专利名称：包括带有蓄热元件冷凝器的制冷装置，尤其家用制冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷装置，尤其一种家用制冷装置，其包括壳体，其具有置于其内 的用于容纳被制冷物品的内部空间，并进一步包括压缩机、冷凝器以及蒸发器，所述压缩 机、冷凝器和蒸发器以传导流体的方式接合以形成冷却回路，并且冷凝器具有外界空气在 其周围流动的冷却结构。本发明进一步涉及一种用于经济地运转制冷装置，尤其为家用制冷装置的方法。
背景技术：
冰箱(制冷器)为电动或气动装置，其提供用于存储被制冷物品的冷却内部空间。 内部空间中的温度通常高于0°C，例如在+2°C到+12°C之间。冷冻器是用于存储被冷冻物品 的相应装置，并具有温度低于0°C，例如-25°C到_4°C之间的内部空间。冰箱/冷冻器的组 合包括至少两个内部空间或两个不同温度范围的相互分离区域。这样的冰箱和/或冷冻器具有用于冷却各个内部空间的冷却回路。冷却回路通 过与其热联接的热交换器从内部空间吸收热量，并通过第二热交换器将所述热量释放到外 界。冷却回路可包括多个组件，例如冷凝器、蒸发器、阀、阻流器以及冷却剂管路。制冷装置从具有较低温度水平的空间，一般来说为制冷装置的内部空间抽取热 量，将该热量释放到具有较高温度水平的空间，一般来说为围绕制冷装置的空间或外界环
^Mi ο所述的热量传输采用一循环过程进行，该循环过程通常利用蒸发过程或者根据具 体情况利用汽化过程的特定能量强度。所述过程内的冷凝器的功能为冷却并由此使压缩的 暖的气态制冷剂液化。由于暖的制冷剂和较冷的环境之间的温度的差异，将冷凝器中的热
量移除。冷凝器的大小必须根据需要移除的热能数量和从制冷剂到环境传递热量的效率 来选择。从它的运转的经济效益和环境友好性方面来说，制冷装置的能耗意义重大。为了改善制冷装置的效率以及减小其能量需求，最好使得冷凝器的运转温度尽可 能低。例如，它可通过通风机冷却冷凝器来获得。通常，为了更好的冷却冷凝器，消耗能量 也是必要的，这将抵消掉至少一部分由冷却节省的能量。例如，通风机需要电流，或者生产 较大的冷凝器更昂贵。在制冷装置中采用的、普通商业上可获得的冷凝器，在伴随外界空气的管道环路 中输送暖的制冷剂，因此通过管壁将热量从制冷剂输送到环境中。热量的移除可利用叶片或棒来辅助以便于增加与热量的释放相关的表面积。所述 叶片或棒为了此目的固定到输送暖的冷却剂的管道。为了成本效益的缘故，迄今为止，冷凝器通常具体表现为具有尽可能薄的管道以 便于节约材料成本。迄今为止，像这样的冷凝器的蓄热容量在能量的传递中或者对于冷却 回路的效率没有起到重大的作用。
发明内容
相比之下，本发明的一个目的是公开一种冰箱(制冷器)和/或冷冻器，其易于生 产，表现出较高水平的效率，以及具有较低的运转成本。另一个目的是公开一种用于运转显著节约能量且经济的冰箱和/或冷冻器的方法。所述目的通过如独立权利要求中所公开的冰箱或和/冷冻器以及通过如独立权 利要求中所公开的用于运转冰箱和/或冷冻器的方法来实现。可单独应用的或以任何适当形式组合的另外的有利实施例及发明，为各个从属权 利要求的主题，或者将在随后的说明中更详细阐释。本发明的冰箱和/或冷冻器包括壳体，其具有置于其内的用于容纳被制冷物品的 内部空间，以及进一步包括压缩机、冷凝器以及蒸发器，所述压缩机、冷凝器和蒸发器以传 导流体的方式接合以形成冷却回路，并且冷凝器具有冷却结构，外界空气在所述冷却结构 周围流动，提供蓄热元件以用于增加冷凝器的吸热容量与其内部体积的比率，冷凝器的吸 热容量被定义为其蓄热容量与重量的乘积。吸热容量描述了每次温度升高冷凝器吸收的能量的量。吸热容量不包括冷却剂吸 收热量的能力。冷凝器的内部体积由冷凝器内部的流体管路的内部确定。借助于蓄热元件可提高吸热容量，吸热容量例如可由单位焦耳每开尔文来表示。 冷凝器的吸热容量与其内部体积的比率因此通过蓄热元件提高。冷凝器因此可大量地 (extensively)缓冲来自于冷却回路的热量。由于冷凝器的蓄热能力，尤其当压缩机不运转 时，冷凝器将仍旧能够将热量输送到环境中，或者视情况而定，当压缩机已经运转了很长时 间时，将热量从冷却剂移除而不考虑输送到环境中的热量的量。具有高热容量的蓄热元件，使得在存储介质中具有高能量输入而没有大的温度升 高或当压缩机空转时，减少由此存储的热量成为可能。因此利用压缩机的空转时间是可能 的，压缩机的空转时间是指压缩机不运转的时间，也是指用于释放热量到环境中的时间。较 低的冷凝温度将提高制冷回路中的热效率。冷却回路中的制冷剂有效地由蓄热元件制冷，以使得冷凝器中的压力和温度稳定 到较低的水平。实验室测试已经表明，当蓄热元件被连接于冷凝器时，冰箱和/或冷冻器的 能耗可至多下降6%。冷却结构尤其可由固定到冷凝器并与其以导热的形式接触的散热片或散热线形 成。蓄热元件可被设计成安装在冷凝器内或连接到冷凝器上。它们可滑动到冷凝器中 或永久夹固在冷凝器上。蓄热元件可具体表现为包含蓄热流体的袋状物或包状物，该蓄热流体尤其为水。 水具有相对比较高的热容量并且廉价。蓄热元件也可被加装到冰箱和/或冷冻器。在一个具体实施例中，袋状物或包状物由金属化合物薄片，尤其为铝化合物薄片， 或塑料薄片形成。蓄热流体被包含于袋状物内。在另一个实施例中，蓄热元件具体表现为带有蓄热物质的硬质容器，所述蓄热物 质尤其为水或石蜡。
蓄热物质有利地在冰箱和/或冷冻器正常操作期间的温度范围内具有相变，以便 利用在相变中出现的相变潜热。例如，就石蜡而言，固-液相变可被用于有效地且大量地从 冷却回路移除能量，并缓冲(buffering)所述能量。在另一实施例变型中，蓄热元件还可具体表现为实心金属板或金属杆。在尤其有利的实施例中，蓄热元件可被更换或加装。这种的蓄热元件可被经济地 生产并随后可被容易的安装或更换。它们也可被提供给最终消费者以用于加装到已知的冰 箱和/或冷冻器上。在另一实施例中，蓄热元件可在冷却结构之间滑动。例如，蓄热元件可滑动到由散 热线形成的环或圈中。将蓄热元件固定到散热片或使它们在散热片之间滑动也是可能的。在本发明的另一实施例变型中，冰箱和/或冷冻器包括壳体，其具有置于其内的 用于容纳被制冷物品的内部空间，以及进一步包括压缩机、冷凝器以及蒸发器，所述压缩 机、冷凝器和蒸发器以传导流体的方式接合以形成冷却回路，并且冷凝器具有冷却结构， 外界空气在所述冷却结构周围流动，冷凝器的吸热容量与其内部体积的比率至少为20J/ Kcm3，冷凝器的吸热容量被定义为其蓄热容量与重量的乘积。通常的冷凝器具有大约lOJ/Kcm3的吸热容量。借助于具体表现为水袋的蓄热元件，例如，以简单的方式使冷凝器的吸热容量与 其内部体积的比率增至三倍或五倍是可能的。在具有较粗的散热线的可替换实施例中，或者在冷凝器中的冷却剂管路具有较厚 管壁的可替换实施例中，该比率可增至两倍。冷凝器的吸热容量与其内部体积的比率有利地由蓄热元件提高。尤其，该比率至 少增至两倍，尤其至少增至四倍，例如至少增至八倍。因此，该比率至少为20J/Kcm3，尤其至少为40J/Kcm3，例如至少为80J/Kcm3。本发明的用于运转包括冷却回路的冰箱和/或冷冻器的方法，所述冷却回路具有 冷凝器，尤其用于运转如前述权利要求中任一项所述的冰箱和/或冷冻器的方法，该方法 将蓄热元件装备给冷凝器以便提高冷凝器的吸热容量与其内部体积的比率，冷凝器的吸热 容量被定义为其蓄热容量与重量的乘积。在一个实施例中，该比率至少为20J/Kcm3，尤其至少为40J/Kcm3，例如至少80J/ Kcm30
可被单独应用的或任何适当组合的另外有利细节和方面，将参照下面的示意图更 详细地阐释，该示意图的意图是仅以示例的方式解释本发明。尤其，蓄热元件可被加装。图1为本发明的冰箱和/或冷冻器的剖视侧视图；图2示出了用于冰箱和/或冷冻器的部分传统蒸发器；图3示出了用于图1中所示的冰箱和/或冷冻器的蓄热元件；以及图4示出了用于冰箱和/或冷冻器的另一实施例变型的冷凝器，其中蓄热元件滑 云力就位。
具体实施例方式图1为一种本发明的具有壳体和内容器12的冰箱和/或冷冻器1、尤其为一种家 用制冷装置的剖视侧视图。内容器12具有用于以制冷的方式存储被制冷物品4的内部空 间3。可通过门14打开和关闭内部空间3。在壳体2中用泡沫材料13对内容器12进行泡 沫处理以用于改善内部空间3的隔热。冰箱和/或冷却器1具有冷却回路7。冷却回路7包括用于压缩在冷却回路7中 循环的冷却剂的压缩机5、用于使被压缩的冷却剂液化并将热量释放到外界空气17中的冷 凝器8、以及节流器(choke)ll和蒸发器6，用于使压缩后和冷却后从而液化后的冷却剂在 蒸发器中膨胀并将冷量释放到内部空间3来。压缩机5、冷凝器8、节流器11和蒸发器6由 冷却剂管路18以传导流体的方式接合并形成冷却回路7。冷凝器8具有散热线或散热片形式的冷却结构9以用于增加对于外界空气17的 表面积，该面积与热量的释放相关。外界空气17在冷却结构9的周围流动，因此这使得热 量的高效传递成为可能。冷凝器8具有冷凝器入口 15和冷凝器出口 16。其中用于冷却剂的冷凝器8内部 体积由冷凝器入口 15和冷凝器出口 16限定。蓄热元件10已经被滑动放入冷凝器8中。蓄热元件10借助于将铝化合物薄片制 成袋状物并在其中带有蓄热物质来形成，蓄热物质例如为水或石蜡。冷凝器8的吸热容量与冷凝器8的内部体积的比率由蓄热元件提高且为35J/ Kcm3，其中，所述吸热容量被定义为冷凝器8的蓄热容量与冷凝器8的重量的乘积。冷凝器 中的温度由此将被保持的较低，并且制冷回路中的热效率将被改善。甚至当压缩机不工作 时，借助于蓄热元件，释放热量将尤其是可能的。通过由于比率而被延迟的热量释放，冷凝 器中在冷却剂和冷凝器壁之间的温度梯度将被提高，由此冷凝器中冷却剂的温度将降低。蓄热元件10可被经济地制造但可显著减少冰箱和/或冷冻器1的能耗。在实验 室测试中，已测量到冰箱和/或冷冻器1的能耗减少了 6%。图2示出了具有冷却结构9和冷却剂管路18的已知冷凝器5的一部分。冷却结 构9具体表现为包围冷凝器8冷却剂管路的散热线。图3示出了用于图1中示出的冰箱和/或冷冻器1的蓄热元件10。蓄热元件10 具体表现为含有石蜡的袋状物。该袋状物被焊封并被密封。石蜡由冷却剂的热量液化以使 得热量的大部分在石蜡的固_液相变中可以潜热的形式被缓冲。图4为冰箱和/或冷冻器1的另一实施例变型的蒸发器的剖视图，其中蓄热元件 10部分滑入冷凝器5中。蓄热元件2在冷凝器8的冷却剂管路18之间水平地滑动就位，在 具体表现为散热线的冷却结构9之间。借助于蓄热元件10，冰箱和/或冷冻器1的能耗可 大幅度地减少，例如减少6 %。本发明涉及一种冰箱和/或冷冻器1，其包括壳体2，壳体2具有置于其内的用于 容纳被制冷物品4的内部空间3，以及进一步包括压缩机5、冷凝器8和蒸发器6，压缩机5、 冷凝器8以及蒸发器6以传导流体的方式接合以形成冷却回路7，且冷凝器8具有外界空气 在其周围流动的冷却结构9，提供蓄热元件以增加冷凝器8的吸热容量与它的内部体积的 比率，和/或使冷凝器的吸热容量与它的内部体积的比率至少为20J/Kcm3。本发明的特点
7在于它的易于生产、改善的效率以及较低的运转费用。参考标记列表1冰箱和/或冷冻器2 壳体3内部空间4被制冷物品5压缩机6蒸发器7冷却回路8冷凝器9冷却结构10蓄热元件11节流器12内部容器13泡沫材料14 门15冷凝器入口16冷凝器出口17外界空气18冷却剂管路
权利要求
1. 一种制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其包括壳体(2)，其具有置于其内的用于容纳被制冷物品(4)的内部空间(3)， 压缩机(5)， 冷凝器⑶以及 蒸发器(6)，压缩机(5)、冷凝器(8)和蒸发器(6)以传导流体的方式接合以形成冷却回路(7)，并且冷凝器(8)具有冷却结构(9)，外界空气在所述冷却结构周围流动， 其特征在于，提供蓄热元件(10)以增加冷凝器(8)的吸热容量与冷凝器(8)的内部体积的比率，所 述冷凝器的吸热容量被定义为冷凝器(8)的蓄热容量与冷凝器(8)的重量的乘积。
2.如权利要求1所述的制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其中，蓄热元件(10)被设 计成安装在冷凝器(8)中或连接至该冷凝器。
3.如前述权利要求中任一项所述的制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其中，蓄热元 件(10)具体表现为包含蓄热流体的袋状物或包状物，该蓄热流体尤其为水。
4.如权利要求3所述的制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其中，所述袋状物或包状 物由金属化合物薄片，尤其是铝化合物薄片，或塑料薄片形成。
5.如前述权利要求中任一项所述的制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其中，蓄热元 件(10)具体表现为带有蓄热物质的硬质容器，该蓄热物质尤其为水或石蜡。
6.如权利要求5所述的制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其中，蓄热物质在冷凝器 (8)的工作温度范围中具有相变。
7.如前述权利要求中任一项所述的制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其中，蓄热元 件(10)具体表现为实心金属板或金属杆。
8.如前述权利要求中任一项所述的制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其中，蓄热元 件(10)可被更换或加装。
9.如前述权利要求中任一项所述的制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其中，蓄热元 件(10)在冷却结构(9)之间滑动就位。
10. 一种制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)，其包括壳体(2)，其具有置于其内的用于容纳被制冷物品(4)的内部空间(3)， 压缩机(5)， 冷凝器⑶以及 蒸发器(6)，所述压缩机(5)、冷凝器(8)和蒸发器(6)以传导流体的方式接合以形成冷却回路 (7)，并且冷凝器(8)具有冷却结构(9)，外界空气在所述冷却结构周围流动， 其特征在于，冷凝器(8)的吸热容量与冷凝器(8)的内部体积的比率至少为20J/Kcm3，所述冷凝器 的吸热容量被定义为冷凝器(8)的蓄热容量与冷凝器(8)重量的乘积。
11. 一种如权利要求10和权利要求1至9中任一项相结合所述的制冷装置，尤其是家用制冷装置(1)。
12.一种用于运转包括具有冷凝器⑶的冷却回路(7)的制冷装置、尤其是家用制冷装 置(1)的方法，尤其用于运转如前述权利要求中任一项所述冰箱和/或冷冻器的方法，其特 征在于，在冷凝器(8)上提供有蓄热元件(10)以便提高冷凝器(8)的吸热容量与冷凝器(8)的 内部体积的比率，所述冷凝器的吸热容量被定义为冷凝器(8)的蓄热容量与冷凝器(8)重 量的乘积。
13.如权利要求12所述的方法，所述比率至少为20J/Kcm3，特别至少为40J/Kcm3，例如 至少 80J/Kcm3。
全文摘要
本发明涉及一种冰箱，尤其一种家用冰箱(1)，其包括壳体(2)、压缩机(5)、冷凝器(8)和蒸发器(6)，壳体(2)具有位于其内的用于保持被冷却物品(4)的内部空间(3)，其中连接压缩机(5)、冷凝器(8)和蒸发器(6)以用于传导流体，由此形成冷却回路(7)，以及其中冷凝器(8)包括冷却结构(9)，外界空气在其周围流动，其中提供蓄热元件以提高冷凝器(8)的吸热容量与其内部体积的比率，和/或其中冷凝器的吸热容量与其内部体积的比率至少为20J/Kcm3。本发明的特点在于它的简便的制造方法、改善的效率以及较低的运转费用。
文档编号F25B39/04GK102007349SQ200980113381
公开日2011年4月6日 申请日期2009年4月6日 优先权日2008年4月17日
发明者C·海因, D·切希利克, T·拉普琴科, 周小天 申请人:Bsh博世和西门子家用器具有限公司