具有加热回路的制冷器具的制作方法

本发明涉及一种具有加热回路的制冷器具。

背景技术：

在制冷器具的工作期间，制冷回路中的制冷剂被制冷剂压缩机压缩，被输送至制冷剂冷凝器，然后被引导至制冷剂蒸发器，并被制冷剂蒸发器泵送回制冷剂压缩机。上述部件形成封闭的制冷回路的一部分，所述制冷回路填充有制冷剂。由于制冷剂蒸发器和制冷剂冷凝器组成制冷回路的相当大的体积，所以所述部件增大了制冷回路的体积，因此，制冷回路中的制冷剂的量增大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种制冷器具，其中，制冷回路具有较小的尺寸。

该目的通过具有根据独立权利要求的特征的主题来实现。有利实施例形成从属权利要求、说明书和附图的主题。

根据一个方面，本发明的目的通过一种制冷器具来实现的，所述制冷器具具有制冷回路和加热回路，所述制冷回路包括热交换器，其中，热交换器热借助于耦接元件耦接至加热回路，所述耦接元件借助于可拆卸式连接机械地连接至加热回路。

由此实现的技术优势例如在于：利用借助于耦接元件与制冷回路的热交换器热接触的加热回路，实现制冷回路与加热回路之间的有效的热传递。由于热交换器与加热回路热耦接，热交换器的功能、例如热吸收或热输出可至少部分地从制冷回路转移至加热回路。因此，可减小制冷回路的尺寸和制冷回路中的制冷剂的量。耦接元件与加热回路之间的可拆卸式机械连接使得作为制冷器具的可更换模块的加热回路能够花费最少的工作与制冷回路分开，并且例如被更换。

在常规制冷回路中，制冷剂压缩机、制冷剂蒸发器和制冷剂冷凝器是制冷回路的固定的部件。如果常规制冷回路中的所述部件中的一个发生故障，则必须首先移除制冷剂，更换部件，然后再次封闭制冷回路，之后将制冷剂再次填充至制冷回路中。

在本发明中，加热回路作为与制冷回路物理上分开的单独的回路存在，并且可花费最少的工作更换，而不必在该过程中打开制冷回路。只需要释放耦接元件与加热回路之间的可拆卸式机械连接，以便从制冷回路移除加热回路。因此，当例如制造制冷器具类的各种器具变型时，可在所有器具变型中安装相同的制冷回路。可将不同类型的加热回路制造为用于制冷器具类的各种器具变型的单独的模块，并且之后可容易地安装在制冷器具类的各种器具变型中。

由于制冷回路的模块化设计，还可减小制冷回路的尺寸和制冷回路中的制冷剂的量，因为制冷回路中的部件的功能、例如制冷剂蒸发器的热吸收或制冷剂冷凝器的热输出可从制冷回路转移。加热回路是与制冷回路物理上分开的回路，填充有与制冷剂不同的热传输物质，加热回路通过耦接元件热耦接至制冷回路的热交换器。例如，加热回路可热耦接至制冷回路的制冷剂冷凝器，以便吸收和输出来自制冷剂冷凝器的热量。替代地，加热回路可热耦接至制冷回路的制冷剂蒸发器，以便吸收热量并将吸收的热量输出至制冷剂蒸发器。

制冷器具尤其理解为家用制冷器具，换句话说，在家庭中或在餐饮领域用于家务的目的并尤其用于在特定温度下储存食物和/或饮料的制冷器具，例如冰箱、冰冻机、冷藏/冰冻机、冰冻柜或酒冷却机。

在制冷器具的一有利实施例中，可拆卸式连接包括尤其是螺纹连接的摩擦连接、插接连接或尤其是咬扣连接的形状配合连接。

由此实现的技术优势在于：通过上述机械连接，确保热交换器与加热回路之间的有效的热耦接，其中，耦接元件与加热回路之间的机械连接是可拆卸的，以便在需要时移除加热回路。

摩擦连接需要待彼此连接的表面上的力，其中，如果没有超过静摩擦所产生的反作用力，则可防止连接的表面相互移位。优选的摩擦连接包括螺纹连接。在螺纹连接的情况下，螺钉具有外螺纹，其中，外螺纹可被旋拧至接收元件的内螺纹中，或者当被旋拧至接收元件中时，螺钉本身攻丝出内螺纹，以便获得摩擦连接。

在插接连接的情况下，插头嵌入合适的接收元件中，例如结合弹性密封元件实现插头与接收元件之间的耦接。

形状配合连接通过至少两个连接配合件的互锁形成。优选的形状配合连接包括作为互锁保持装置的咬扣连接，其中，销嵌入凹部中并固定在凹部中。

由于上述类型的连接，因此，可通过耦接元件在热交换器与加热回路之间实现有效的机械连接，与材料结合式连接、例如焊接连接不同，所述机械连接是可拆卸的。耦接元件和加热回路之间的可拆卸式机械连接可通过付出努力通过例如咬扣连接的销嵌入相应的凹部中并且凹部中的销通过卡锁固定来形成。在没有沿特定方向引导的力的情况下，在制冷器具的工作期间，机械连接保持并且确保制冷回路与加热回路之间的有效的热耦接。然而，机械连接可通过沿特定方向引导的力被释放。通过释放可拆卸式机械连接，加热回路例如在发生故障的情况下可从制冷器具中移除并更换。

例如是螺纹连接的摩擦连接、插接连接或例如是咬扣连接的形状配合连接可在耦接元件的一侧实现，也可在加热回路的一侧实现。因此，咬扣连接的销例如可附接至耦接元件或加热回路，相应的接收元件可相应地替代地附接至加热回路或耦接元件，以便实现有效的可拆卸式机械连接。替代地，上述摩擦连接、插接连接和形状配合连接也可包括各种连接的组合。

在制冷器具的另一有利实施例中，热交换器是制冷剂蒸发器或制冷剂冷凝器。

由此实现的技术优势在于：在制冷器具的工作期间，制冷回路中的制冷剂蒸发器或制冷剂冷凝器吸收热量或输出热量，并且热量可在制冷回路与加热回路之间传递。制冷剂蒸发器是热交换器，其中，液态制冷剂通过从与热交换器热接触的加热回路吸收热量而蒸发。制冷剂冷凝器是热交换器，其中，蒸发的制冷剂通过向与热交换器热接触的加热回路输出热量而冷凝。

在制冷器具的另一有利实施例中，热交换器是制冷剂蒸发器，其中，加热回路实施成能够将来自制冷器具的冷却区域的热量输出至制冷剂蒸发器。

由此实现的技术优势在于：制冷剂蒸发器吸收的热量是来自制冷器具的冷却区域通过加热回路排出的，因此，制冷器具的冷却区域被冷却。加热回路的热传输物质吸收冷却区域中的热量，并因此被加热，然后可将吸收的热量输出至制冷回路的制冷剂蒸发器。输出热量使得加热回路中的热传输物质冷却。由此，冷却的热传输物质再次可用于从加热回路的冷却区域吸收热量。由此实现从制冷器具的冷却区域到制冷剂蒸发器的有效的热传递。

在制冷器具的另一有利实施例中，热交换器是制冷剂冷凝器，所述制冷剂冷凝器实施成能够向加热回路输出热量，其中，加热回路实施成能够将吸收的热量输出至制冷器具的外部区域。

由此实现的技术优势在于：制冷剂冷凝器输出的热量可通过加热回路有效地释放至制冷器具的外部区域。加热回路的热传输物质通过从制冷剂冷凝器吸收热量而被加热。在加热回路的优选地邻近制冷器具后壁的一个区域中，加热的热传输物质可将吸收的热量输出至制冷器具的外部区域。输出热量使得加热回路中的热传输物质冷却。因此，冷却的热传输物质再次可用于从制冷剂冷凝器吸收热量。因此，通过加热回路可实现从制冷器具通过制冷剂冷凝器有效地释放热量。

在制冷器具的另一有利实施例中，热交换器是制冷剂蒸发器，其中，制冷回路包括另外的热交换器，所述另外的热交换器是制冷剂冷凝器，其中，制冷器具包括另外的加热回路，其中，所述加热回路实施成能够从制冷器具的冷却区域吸收热量，并且能够将热量输出至制冷剂蒸发器，以便向制冷回路供给热量，其中，制冷剂冷凝器实施成能够将供给至制冷回路的热量输出至所述另外的加热回路，并且其中，所述另外的加热回路实施成能够将吸收的热量输出至制冷器具的外部区域。

由此实现的技术优势在于：由于制冷回路的两个热交换器与两个加热回路的热耦接，可提供特别有效的制冷回路，所述制冷回路确保制冷器具的冷却区域的有效冷却。热量可从制冷器具的冷却区域通过加热回路供给至制冷剂蒸发器，而热量从制冷剂冷凝器通过所述另外的加热回路排出。因此，制冷剂蒸发器和制冷剂冷凝器的功能可通过与加热回路或所述另外的加热回路的热耦接而转移到相应的加热回路。因此，不仅提高了制冷回路的效能，而且还可减小制冷回路的尺寸，从而尤其可减少制冷回路中的制冷剂的量。

在制冷器具的另一有利实施例中，热交换器包括用于引导制冷剂的内管，其中，内管具有多孔表面结构或锯齿状表面结构。

由此实现的技术优势在于：由于热交换器的内管的多孔表面结构或锯齿状表面结构，在热交换器与加热回路之间实现特别有效的热传递。多孔表面结构可通过将多孔材料附接至内管的表面来实现。锯齿状表面结构包括具有突起部、例如肋或具有凹部、例如凹槽的表面结构。内管的表面通过热交换器的内管的多孔表面结构或锯齿状表面结构增大。表面的增大进而提高了流过内管的制冷剂与加热回路之间的热传递效率，因为加热回路可高效地从热交换器吸收大量的热量，或者高效地将热量输出至热交换器。因此，具有多孔表面结构或锯齿状表面结构的内管的最小长度已经足以确保热交换器与加热回路之间的充足的热传递。

在制冷器具的另一有利实施例中，热交换器实施为导热板。

由此实现的技术优势在于：通过使用导热板作为制冷回路的热交换器，可减小制冷回路的尺寸，并且因此，制冷回路中需要较少的制冷剂。由于加热回路与制冷回路的热交换器热耦接，因此，热交换器的功能可转移到加热回路。加热回路可排出来自制冷回路的热量，或者可向制冷回路供给热量。如果热交换器实施为导热板，则制冷回路与加热回路之间的热耦接足以确保这两个回路之间的有效的热传递。

在制冷器具的另一有利实施例中，耦接元件包括导热板。

由此实现的技术优势在于：作为耦接元件的导热板确保热交换器与加热回路之间的有效的热耦接，从而在热交换器与加热回路之间确保有效的热传递。耦接元件还借助于可拆卸式连接机械地连接至加热回路。由此，作为耦接元件的板适于确保耦接元件和加热回路之间的有效的机械连接，因为例如咬扣连接可有效地附接至上述板。

在制冷器具的另一有利实施例中，加热回路包括热虹吸管、通风的热虹吸管或加热管，优选地包括通风的热虹吸管。

由此实现的技术优势在于：通过热虹吸管或加热管实现有效且节能的热传递。热虹吸管是一种被动加热回路，通过利用竖直的封闭的流体回路中的自然对流实现热交换。热虹吸管包括热传输物质，所述热传输物质在热虹吸管的下部区域中被加热，因此，热传输物质蒸发，使得热传输物质在竖直流体回路中上升。在热虹吸管的上部区域中，这使得热传输物质冷凝并输出热量，因此，竖直流体回路中的热传输物质由于重力而下沉。因此，热虹吸管包括具有恒定压力和恒定温度的两相气体混合物，并且通过热虹吸管的不同的外部区域中的温度差进行操作。

通风的热虹吸管是特别优选的，因为除了加热回路之外，通风的热虹吸管还包括风扇，所述风扇实施成能够向热虹吸管的加热回路供给空气流。通过将空气流供供给加热回路中的吸收或输出热量的位置，可通过热虹吸管实现有效的热传递。因此，通风的热虹吸管的热传输效率尤其可得到提高。

加热管也是被动的加热回路，能够通过封闭的管中的热传输物质实现热交换。加热管的效果类似于热虹吸管的效果，只是加热管的端部不彼此连接，因此没有管回路可用。替代地，加热管的内壁配备有具有高毛细管效应的涂层。如果由于加热管外的区域之间的温度差，热传输物质在管的核心区域中流动，则由于涂层的毛细管效应，热传输物质可流回到管的内部区域之外。

在制冷器具的另一有利实施例中，加热回路包括热传输物质，所述热传输物质包含烷烃、碳氟化合物、醇或水，优选地包括异丁烯、醇或水。

由此实现的技术优势在于：上述热传输物质具有有利的热传输性能。因此，烷烃、碳氟化合物、醇和水尤其适于制冷器具的加热回路中的两相混合物的用途。异丁烷是一种烷烃，并在常规制冷回路中用作制冷剂，也可优选地用作加热回路中的热传输物质。醇和水被证明是特别有利的热传输物质，它们适用于加热回路，而且是最低限度的有害的。由于醇的低凝固点，因此，与水相比，醇特别适用于存在接近0°的温度的加热回路，因为水可能在这种低温度下在加热回路中冻结。相比之下，在比水的凝固温度高的温度下，水适合作为有利的热传输物质。

在制冷器具的另一有利实施例中，加热回路包括阀，其中，所述阀实施成能够在第一位置释放加热回路，并能够在第二位置关闭加热回路。

由此实现的技术优势在于：加热回路可根据需要通过阀被释放或关闭，因此，加热回路可接通或断开。因此，通过根据所需的冷却来调节阀，可高效地控制制冷器具的冷却功率。

在制冷器具的另一有利实施例中，制冷器具包括用于检测制冷器具的冷却区域的温度值的温度传感器和用于控制阀的阀控制器，其中，阀控制器实施成能够根据检测到的温度值控制阀。

由此实现的技术优势在于：根据温度传感器检测到的温度值，可借助于阀控制器根据所需的冷却功率更有效地控制制冷器具的冷却区域的冷却。如果制冷器具的冷却区域中的温度值超过特定的温度阈值，则阀控制器可打开阀，以便释放加热回路并实现冷却区域的有效冷却。如果制冷器具的冷却区域中的温度值下降，则阀控制器可关闭阀，以便关闭加热回路，从而防止冷却区域的不必要的冷却。

在制冷器具的另一有利实施例中，冷却区域具有冷却室，其中，制冷回路热耦接至冷却室，其中，温度传感器实施成能够检测冷却室中的温度值，阀控制器实施成能够根据检测到的温度值控制阀。

由此实现的技术优势在于：在制冷器具的冷却区域中实现一个或多个不同的冷却室的特定的温度调节。制冷器具的冷却区域可包括至少一个冷却室，尤其包括一个、二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个冷却室。如果温度传感器实施成能够检测制冷器具的各个冷却室中的温度值，则阀控制器可确定检测到的冷却室中的温度值是对应于冷却室中的期望的温度值，还是(如果适用的话)必须进行调整。由于加热回路热耦接至冷却室，因此，可选择借助于加热回路的阀的控制器来实现制冷器具的各个冷却室的针对性的冷却。

在制冷器具的另一有利实施例中，制冷器具的冷却室包括冷冻室。

由此实现的技术优势在于：由于加热回路与制冷器具的冷冻室的热耦接，结合温度传感器的温度检测并结合阀控制器，可实现制冷器具的冷冻室的特别有效的冷却。

附图说明

参照附图，阐述另外的示例性实施例，附图中：

图1示出了制冷器具的示意图；

图2示出了制冷回路的示意图；以及

图3示出了制冷器具中的制冷回路、加热回路和另外的加热回路的示意图。

具体实施方式

图1示出了常见的制冷器具100、尤其是冰箱，所述制冷器具可由制冷器具门101封闭，并具有框架103。

图2示出了作为比较例的制冷器具的制冷回路。制冷回路105包括制冷剂蒸发器107、制冷剂压缩机109、制冷剂冷凝器111和节流机构113。在通过从待冷却的介质、例如冰箱内部空间中的空气吸收热量使液态制冷剂膨胀之后，制冷剂蒸发器107蒸发制冷剂。制冷剂压缩机109是机械操作式部件，所述制冷剂压缩机从制冷剂蒸发器107吸入制冷剂蒸气并以更高的压力排出至制冷剂冷凝器111。由于制冷剂冷凝器111，蒸发的制冷剂通过将热量输出至外部冷却介质、例如环境空气而冷凝。节流机构113是借助于截面窄缩持续地降低压力的装置。

制冷剂是用于在制冷系统中传递热量的流体，制冷剂在流体的低温和低压下吸收热量并且在流体的较高的温度和较高的压力下输出热量，其中通常包括流体的状态变化。

图3示出了制冷器具中的制冷回路、加热回路和另外的加热回路的示意图。制冷回路105包括制冷剂蒸发器107、制冷剂压缩机109、制冷剂冷凝器111和节流机构113，其中，制冷剂蒸发器107实施为热交换器115，制冷剂冷凝器111实施为另外的热交换器121。

制冷器具100包括与制冷回路105物理上分开的加热回路117，所述加热回路117可实施为热虹吸管并且通过耦接元件119热耦接至实施为热交换器115的制冷剂蒸发器107，以便将热量从加热回路117传递至制冷剂蒸发器107。制冷剂蒸发器107或耦接元件119可实施为导热板。耦接元件119借助于可拆卸式连接机械地连接至加热回路117，其中，所述可拆卸式连接可包括尤其是螺纹连接的摩擦连接、插接连接或尤其是咬扣连接的形状配合连接。

加热回路117填充有热传输物质、尤其是醇，并且实施成能够从制冷器具100的冷却区域吸收热量，以获得加热的热传输物质。加热回路117中存在温度梯度，因此，热传输物质在加热回路117的下部区域中以液态聚集状态存在。热传输物质在加热回路117的上部区域中以气态聚集状态存在。如果向加热回路117的下部区域供给热量，热传输物质吸收所述热量，则使得热传输物质被加热。该加热使得热传输物质蒸发并作为气态热传输物质在加热回路117中向上升。加热的热传输物质可借助于耦接元件119将吸收的热量输出至制冷回路105的制冷剂蒸发器107。热量的输出使得加热回路117中的热传输物质冷却，因此，热传输物质冷凝，并且在加热回路117中作为液体向下沉。如果冷却的液体物质到达加热回路117的下部区域，则再次可用于吸收热量。由此，借助于热传输物质可在加热回路117中实现有效的热传递。

输出至制冷剂蒸发器107的热量被制冷回路105中的制冷剂吸收。加热的制冷剂然后被制冷回路105中的制冷剂压缩机109压缩，并以更高的压力送往制冷剂冷凝器111。制冷剂冷凝器111实施为另外的热交换器121，以便从制冷剂释放热量，因此，制冷回路105中的制冷剂冷凝。制冷剂冷凝器111可实施为导热板。

制冷剂冷凝器111将制冷剂吸收的热量经由另外的耦接元件125输出至另外的加热回路123。制冷剂冷凝器111通过所述另外的耦接元件125热耦接至所述另外的加热回路123，其中，所述另外的耦接元件125借助于可拆卸式连接机械地连接至所述另外的加热回路123。所述另外的耦接元件125可包括导热板。所述另外的加热回路123基于与加热回路117类似的操作模式。所述另外的加热回路123填充有热传输物质，所述热传输物质通过从制冷剂冷凝器111的吸收热量而加热。由于存在的温度梯度，加热的热传输物质在所述另外的加热回路123中向上升。在所述另外的加热回路123的上部区域中，加热的热传输物质可将吸收的热量输出至制冷器具100的外部区域。热输出使得所述另外的加热回路123中的热传输物质冷却，因此，所述热传输物质冷凝，并且在所述另外的加热回路123中作为液体向下沉，以便再次可用于从制冷剂冷凝器111吸收热量。因此，通过加热回路117以及通过所述另外的加热回路123，可实现通过热传输物质的有效的热传递。

加热回路117、123与制冷回路105物理上分开的技术优势在于：与常规的制冷器具100相比，可减小制冷回路105的尺寸。因此，本发明的制冷回路105中需要较少的制冷剂。

为了改善热交换器115、121与加热回路117、123之间的热传递，热交换器115、121可包括内管，以用于引导制冷回路105的制冷剂，其中，内管具有多孔表面结构或锯齿状表面结构。多孔表面结构或锯齿状表面结构使得热交换器115、121中的内管的表面增大。该措施在制冷回路105侧增大热交换器115、121与加热回路117、123之间传递的热量。由于尤其实施为热虹吸管的加热回路117、123可吸收或输出大量的热量，因此，内管的最小长度已经足以在热交换器115、121与加热回路117、123之间传递所需的热量。

加热回路117、123可包括通风的热虹吸管，因为通风的热虹吸管与静态热虹吸管相比可传递更多的热量。通风的热虹吸管包括风扇，所述风扇将空气流引导至热虹吸管，因此，可有效地增强通风的热虹吸管的热吸收或热输出。

加热回路117、123可包括阀，借助于所述阀，通过热传输物质的流动被阀释放或中断，加热回路117、123可在需要时被接通或断开。所述阀可根据制冷器具100中的温度需求被控制，并且例如结合温度传感器执行。温度传感器可检测制冷器具100的特定区域中的温度。控制器可根据检测到的温度，通过释放或关闭阀，控制加热回路117、123中的热传输物质的流动。加热回路117、123可实施成能够释放来自待冷却的特定的冷却室、例如冷冻室的热量。

因此，通过本发明实现了具有制冷回路105的制冷器具100，所述制冷回路105具有减小的尺寸并且具有较少的制冷剂。通过使用耦接元件119、125，在耦接元件119、125与加热回路117、123之间实现可拆卸式机械连接。因此，加热回路117、123可在组装制冷器具100时容易地安装。因此，简化了制冷器具100的组装，并且可减少连接点的数量。如果在制冷器具100的组装期间将预制的组件、例如预制的加热回路117、123提供给生产线，则可拆卸式连接是有利的。各种预制的加热回路117、123可相互连接和工艺上密封，而无需钎焊或熔焊的花费。

由于制冷回路105与加热回路117、123物理上分开，因此，制冷器具100的功能的模块化划分是可能的。制冷回路105由此可大量制造并且固定地安装在不同器具类型的制冷器具100中。加热回路117、123的不同设计在此可容易地连接至不同器具类型中的制冷回路105。在维修工作的情况下，可用最少的工作更换加热回路117、123。

结合本发明的各实施例示出和阐述的所有特征可在本发明的主题中以不同的组合提供，以便同时实现其有利效果。

本发明的保护范围由权利要求提出，并不受说明书中阐述的或附图中示出的特征的限制。

附图标记列表

100制冷器具

101制冷器具门

103框架

105制冷回路

107制冷剂蒸发器

109制冷剂压缩机

111制冷剂冷凝器

113节流机构

115热交换器

117加热回路

119耦接元件

121另外的热交换器

123另外的加热回路

125另外的耦接元件