭。在第二位置中，这两个截止阀打开，或者第二截止阀打开并且第一截止阀关闭。

这两个替换方案的第二个替换方案是优选的，因为这两个截止阀打开的阀位置可以用于进行快速冷却模式。

在两个阀位置中质量流量的区别越小，则第一蒸发器的容积由此与第二蒸发器的容积相比应该更大。因此，根据本发明的制冷剂循环系统的结构尤其适用于实现具有大的第一冷却格室的组合制冷器具、特别是下述器具，在该器具中第一冷却格室的容积至少是第二冷却格室的容积的一半。

毛细管的流动阻力应该与蒸发器的容积相匹配，以便根据阀位置实现第二蒸发器的相差至少20％、优选至少50％的充满度。所述充满度相差越大，环境温度的范围越宽，在所述环境温度的范围内可以保持这两个存放格室的额定运行温度。

为了使两个毛细管汇合，可以将t形件设置在第一蒸发器的一个共同的输入部位的上游。所述毛细管在所述t形件处汇合，然而在此避免制冷剂的卸压并且由此导致的冷却可能由于在t形件处汇合的管路的窄的横截面而存在问题。该问题可以避免，其方式是，所述毛细管在一个共同的输入部位处或者在两个位置分开的输入部位处通入到第一蒸发器中。

替换地，这两个毛细管在t形件处汇合，所述t形件布置在包围存放格室的隔热材料层的内侧上；则可以承受制冷剂在使毛细管与第一蒸发器连接的、较大横截面的管中的卸压。

这两个毛细管应该与从第二蒸发器延伸到压缩机的抽吸管构成内部的热交换器。

附图说明

本发明的其他特征和优点参考附图由实施例的下述说明得出。附图中：

图1示出根据本发明的制冷器具的示意性的截面图；

图2示出了出自图1的制冷剂循环系统的方框图；

图3示出由制冷器具的控制单元执行的工作步骤的流程图；

图4示出根据第一构型的制冷器具的细节图；

图5示出根据第一构型的细节图；和

图6示出制冷剂循环系统的一个替换的方框图。

具体实施方式

图1以示意性的截面图示出根据本发明的组合制冷器具。在隔热的壳体1中开设两个存放格室2，3、典型地正常冷藏格室和冷冻格室。上方的存放格室2通过门4封闭。下方的存放格室3同样可以具有门或者如图1中所示地构造为拉出盒，所述拉出盒具有挡靠在本体1的框上的隔热的前板5。

每个存放格室2，3通过一个唯一的蒸发器6或7冷却。图1示例性地示出了在上方的存放格室2上的冷壁蒸发器6和无霜蒸发器7，所述冷壁蒸发器以通常的方式置入到限定存放格室2边界的内部容器32和包围内部容器32的隔热材料层33之间，所述无霜蒸发器通过分隔壁8与下方的存放格室3分离，并且通风机9将空气从存放格室3泵送通过所述无霜蒸发器。对于这两个格室2，3也可考虑其他类型的蒸发器。

压缩机10在机器室凹槽11中安置在本体1的后侧的底部上。电子控制单元12以公知的方式根据由温度传感器13，14在存放格室2，3中测量的温度来控制压缩机10，也就是说，当所述存放格室2，3中的一个存放格室中的温度超过对应于该存放格室的接通温度时，则所述电子控制单元启动压缩机10的运行阶段，而如果在此期间也未超过另一个存放格室中的接通温度，则在达到前者所述的存放格室中的关闭温度的情况下结束所述压缩机的运行阶段。冷凝器15可以如同所示的那样安置在机器室凹槽11上方的后侧上或者优选地强制通风地安置在机器室凹槽11中。

图2示出制冷剂循环系统的结构，在该制冷剂循环系统中压缩机10、冷凝器15和蒸发器6，7彼此连接。制冷剂管17首先从压缩机10的压力接口16出发通过冷凝器15延伸直到由控制单元12控制的换向阀18。两个分支管路19，20从换向阀18出发，所述两个分支管路中的一个分支管路19包含毛细管21并且另一个分支管路20包含毛细管22。毛细管21，22具有不同的流动阻力。优选地，这两个毛细管具有相同的管横截面并且在其长度上不同。

毛细管21，22的在下游的端部又在t形件23处汇合。首先紧接在t形件23上是下方的格室3的蒸发器7、接着是连接管24并且最后是上方的格室2的蒸发器6。连接管24一体地延伸并且至少从蒸发器7的出口至蒸发器6的入口具有始终不变的横截面；所述连接管也可以与所述蒸发器中的一个蒸发器或者另一个蒸发器的制冷剂管一体地相连。特别是当这两个蒸发器构造为板翅式蒸发器时，则一个唯一的一体地连续的管构成这两个蒸发器的制冷剂管和连接管24。

抽吸管25从蒸发器6延伸到压缩机10的抽吸接口26。这两个毛细管21，22在抽吸管25的一个区段上、特别是在抽吸管25内部或者在该抽吸管的表面上与抽吸管25紧密地热接触，以便构成内部的热交换器27，在所述毛细管21，22中的一个毛细管中在至蒸发器7的路径上的、被压缩的制冷剂在该热交换器中通过制冷剂蒸汽预先冷却，所述制冷剂蒸汽在抽吸管路中从蒸发器6流到压缩机10。

毛细管21具有比毛细管22小的流动阻力。该流动阻力这样测量，即在压缩机10的运行阶段中经过毛细管21的路径通过换向阀18打开，在该运行阶段中液态制冷剂首先填满处于更低位置的蒸发器7并且接着也填满处于较高位置的蒸发器6的大部分。因此，这两个存放格室2，3被冷却。蒸发器6，7的尺寸这样选择，以使得在设计用于制冷器具的环境温度下温度在存放格室2中比在存放格室3中更快地降低。

当经过毛细管22的路径通过换向阀18打开时，则与当毛细管21被打开时相比在毛细管之前积聚在冷凝器15中的制冷剂的量更大。该制冷剂的量在制冷剂循环系统的低压部分中、在毛细管21，22的下游此时在任何情况下足够用于以液态制冷剂填充蒸发器7；基本上仅仅制冷剂蒸汽还到达蒸发器6中。由此有效地冷却存放格室3，而分配到存放格室2上的冷却功率在任何情况下对于比在存放格室3中慢的温度降低是足够的或者根本不足够用于平衡热量从周围环境到存放格室2中的流入。

图3示出控制单元12的示例性的工作步骤的流程图。在步骤s1中检验，在存放格室2中是否存在制冷需求，即存放格室2的由温度传感器13测量的温度t2是否大于确定用于存放格室2的接通阈值t2ein。如果为是，则控制单元12控制换向阀18，以便为制冷剂打开(s2)经过毛细管21的路径并且接通(s3)压缩机10。由此以液态制冷剂首先填充蒸发器7并且接着填充蒸发器6，并且这两个存放格室2，3被冷却。(当蒸发器7如图1中所示地是具有对应的通风机9的无霜蒸发器时，则在这种情况中通风机9保持关闭，以便保持蒸发器7中的蒸发较低并且更快地将液态制冷剂也提供到蒸发器6中。)保持这个状态，直到在步骤s4中确定，存放格室2被冷却到关闭阈值t2aus。如果是这种情况并且在存放格室3中不存在(s5)制冷需求，则又关闭(s6)压缩机，并且所述方法在等待时间之后重复。

当在步骤s1中在存放格室2中不存在制冷需求时，则在步骤s7中检验在存放格室3中的制冷需求。当在那里也不存在制冷需求时，则所述方法在等待时间之后重复。当存在制冷需求时，则打开经过毛细管22的路径并且起动压缩机10(s8，s9)，并且所述方法到达步骤s11。

如果过在步骤s5中识别出在存放格室3中的制冷需求，则在压缩机10运行中切换(s10)换向阀18。在这种情况中所述方法也到达步骤s11。在这个步骤中，首先再次检验在存放格室2中的制冷需求的存在；当该制冷需求直接预先在步骤s4中被满足，则不存在该制冷需求；所述方法由此到达步骤s12，在该步骤中检验，存放格室3中的温度t3是否下降到关闭阈值t3aus。如果为否，则所述方法返回到步骤s11。如果在那里确定，存放格室2又具有制冷需求，则在压缩机运行中切换(s13)到毛细管21。否则这样长时间地重复步骤s11，s12，直到存放格室3被冷却到关闭阈值t3aus，压缩机又被关闭(s14)，并且所述方法在等待时间之后重复。

图4示出t形件23的一个构型。t形件23由短的管段成型，该管段具有两个在腰部30的不同侧上不同的直径的区段28，29。将蒸发器7的制冷剂管31的端部以小的公差置入并且焊接到在这两个区段的较窄的区段28中。将毛细管21，22的端部以大的间隙置入到另一个区段29中，接着将区段29围绕毛细管21，22压扁，从而使区段29的壁区域在毛细管21，22之间接触，并且壁区域和毛细管21，22之间的缝隙通过焊料密封地封闭。因为制冷剂在通过毛细管21或22之后膨胀，所以t形件23是冷的并且因此布置在隔热材料层33的内侧上，在蒸发器7布置在内部容器32内部的情况中该t形件也布置在内部容器32内部。

替换地，制冷剂管31的端部自身可以扩展，以便可以构成接收毛细管21，22的端部的区段29。

图5示出在上游的构造为吹胀式蒸发器的蒸发器7的拐角部。毛细管21，22在抽吸管25的从蒸发器7出发的在上游的区段内部被引导，以便构成内部的热交换器27。在蒸发器7上成型的制冷剂管路34在输入部位35处起始并且在出口36处结束，抽吸管25的在上游的端部插入到该出口中。在输入部位35和出口36之间，蒸发器的板紧靠毛细管21，22成型。输入部位35在此同时构成t形件，制冷剂循环系统的两个并联的支路19，20的在下游的端部又在该t形件处汇合。

图6的制冷剂循环系统与图2的制冷剂循环系统的区别在于，换向阀18通过分支点37替代并且在从分支点37出发的分支管路19，20的每个分支管路上布置截止阀38，39。当这两个截止阀38，39关闭并且压缩机10停机时，则截止阀38，39和压缩机10阻止一方面蒸发器6，7和另一方面冷凝器11之间的压力平衡。如同在图2的情况中那样，当仅仅截止阀39打开，则毛细管22的通流足够用于给蒸发器7供应液态制冷剂，然而对于蒸发器6是不足够的，反之，在打开截止阀38时，则制冷剂流过毛细管21而足够用于大部分地给蒸发器6供应液态制冷剂。如果这两个截止阀38，39打开，则与蒸发器6，7在正常运行条件下能够蒸发的情况相比更多的液态制冷剂流过并联的毛细管21，22。当在电网供电中断之后、典型地在用户处制冷剂首次运行时两个温度传感器13，14显示温度接近环境温度时，或者当典型地在用户将大量温的食物装入所述存放格室2，3中的一个存放格室中之后，该用户通过操纵相应的按键时，则可以由控制单元12选择使这两个截止阀38，39打开的运行模式。

附图标记列表

1壳体

2存放格室

3存放格室

4门

5前板

6蒸发器

7蒸发器

8分隔壁

9通风机

10压缩机

11机器室凹槽

12控制单元

13温度传感器

14温度传感器

15冷凝器

16压力接口

17制冷剂管

18换向阀

19分支管路

20分支管路

21毛细管

22毛细管

23t形件

24连接管

25抽吸管

26抽吸接口

27热交换器

28区段

29区段

30腰部

31制冷剂管

32内部容器

33隔热材料层

34制冷剂管路

35输入部位

36出口

37分支点

38截止阀

39截止阀。