專利名稱：包括在換熱器內(nèi)并行相連的制冷劑導(dǎo)管的制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括制冷劑回路的制冷裝置，其中所述制冷劑回路包 括在其中循環(huán)的制冷劑以便冷卻至少一個(gè)制冷室，該制冷劑回路包括 至少一個(gè)換熱器。
背景技術(shù)：
制冷器是一種電操作的或氣操作的裝置，其提供冷卻的內(nèi)部用于
保存冷藏的物品。該內(nèi)部中的溫度一般高于0°C，例如在土2t:與士12'C
之間。冷凍器是一種用于保存冷凍物品的對(duì)應(yīng)的裝置，并具有一內(nèi)部，
其溫度低于ox:，例如在一25t:與一4'c之間。冷藏與冷凍的組件具有 至少兩個(gè)內(nèi)部或兩個(gè)區(qū)域，它們彼此相互分離以便保持不同的溫度范 圍。
這樣的制冷裝置具有用于制冷相應(yīng)的內(nèi)部的制冷劑回路。制冷劑 回路經(jīng)由熱耦合到其上的換熱器吸收在內(nèi)部出現(xiàn)的熱量，并通過(guò)第二 換熱器將熱量消散到環(huán)境中。制冷劑回路可包括多個(gè)部件，例如冷凝 器、蒸發(fā)器、閥、流阻以及制冷劑導(dǎo)管。
在被稱為無(wú)霜裝置中，使用一種蒸發(fā)器，其與包含冷藏物品的制 冷室相分離，而被布置成在一個(gè)專用室內(nèi)，且在該處產(chǎn)生冷卻的空氣， 使得內(nèi)部被冷卻。翅片式蒸發(fā)器通常用于此情況。
翅片式蒸發(fā)器包括連續(xù)的蒸發(fā)器管，其從蒸發(fā)器入口延伸到蒸發(fā) 器出口。為了用制冷劑完全充滿這樣的蒸發(fā)器并將其冷卻到需要的溫 度，取決于蒸發(fā)器的尺寸與管的容量，需要相應(yīng)的時(shí)間，且在蒸發(fā)器 出口處蒸發(fā)器也達(dá)到需要的制冷溫度之前，發(fā)生特定的延遲。結(jié)果， 蒸發(fā)器在經(jīng)歷了特定的延遲之前不會(huì)達(dá)到其最大制冷性能
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種制冷裝置，其實(shí)現(xiàn)了高水平的工作效率 并尤其快速地提供了制冷性能。
該目標(biāo)通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求中限定的制冷裝置而實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)一步的有利實(shí)施例與進(jìn)步(在每種情況下可被單獨(dú)運(yùn)用或可以 適合的方式彼此自由組合)形成了獨(dú)立權(quán)利要求的主題，或在下面的 說(shuō)明中將更為詳細(xì)地解釋。
本發(fā)明的制冷裝置包括制冷劑回路，在該制冷劑回路中循環(huán)有制 冷劑以便冷卻至少一個(gè)制冷室，該制冷劑回路包括帶有制冷劑導(dǎo)管的 換熱器，該換熱器包括至少兩個(gè)并行相連(平行相連)的制冷劑導(dǎo)管。
作為在換熱器中制冷劑導(dǎo)管平行布置的結(jié)果，用于將制冷劑完全 充滿換熱器的時(shí)間被縮短。為此目的，制冷劑回路中的制冷劑流在換 熱器的入口處被分到換熱器的兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立區(qū)域中，然后在獨(dú)立的 制冷劑導(dǎo)管內(nèi)被并行地引導(dǎo)。
假設(shè)多個(gè)并行相連的制冷劑導(dǎo)管具有對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)換熱器全長(zhǎng)的全 長(zhǎng)，且假設(shè)制冷劑導(dǎo)管的橫截面是相同的，則并行相連的制冷劑導(dǎo)管 的流阻僅為具有單一長(zhǎng)制冷劑導(dǎo)管的傳統(tǒng)換熱器的流阻的四分之一。
不止兩個(gè)制冷劑導(dǎo)管，例如3至5個(gè)制冷劑導(dǎo)管可被并行相連。
各所述導(dǎo)管可在它們的整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)并行相連或者通過(guò)連接導(dǎo)管分開(kāi)并 彼此相連。
流阻的這種減小提高了制冷裝置的效率并確保了制冷室的更快速 制冷。
例如，由于蒸發(fā)器的降低的流阻，制冷劑導(dǎo)管內(nèi)局部存在的絕對(duì) 壓力降低。這樣的效果是液態(tài)制冷劑必須僅在較低壓力蒸發(fā)。結(jié)果， 制冷輸出增加。此外，較低的內(nèi)部壓力支持制冷劑從液相向氣相的更 完全的相變，且更大比例的液態(tài)制冷劑蒸發(fā)，而更小比例的液態(tài)制冷 劑返回到壓縮機(jī)。
所有的蒸發(fā)器的效率都被提升。
有利地，制冷劑導(dǎo)管是擠出成型的。
在所謂的擠出成型工藝中，諸如金屬的移動(dòng)緩慢的硬化材料以相 應(yīng)高壓力和/或高溫度被連續(xù)地?cái)D壓通過(guò)一噴嘴。對(duì)此，如果必須勻化的話，則材料首先熔化，并在借助擠壓機(jī)在高壓下被擠壓通過(guò)噴嘴。 從噴嘴一出來(lái)，材料在適當(dāng)?shù)睦鋮s之后設(shè)定并固化。
取決于噴嘴形狀，擠出成型的材料的橫截面可被預(yù)限定。具體地， 擠出成型工藝允許制造帶有任何橫截面形狀的中空的成型件。
然而，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定噴嘴處的壓力與流條件，可以用擠出工藝 不僅生產(chǎn)桿形中空的成型件，還可以生產(chǎn)彎曲的中空的成型件。例如， 為了制造彎曲的中空的成型件，在噴嘴處，在彎曲的外側(cè)比該彎曲的 內(nèi)側(cè)有更多的材料被供應(yīng)。
也可以利用擠出工藝制造多通道式制冷劑導(dǎo)管，即，包括多個(gè)并 行連接的制冷劑通道的制冷劑導(dǎo)管。以這樣的方式，通過(guò)單一的多通 道式制冷劑導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)了多個(gè)制冷劑導(dǎo)管的并行連接。
利用擠出的制冷劑導(dǎo)管，可以實(shí)現(xiàn)具有內(nèi)部容積與外部表面的最 優(yōu)化的比率的制冷劑。具體地，制冷劑導(dǎo)管的表面可以被增大，而制 冷劑流經(jīng)地的內(nèi)部橫截面表面卻減小。在制冷劑導(dǎo)管內(nèi)避免了不必要 的大量制冷劑，且用于吸收或散熱的表面增大了。結(jié)果，顯著高效的 傳熱被實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，換熱器是冷凝器。
在進(jìn)一步的實(shí)施例中，換熱器是蒸發(fā)器。該蒸發(fā)器可在制冷室的 外部被設(shè)置。
在具體實(shí)施例中，蒸發(fā)器是翅片式蒸發(fā)器。制冷劑導(dǎo)管可由鋁、 鋁合金、銅、銅合金、鎂或鎂合金而制成。
有利地，制冷劑導(dǎo)管通過(guò)熱交換元件而被連接到一起，尤其是通 過(guò)制冷肋、通過(guò)制冷翅片或通過(guò)制冷線材彼此相連。借助于熱交換元 件，與散熱或吸熱有關(guān)的表面被增加，因此換熱器的傳熱率降低，從 而實(shí)現(xiàn)了更為高效的傳熱。
在具體實(shí)施例中，平行的連接部的長(zhǎng)度構(gòu)成了換熱器內(nèi)制冷劑的
流動(dòng)路徑長(zhǎng)度的至少50%、尤其是至少75%、例如至少90%。如果 換熱器被分為多個(gè)部分，且如果換熱器具有多個(gè)換熱器部分，則平行 連接部的長(zhǎng)度與流路徑之間的比率與通過(guò)該多個(gè)換熱器部分的制冷劑 的總流動(dòng)路徑有關(guān)。在這樣的長(zhǎng)度的情況下，換熱器的總流阻被顯著 降低，因此換熱器的效率實(shí)質(zhì)上被提高。并行相連的制冷劑導(dǎo)管可具有相同的流橫截面。 在具體實(shí)施例中，換熱器包括至少兩個(gè)換熱器入口。 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在換熱器中的制冷劑導(dǎo)管的長(zhǎng)度彼此偏差
少于20%、尤其少于10%。


進(jìn)一步的有利方面與細(xì)節(jié)(在每種情況下可被單獨(dú)運(yùn)用或以適合 的方式彼此自由組合)，將基于下列附圖更為詳細(xì)解釋，其中所述附圖 應(yīng)僅僅借助于示例而圖示本發(fā)明。
附圖以圖形形式示出。
圖1以圖示形式示出了本發(fā)明的制冷裝置的橫向剖視圖的實(shí)施
例；
圖2示出了根據(jù)圖1的制冷裝置的制冷劑回路； 圖3示出了公知的翅片式蒸發(fā)器；
圖4示出了根據(jù)圖1的制冷裝置的換熱器的第一實(shí)施例； 圖5示出了根據(jù)圖1的制冷裝置的換熱器的第二實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出制冷裝置1的橫向剖視圖的一個(gè)實(shí)施例，該制冷裝置包 括殼體18，用于容納被制冷的物品19的制冷室3以及門(mén)12。制冷裝 置1包括制冷劑回路2，所述制冷劑回路包括用于壓縮在制冷劑回路2 中循環(huán)的制冷劑的壓縮機(jī)17;用于制冷劑的冷凝同時(shí)將熱量耗散到環(huán) 境的冷凝器；以及用于制冷劑的蒸發(fā)以及用于產(chǎn)生制冷從而冷卻制冷 室3的蒸發(fā)器7。壓縮機(jī)17、冷凝器6以及蒸發(fā)器7通過(guò)制冷導(dǎo)管2 彼此流體相連。
冷凝器6與蒸發(fā)器7代表?yè)Q熱器4,借助該換熱器，熱可被吸收 或耗散。蒸發(fā)器7被布置在獨(dú)立的室中，在冷卻室3的外側(cè)。蒸發(fā)器 7利用經(jīng)由流通道(未示出)供至制冷室3的制冷空氣冷卻制冷室3。
圖2示出根據(jù)圖1的制冷裝置1的制冷劑回路2，該制冷劑回路 包括冷凝器6、干燥器14、節(jié)流器13、冷凝器6、蒸氣包(steam dome)16以及壓縮機(jī)17，它們依次流體相連。
借助于節(jié)流器13與壓縮機(jī)17，制冷劑被壓縮，且伴隨的熱通過(guò) 冷凝器6耗散到環(huán)境中，同時(shí)制冷劑冷凝。
借助于干燥器14，在制冷劑回路2中包含的水分被去除。冷凝器 2具有包含在其中的制冷劑導(dǎo)管5、 23的平行連接部10 (參見(jiàn)圖3至 5)。借助于蒸氣包16，制冷劑的氣相從液相中分離出來(lái)，并經(jīng)由吸入 管線15被供至壓縮機(jī)17，以便進(jìn)一步壓縮。
圖3示出帶有第一換熱器入口 21與第一換熱器出口 22的已知蒸 發(fā)器7以及單一連續(xù)的第一制冷劑導(dǎo)管5。制冷肋9被附裝到制冷劑 導(dǎo)管5上作為熱交換元件8，從而增大了與散熱或制冷有關(guān)的表面， 并因而熱量/制冷傳遞阻力。
圖4示出例如根據(jù)圖1的本發(fā)明制冷裝置1的實(shí)施例的換熱器4 的示例，換熱器包括第一制冷劑導(dǎo)管5與第二制冷劑導(dǎo)管23，它們借 助于平行連接部IO而平行地連接。該換熱器4被設(shè)置為蒸發(fā)器7。換 熱器4包括兩個(gè)換熱器入口，即第一換熱器入口 21與第二換熱器入口 24;以及兩個(gè)換熱器出口，即第一換熱器出口 22與第二換熱器出口 25。換熱器入口 21與24都被設(shè)計(jì)為用于減小制冷劑壓力的注射部位。 在本示例性的實(shí)施例中，鄰接注射部位21與24的制冷劑導(dǎo)管5與23 被設(shè)計(jì)為具有相同的長(zhǎng)度。同樣可以將導(dǎo)管長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為不同。
兩個(gè)制冷劑導(dǎo)管5、 23通過(guò)熱交換元件8而彼此相連，以便增加 用于散熱的有效表面。熱交換元件9被設(shè)計(jì)為制冷肋9。由于制冷劑 導(dǎo)管5、 23的平行連接部10，換熱器4的流阻被相當(dāng)程度地減小，從 而改進(jìn)了換熱器的效率。這證明在蒸發(fā)器中是尤其有利的，這是由于 在蒸發(fā)器內(nèi)流動(dòng)的液態(tài)制冷劑因此可在較低的內(nèi)壓蒸發(fā)，并因此實(shí)現(xiàn) 了更強(qiáng)的制冷，或者更大比例的液態(tài)制冷劑實(shí)際上蒸發(fā)。結(jié)果，蒸發(fā) 器的效率被提高。
圖5示出了制冷裝置1的換熱器4的另一實(shí)施例，第一制冷劑導(dǎo) 管5與第二制冷劑導(dǎo)管23己經(jīng)利用擠出工藝在一起被形成并且彼此平 行地延伸。換熱器4被設(shè)計(jì)為蒸發(fā)器7，并包括換熱器入口 21與換熱 器出口 22。沿流路徑11的平行連接部10的長(zhǎng)度通過(guò)從點(diǎn)A到點(diǎn)A'的距離而確定。換熱器4的全流路徑11的長(zhǎng)度由從點(diǎn)B到點(diǎn)B'的距離 而確定。因此，平行連接部的長(zhǎng)度為大于換熱器4的制冷劑流路徑11 的長(zhǎng)度的95%。制冷劑導(dǎo)管5、 23通過(guò)熱交換元件8彼此相連，其中 該熱交換元件8被設(shè)置為制冷肋9。
由于制冷劑5、 23平行地布線，在制冷劑與傳熱表面之間實(shí)現(xiàn)了 良好接觸，結(jié)果，熱交換被改進(jìn)且變得更為高效。有利地，不止兩個(gè)、 例如三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)并行相連的制冷劑導(dǎo)管在換熱器中被 設(shè)置。
本發(fā)明涉及一種制冷裝置1，其包括制冷劑回路2，在該制冷劑回 路2中循環(huán)有制冷劑，以便冷卻至少一個(gè)制冷室3，該制冷劑回路2 包括帶有制冷劑導(dǎo)管5、 23的換熱器4，該換熱器4包括至少兩個(gè)平 行相連的制冷劑導(dǎo)管5、 23，且其特征在于具有高等級(jí)的效率以及特 別高的制冷和/或冷凍性能。
附圖標(biāo)記列表
1制冷和/或冷凍裝置
2制冷劑回路
3制冷室
4換熱器
5第一制冷劑導(dǎo)管
6冷凝器
7蒸發(fā)器
8熱交換元件
9制冷肋
10平行連接部
11流動(dòng)路徑
12門(mén)
13節(jié)流器
14干燥器15吸入管線
16蒸氣包
17壓縮機(jī)
18殼體
19冷藏物品
20制冷導(dǎo)管
21第一換熱器入口
22第一換熱器出口
23第二制冷劑導(dǎo)管
24第二換熱器入口
25第二換熱器出口
Ll從點(diǎn)A到點(diǎn)A'的并行連接的長(zhǎng)度 L2從點(diǎn)B到點(diǎn)B'的流動(dòng)路徑11的長(zhǎng)度<image>image see original document page 11</image>
權(quán)利要求
1.一種制冷裝置(1)，包括制冷劑回路(2)，在所述制冷劑回路中循環(huán)有制冷劑，以冷卻至少一個(gè)制冷室(3)，所述制冷劑回路(2)包括至少一個(gè)換熱器(4)，其特征在于，所述至少一個(gè)換熱器(4)包括至少兩個(gè)并行連接的制冷劑導(dǎo)管(5、23)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷裝置(1)，其特征在于，所述制冷 劑導(dǎo)管(5、 23)是擠出成型的。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于， 所述換熱器(4)是冷凝器(6)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于，所 述換熱器(4)是蒸發(fā)器(7)，具體地是在所述制冷室(3)外側(cè)布置 的蒸發(fā)器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷裝置(1)，其特征在于，每個(gè)所述 制冷劑導(dǎo)管(5、 23)配備有注射部位(21、 24)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制冷裝置(1)，其特征在于，所述制冷 劑導(dǎo)管(5、 23)在鄰接所述注射部位(21、 24)處被設(shè)置成具有相同 或不同的長(zhǎng)度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于， 所述蒸發(fā)器(7)是翅片式蒸發(fā)器。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于，制 成所述導(dǎo)管(5、 23)是鋁、鋁合金、銅、銅合金或鎂合金。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于，所 述制冷劑導(dǎo)管(5、 23)通過(guò)熱交換元件(8)、尤其通過(guò)制冷肋(9)、 制冷翅片或制冷線圈被彼此相連。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于， 連接至所述注射部位(21、 24)的平行連接部(10)的長(zhǎng)度(Ll)構(gòu) 成所述換熱器(4)中的制冷劑的流動(dòng)路徑(11)的長(zhǎng)度的至少50%、 尤其至少75%，例如至少90%。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于， 不止兩個(gè)并行相連的制冷劑導(dǎo)管(5、 23)在所述換熱器(4)中設(shè)置。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于， 所述換熱器(4)包含至少兩個(gè)換熱器入口。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于， 所述多個(gè)制冷劑導(dǎo)管(5、 23)被構(gòu)造為單個(gè)多通道式制冷劑導(dǎo)管。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置(1)，其特征在于， 所述換熱器(4)中的制冷劑導(dǎo)管(5、 23)在注射部位的連接處的長(zhǎng) 度彼此偏差小于20。X、尤其小于10%。
全文摘要
一種制冷裝置(1)，包括制冷劑回路(2)，在所述制冷劑回路中循環(huán)有制冷劑，以冷卻至少一個(gè)制冷室(3)，所述制冷劑回路(2)包括至少一個(gè)換熱器(4)，其特征在于，所述至少一個(gè)換熱器(4)包括至少兩個(gè)并行連接的制冷劑導(dǎo)管(5、23)。
文檔編號(hào)F25B39/02GK101652610SQ200880011351
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者D·拉齊沃萊克, S·謝特英格, W·諾伊丁 申請(qǐng)人:Bsh博世和西門(mén)子家用器具有限公司