专利名称：制冷器具和用于对制冷器具中的冷却区进行增湿的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的包括用于对冷却区进行增湿的增湿装置的制冷器具、以及涉及一种根据权利要求17所述的用于对冷却区进行增湿的方法。
背景技术：
制冷器具的冷却区中的空气通常与制冷剂回路的蒸发器直接接触。蒸发器具有非常低的表面温度，这使得空气水分直接冷凝。冷凝的空气水分冻结在蒸发器的表面上，从而被永久地固定。冰在不定期的除霜过程中融化，且移到外部。因此，该冷凝物不能用于对冷却区空气进行增湿。因此，制冷器具中的空气水分极其低。从US 5，042，266公知的制冷器具包括增湿装置，以增大冷却区中的空气水分。设置在冷却区内的增湿装置利用可逆脱水的吸附剂工作，所述吸附剂在施加热时将湿气释放到冷却区中。具有高的湿气的环境空气在吸附过程中流过吸附剂，从而，吸附剂从环境空气中去除一定量的水并储存在所述水。在随后的解吸附过程中，冷却区空气被增湿。为此，冷却区空气当施加热时流过吸附剂。储存在吸附剂中的水量作为水蒸气释放而加热冷却区空气并传导到冷却区中。用于施加热的加热元件连接在吸附剂的上游，且在解吸附过程中使用大量热量加热冷却区空气流。
发明内容
本发明的目的是提供一种制冷器具和一种用于对冷却区进行增湿的方法，其中， 冷却区以减小的能量消耗被增湿。上述目的通过权利要求1或权利要求17的特征实现。本发明的优选改进公开于从属权利要求中。根据权利要求1的特征部分，吸附剂设置在制冷器具的冷却区的外部。这意味着，在冷却区内不必设置热源来加热吸附剂。根据本发明，冷却所述冷却区所需的冷却功率可相应地减小。此外，与现有技术相比，冷却区由于吸附剂设置在外部而可被相应地扩大。增湿装置的吸附剂可集成在单独的增湿回路中，所述增湿回路借助于至少一个空气入口和一个空气出口连通到制冷器具的冷却区。含有水分的外部空气可供给到增湿回路，以用于吸附过程，即用于将水分储存在吸附剂中。为了获得技术上简单的设计，增湿回路可在外部相对于周围环境封闭。这意味着， 与现有技术相比，冷却区和吸附剂设置在闭合的回路中，而不可从周围环境直接供给任何含有水分的空气。在这种情况下，含有水分的环境空气不能直接供给到增湿回路，但根据本发明的一个方面，环境空气在制冷器具门打开时可经由冷却区和增湿装置的空气入口供给到增湿回路。作为上述封闭的增湿回路的一种替代方式，增湿回路可包括附加入口和/或出口，增湿回路可经由所述附加入口和/或出口直接连通到周围环境。因此，包含水分的环境空气可直接供给到增湿回路，而不必打开制冷器具门。为了加速吸附剂的吸附过程或解吸附过程，输送鼓风机可设置在增湿回路中，使得传导通过吸附剂的空气流被加速。输送鼓风机可通过控制器针对性地被启动或停止，具体地讲，根据应进行吸附过程还是解吸附过程启动或停止输送鼓风机。此外，另外的流动元件、例如蝶形阀等可设置在增湿回路中，用于打开或阻断增湿回路中的流动路径。在一个实施例中，吸附剂可热耦合到压缩机，所述压缩机连接在制冷剂回路中。因此，在压缩机操作过程中产生的废热可用于向吸附剂施加热量。压缩机是本身公知的制冷剂回路的一部分，且冷却所述冷却区的蒸发器也连接在所述制冷剂回路中。热传递回路可连接在制冷剂回路的压缩机和增湿装置的吸附元件之间，来自压缩机的废热可借助于所述热传递回路传递到吸附剂。热传递回路可优选闭合。作为例子，水适合作为加热介质。热交换器可设置在热传递回路中，借助于所述热交换器，废热可直接传递到吸附剂中。压缩机可通过热传递回路的互连与吸附剂的位置独立地设置。吸附剂可例如作为吸附柱提供，所述吸附柱中设有可逆脱水材料。一方面，冷却区空气流可流过吸附柱，另一方面，所述热传递回路的所述热交换器可设置在吸附柱中。可选地，压缩机也可被使得与吸附剂直接热接触。因此，压缩机可没有热损失地将废热传递到吸附剂。如前所述，可提供一种相对于周围环境封闭的增湿回路。在这种情况下，控制器可在探测到制冷器具门的开动之后启动吸附过程，在所述吸附过程中，吸附剂吸收流入冷却区的含有水分的环境空气。为了有效地进行吸附，输送鼓风机可在探测到门的开动时被接通，以使流入冷却区的环境空气被吸入到增湿回路中。同时，控制器可在吸附过程中关断压缩机。因此，已流入冷却区中的含有水分的环境空气不会在蒸发器上冷凝，而是可以高的含水量传送到吸附剂。通过使用发送相应的信号的方式，门打开传感器可为此与控制器连接， 且该门打开传感器探测制冷器具门的打开或关闭，并将门开动信号相应地传导给控制器。输送鼓风机可在门开动之后运行预定时段，大约1分钟。控制器优选在该时段中关断制冷剂回路的压缩机。这意味着，首先，没有来自压缩机的废热施加到吸附剂，从而吸附过程不会受到影响。其次，当压缩机被关断时，蒸发器温度相应地被增大，从而较少的空气水分冷凝在由蒸发器提供的冷凝表面上。解吸附过程跟在所述吸附时段之后进行，且根据本发明，所述解吸附过程与压缩机的运行期关联。这意味着，在压缩机的运行期中产生的废热给送到吸附剂。进而，加热的吸附剂释放水分，所述水分可在输送鼓风机启动时传导到冷却区中。因此，解吸附过程被分成与压缩机的运行时段大致匹配的彼此分离的解吸附时段。压缩机和输送鼓风机的运行期的相协调对于有效地导入吸附剂释放的水分来说非常重要。已经证明有利的是，在压缩机运行期结束时和/或在压缩机的停机过程中启动输送鼓风机。这确保，当潮湿空气流入冷却区中时，制冷剂回路至少部分被关断。这防止流入冷却区中的潮湿空气直接沉积在蒸发器的表面上。
下面，参看附图描述本发明的两个示例性实施例，附图包括
图1示出了根据第一示例性实施例的制冷器具的示意性透视图；图2示出了操作-时间图，该图示出了制冷器具的输送鼓风机和压缩机的运行期； 以及图3以与图2对应的视图示出了根据第二示例性实施例的制冷器具。
具体实施例方式图1示出了具有冷却区1的制冷器具。冷却区1通过位于前部的器具门3关闭。 制冷剂回路的蒸发器7设置在冷却区1的后壁5上。在底部处，冷却区1具有由隔离部9 隔离开的制冷装置隔间11。压缩机13以公知的方式邻近蒸发器7连接到制冷器具的制冷剂回路中，且将制冷剂经由膨胀阀15传送到蒸发器7中。图1中示出的制冷器具还连有增湿装置17，借助于所述增湿装置，湿空气被有目的、主动地供给到制冷器具隔间11。为此，冷却区1通过空气入口 19连接到增湿装置17的输入通道21。输入通道21终止于吸附柱23，所述吸附柱包含可逆脱水材料，所述可逆脱水材料在低温下从空气吸收水分且可在相对较高的温度下再次释放该水分。吸附柱23在其出口侧连接到输送鼓风机25，所述输送鼓风机经由输出通道27连接到终止于制冷器具隔间11的空气出口 29。还可从图1看出，制冷剂回路的蒸发器13通过热传递回路W热耦合到容纳在吸附柱23中的材料。从而，在压缩机的操作过程中产生的废热传递到吸附柱23中，使得设置在吸附柱中的可逆脱水材料释放储存的水分。在根据图1的示例性实施例中，冷却区空气的增湿借助于控制器31控制。根据图 1，控制器借助于以虚线示出的信号线33与门开动传感器35信号连接，所述传感器探测器具门3的开动且将相应的门开动信号Ts传送到控制器31。当门开动信号Ts已被探测到时，控制器31启动吸附过程AtA，如图2所示。在吸附过程Δ、中，控制器31启动输送鼓风机25。这样，当器具门3打开时流入冷却区1的带有水分的环境空气经由空气入口 19和输入通道21传送经过吸附柱23。同时，控制器31 在整个吸附过程Δ tA防止制冷剂回路的压缩机13操作。因此，吸附柱23未借助于来自压缩机的废热加热，以在低的温度下有效吸附。从图2可以看出，吸附过程Δ tA在时刻、与时刻、之间进行，在时刻、，探测到门开动信号Ts。一旦吸附过程AtA已经终止，则压缩机13以常规方式再次启动，以将冷却区1保持在指定的温度下。当器具门3已关闭时，吸附过程Δ tA可持续大约1分钟。吸附柱23可在该时段中吸收冷却区中包含的水分并储存所述水分。一旦吸附过程AtA完成，就启动增湿装置17的解吸附过程AtD。根据本发明，解吸附过程At11与压缩机13的运行期关联。当压缩机13被启动时，来自压缩机的废热经由热传递回路W传递到吸附柱23中，使得可逆脱水材料的温度增大。由于向吸附柱23施加了热量，因此吸附柱中储存的水分被释放。从图2可以看出，解吸附过程At11被分成彼此分离的解吸附时段At111，At112，Atra，所述解吸附时段与压缩机13的运行时段相匹配。当输送鼓风机25已被再次接通时，释放的水分可经由输出通道27导入制冷器具隔间11中。输送鼓风机25的运行期可在解吸附阶段At11中以这种方式控制，使得输送鼓风机25特别是在压缩机13的运行期结束时和/或紧跟在该运行期之后、即在压缩机的停机过程中启动。这确保，当潮湿空气流入制冷器具隔间11中时，制冷剂回路至少部分关停， 因此，可避免供给的潮湿空气直接冷凝在蒸发器的表面上。图3示出了根据第二示例性实施例的制冷器具。根据图3的制冷器具在结构和操作模式方面与图1中示出的制冷器具相同。因此，这点上请参看上面的描述。与第一示例性实施例不同的是，增湿装置17的增湿回路B未相对于外部封闭，而是具有附加入口和出口 37、38，增湿回路B可经由所述附加入口和出口 37、38直接流体连通到周围环境而不与冷却区1互连。附加入口 37可通过设置在增湿回路B中的流动阀39的合适连接流体连桶到吸附柱23。因此，根据流动阀39的位置，吸附柱23可在输入侧连通到冷却区1或直接连通到周围环境。流动阀41也类似地连接在输送鼓风机25下游，所述流动阀41根据切换位置使输送鼓风机25在输出侧流体连通到周围环境或冷却区1。两个流动阀39、41通过控制器31操作。因此，吸附过程Δ tA可与门的打开无关地进行。为了执行吸附过程Δ、，流动阀39、41通过控制器31被带到图3所示的切换位置， 且输送鼓风机25被启动。同时，压缩机13被关停。因此，外部带有水分的空气经由附加空气入口 37传导通过吸附柱23，在所述吸附柱中，可逆脱水材料吸收空气水分，从而，相对较干的空气经由附加空气出口 38再次返回到周围环境中。解吸附过程At11可像参看图1和 2描述的那样进行。附图标记列表1 冷却区3 器具门5 后壁7 蒸发器9 隔离部11 制冷器具隔间13 压缩机15 膨胀元件17 增湿装置19 空气入口21 空气输入通道23 吸附剂25 输送鼓风机27 输出通道29 空气出口31 控制器33 信号线35门开动传感器37,38 附加空气入口 /空气出口39，41 流动阀Ts门开动信号AtA 吸附过程
AtD解吸附过程AV,AtD2，At 3 解吸附时段B增湿回路W热传递回路
权利要求
1.一种制冷器具，包括用于对冷却区进行增湿的增湿装置(17)，所述增湿装置具有吸附剂(23)，所述吸附剂能够可逆地被脱水，且在吸附剂被加热时将水分释放到冷却区(1) 中，其特征在于，吸附剂03)设置在制冷器具的冷却区(1)的外部。
2.如权利要求1所述的制冷器具，其特征在于，增湿装置(17)的吸附剂03)连接在增湿回路(B)中，所述增湿回路借助于空气入口(19)和空气出口 09)连通到冷却区(1)。
3.如前面权利要求中任一所述的制冷器具，其特征在于，含有水分的外部空气可供给到吸附剂(23)，特别是供给到增湿回路(B)，以吸附水分。
4.特别是如权利要求3所述的制冷器具，其特征在于，增湿回路⑶相对于外部封闭， 使得当制冷器具门(3)打开时，含有水分的外部空气经由空气入口(19)传送到增湿回路中。
5.如权利要求2或3所述的制冷器具，其特征在于，增湿回路⑶包括附加入口和/或出口(37，38)，增湿回路⑶可经由所述附加入口和/或出口直接连通到周围环境。
6.如权利要求2-5中任一所述的制冷器具，其特征在于，输送鼓风机0 连接在增湿回路(B)中。
7.如前面权利要求中任一所述的制冷器具，其特征在于，吸附剂03)热耦合到压缩机 (13)，所述压缩机(1 连接到制冷器具中的制冷剂回路，所述压缩机在操作过程中产生的废热用于加热吸附剂03)。
8.如权利要求7所述的制冷器具，其特征在于，热传递回路(W)连接在压缩机(13)和吸附剂之间，来自压缩机的废热可借助于所述热传递回路传递到吸附剂03)。
9.如权利要求7所述的制冷器具，其特征在于，压缩机(13)与吸附剂03)直接热接触。
10.如前面权利要求中任一所述的制冷器具，其特征在于，制冷器具包括控制器(31)， 在探测到制冷器具门的开动之后，所述控制器启动吸附过程(△、)，在所述吸附过程 (AtA)中，吸附剂(23)吸附水分。
11.如权利要求10所述的制冷器具，其特征在于，在吸附过程(ΔtA)中，设置在增湿回路(B)中的输送鼓风机0 被接通和/或压缩机(1 被关断。
12.如权利要求10或11所述的制冷器具，其特征在于，解吸附过程(At111)跟在吸附过程(Δ、)之后，在所述解吸附过程中，吸附剂当被施加热量时释放水分。
13.如权利要求12所述的制冷器具，其特征在于，输送鼓风机05)在解吸附过程 (At11)中至少部分被接通。
14.如权利要求12或13所述的制冷器具，其特征在于，解吸附过程(At11)被分成时间上彼此分离的多个解吸附时段(At111，At112，Δ tD3)，所述解吸附时段特别是与压缩机(13) 的运行时段相匹配。
15.如权利要求12、13或14所述的制冷器具，其特征在于，输送鼓风机0 可在压缩机(1 运行期结束时和/或在压缩机(1 的停机过程中启动。
16.如前面权利要求中任一所述的制冷器具，其特征在于，冷却区(1)具有与其分隔开的制冷器具隔间(11)，且吸附剂03)释放的水分可传导到所述制冷器具隔间(11)中。
17.一种用于对前面权利要求中任一所述的制冷器具中的冷却区进行增湿的方法。
全文摘要
本发明涉及一种制冷器具，包括用于对冷却区进行增湿的增湿装置(17)。所述增湿装置(17)具有吸附剂(23)，所述吸附剂能够可逆地被脱水，且在吸附剂被加热时将水分释放到冷却区中。吸附剂(23)设置在制冷器具的冷却区(1)的外部。
文档编号F25D17/04GK102216705SQ200980142969
公开日2011年10月12日 申请日期2009年10月16日 优先权日2008年10月27日
发明者J·达姆拉特, M·姆尔齐格洛德 申请人:Bsh博世和西门子家用电器有限公司