專利名稱：包括帶有蓄熱元件冷凝器的制冷裝置，尤其家用制冷裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制冷裝置，尤其一種家用制冷裝置，其包括殼體，其具有置于其內 的用于容納被制冷物品的內部空間，并進一步包括壓縮機、冷凝器以及蒸發(fā)器，所述壓縮 機、冷凝器和蒸發(fā)器以傳導流體的方式接合以形成冷卻回路，并且冷凝器具有外界空氣在 其周圍流動的冷卻結構。本發(fā)明進一步涉及一種用于經濟地運轉制冷裝置，尤其為家用制冷裝置的方法。
背景技術：
冰箱(制冷器)為電動或氣動裝置，其提供用于存儲被制冷物品的冷卻內部空間。 內部空間中的溫度通常高于0°C，例如在+2°C到+12°C之間。冷凍器是用于存儲被冷凍物品 的相應裝置，并具有溫度低于0°C，例如-25°C到_4°C之間的內部空間。冰箱/冷凍器的組 合包括至少兩個內部空間或兩個不同溫度范圍的相互分離區(qū)域。這樣的冰箱和/或冷凍器具有用于冷卻各個內部空間的冷卻回路。冷卻回路通 過與其熱聯(lián)接的熱交換器從內部空間吸收熱量，并通過第二熱交換器將所述熱量釋放到外 界。冷卻回路可包括多個組件，例如冷凝器、蒸發(fā)器、閥、阻流器以及冷卻劑管路。制冷裝置從具有較低溫度水平的空間，一般來說為制冷裝置的內部空間抽取熱 量，將該熱量釋放到具有較高溫度水平的空間，一般來說為圍繞制冷裝置的空間或外界環(huán)
^Mi ο所述的熱量傳輸采用一循環(huán)過程進行，該循環(huán)過程通常利用蒸發(fā)過程或者根據(jù)具 體情況利用汽化過程的特定能量強度。所述過程內的冷凝器的功能為冷卻并由此使壓縮的 暖的氣態(tài)制冷劑液化。由于暖的制冷劑和較冷的環(huán)境之間的溫度的差異，將冷凝器中的熱
量移除。冷凝器的大小必須根據(jù)需要移除的熱能數(shù)量和從制冷劑到環(huán)境傳遞熱量的效率 來選擇。從它的運轉的經濟效益和環(huán)境友好性方面來說，制冷裝置的能耗意義重大。為了改善制冷裝置的效率以及減小其能量需求，最好使得冷凝器的運轉溫度盡可 能低。例如，它可通過通風機冷卻冷凝器來獲得。通常，為了更好的冷卻冷凝器，消耗能量 也是必要的，這將抵消掉至少一部分由冷卻節(jié)省的能量。例如，通風機需要電流，或者生產 較大的冷凝器更昂貴。在制冷裝置中采用的、普通商業(yè)上可獲得的冷凝器，在伴隨外界空氣的管道環(huán)路 中輸送暖的制冷劑，因此通過管壁將熱量從制冷劑輸送到環(huán)境中。熱量的移除可利用葉片或棒來輔助以便于增加與熱量的釋放相關的表面積。所述 葉片或棒為了此目的固定到輸送暖的冷卻劑的管道。為了成本效益的緣故，迄今為止，冷凝器通常具體表現(xiàn)為具有盡可能薄的管道以 便于節(jié)約材料成本。迄今為止，像這樣的冷凝器的蓄熱容量在能量的傳遞中或者對于冷卻 回路的效率沒有起到重大的作用。

發(fā)明內容
相比之下，本發(fā)明的一個目的是公開一種冰箱(制冷器)和/或冷凍器，其易于生 產，表現(xiàn)出較高水平的效率，以及具有較低的運轉成本。另一個目的是公開一種用于運轉顯著節(jié)約能量且經濟的冰箱和/或冷凍器的方法。所述目的通過如獨立權利要求中所公開的冰箱或和/冷凍器以及通過如獨立權 利要求中所公開的用于運轉冰箱和/或冷凍器的方法來實現(xiàn)?？蓡为殤玫幕蛞匀魏芜m當形式組合的另外的有利實施例及發(fā)明，為各個從屬權 利要求的主題，或者將在隨后的說明中更詳細闡釋。本發(fā)明的冰箱和/或冷凍器包括殼體，其具有置于其內的用于容納被制冷物品的 內部空間，以及進一步包括壓縮機、冷凝器以及蒸發(fā)器，所述壓縮機、冷凝器和蒸發(fā)器以傳 導流體的方式接合以形成冷卻回路，并且冷凝器具有冷卻結構，外界空氣在所述冷卻結構 周圍流動，提供蓄熱元件以用于增加冷凝器的吸熱容量與其內部體積的比率，冷凝器的吸 熱容量被定義為其蓄熱容量與重量的乘積。吸熱容量描述了每次溫度升高冷凝器吸收的能量的量。吸熱容量不包括冷卻劑吸 收熱量的能力。冷凝器的內部體積由冷凝器內部的流體管路的內部確定。借助于蓄熱元件可提高吸熱容量，吸熱容量例如可由單位焦耳每開爾文來表示。 冷凝器的吸熱容量與其內部體積的比率因此通過蓄熱元件提高。冷凝器因此可大量地 (extensively)緩沖來自于冷卻回路的熱量。由于冷凝器的蓄熱能力，尤其當壓縮機不運轉 時，冷凝器將仍舊能夠將熱量輸送到環(huán)境中，或者視情況而定，當壓縮機已經運轉了很長時 間時，將熱量從冷卻劑移除而不考慮輸送到環(huán)境中的熱量的量。具有高熱容量的蓄熱元件，使得在存儲介質中具有高能量輸入而沒有大的溫度升 高或當壓縮機空轉時，減少由此存儲的熱量成為可能。因此利用壓縮機的空轉時間是可能 的，壓縮機的空轉時間是指壓縮機不運轉的時間，也是指用于釋放熱量到環(huán)境中的時間。較 低的冷凝溫度將提高制冷回路中的熱效率。冷卻回路中的制冷劑有效地由蓄熱元件制冷，以使得冷凝器中的壓力和溫度穩(wěn)定 到較低的水平。實驗室測試已經表明，當蓄熱元件被連接于冷凝器時，冰箱和/或冷凍器的 能耗可至多下降6%。冷卻結構尤其可由固定到冷凝器并與其以導熱的形式接觸的散熱片或散熱線形 成。蓄熱元件可被設計成安裝在冷凝器內或連接到冷凝器上。它們可滑動到冷凝器中 或永久夾固在冷凝器上。蓄熱元件可具體表現(xiàn)為包含蓄熱流體的袋狀物或包狀物，該蓄熱流體尤其為水。 水具有相對比較高的熱容量并且廉價。蓄熱元件也可被加裝到冰箱和/或冷凍器。在一個具體實施例中，袋狀物或包狀物由金屬化合物薄片，尤其為鋁化合物薄片， 或塑料薄片形成。蓄熱流體被包含于袋狀物內。在另一個實施例中，蓄熱元件具體表現(xiàn)為帶有蓄熱物質的硬質容器，所述蓄熱物 質尤其為水或石蠟。
蓄熱物質有利地在冰箱和/或冷凍器正常操作期間的溫度范圍內具有相變，以便 利用在相變中出現(xiàn)的相變潛熱。例如，就石蠟而言，固-液相變可被用于有效地且大量地從 冷卻回路移除能量，并緩沖(buffering)所述能量。在另一實施例變型中，蓄熱元件還可具體表現(xiàn)為實心金屬板或金屬桿。在尤其有利的實施例中，蓄熱元件可被更換或加裝。這種的蓄熱元件可被經濟地 生產并隨后可被容易的安裝或更換。它們也可被提供給最終消費者以用于加裝到已知的冰 箱和/或冷凍器上。在另一實施例中，蓄熱元件可在冷卻結構之間滑動。例如，蓄熱元件可滑動到由散 熱線形成的環(huán)或圈中。將蓄熱元件固定到散熱片或使它們在散熱片之間滑動也是可能的。在本發(fā)明的另一實施例變型中，冰箱和/或冷凍器包括殼體，其具有置于其內的 用于容納被制冷物品的內部空間，以及進一步包括壓縮機、冷凝器以及蒸發(fā)器，所述壓縮 機、冷凝器和蒸發(fā)器以傳導流體的方式接合以形成冷卻回路，并且冷凝器具有冷卻結構， 外界空氣在所述冷卻結構周圍流動，冷凝器的吸熱容量與其內部體積的比率至少為20J/ Kcm3，冷凝器的吸熱容量被定義為其蓄熱容量與重量的乘積。通常的冷凝器具有大約lOJ/Kcm3的吸熱容量。借助于具體表現(xiàn)為水袋的蓄熱元件，例如，以簡單的方式使冷凝器的吸熱容量與 其內部體積的比率增至三倍或五倍是可能的。在具有較粗的散熱線的可替換實施例中，或者在冷凝器中的冷卻劑管路具有較厚 管壁的可替換實施例中，該比率可增至兩倍。冷凝器的吸熱容量與其內部體積的比率有利地由蓄熱元件提高。尤其，該比率至 少增至兩倍，尤其至少增至四倍，例如至少增至八倍。因此，該比率至少為20J/Kcm3，尤其至少為40J/Kcm3，例如至少為80J/Kcm3。本發(fā)明的用于運轉包括冷卻回路的冰箱和/或冷凍器的方法，所述冷卻回路具有 冷凝器，尤其用于運轉如前述權利要求中任一項所述的冰箱和/或冷凍器的方法，該方法 將蓄熱元件裝備給冷凝器以便提高冷凝器的吸熱容量與其內部體積的比率，冷凝器的吸熱 容量被定義為其蓄熱容量與重量的乘積。在一個實施例中，該比率至少為20J/Kcm3，尤其至少為40J/Kcm3，例如至少80J/ Kcm30


可被單獨應用的或任何適當組合的另外有利細節(jié)和方面，將參照下面的示意圖更 詳細地闡釋，該示意圖的意圖是僅以示例的方式解釋本發(fā)明。尤其，蓄熱元件可被加裝。圖1為本發(fā)明的冰箱和/或冷凍器的剖視側視圖；圖2示出了用于冰箱和/或冷凍器的部分傳統(tǒng)蒸發(fā)器；圖3示出了用于圖1中所示的冰箱和/或冷凍器的蓄熱元件；以及圖4示出了用于冰箱和/或冷凍器的另一實施例變型的冷凝器，其中蓄熱元件滑 云力就位。
具體實施例方式圖1為一種本發(fā)明的具有殼體和內容器12的冰箱和/或冷凍器1、尤其為一種家 用制冷裝置的剖視側視圖。內容器12具有用于以制冷的方式存儲被制冷物品4的內部空 間3。可通過門14打開和關閉內部空間3。在殼體2中用泡沫材料13對內容器12進行泡 沫處理以用于改善內部空間3的隔熱。冰箱和/或冷卻器1具有冷卻回路7。冷卻回路7包括用于壓縮在冷卻回路7中 循環(huán)的冷卻劑的壓縮機5、用于使被壓縮的冷卻劑液化并將熱量釋放到外界空氣17中的冷 凝器8、以及節(jié)流器(choke)ll和蒸發(fā)器6，用于使壓縮后和冷卻后從而液化后的冷卻劑在 蒸發(fā)器中膨脹并將冷量釋放到內部空間3來。壓縮機5、冷凝器8、節(jié)流器11和蒸發(fā)器6由 冷卻劑管路18以傳導流體的方式接合并形成冷卻回路7。冷凝器8具有散熱線或散熱片形式的冷卻結構9以用于增加對于外界空氣17的 表面積，該面積與熱量的釋放相關。外界空氣17在冷卻結構9的周圍流動，因此這使得熱 量的高效傳遞成為可能。冷凝器8具有冷凝器入口 15和冷凝器出口 16。其中用于冷卻劑的冷凝器8內部 體積由冷凝器入口 15和冷凝器出口 16限定。蓄熱元件10已經被滑動放入冷凝器8中。蓄熱元件10借助于將鋁化合物薄片制 成袋狀物并在其中帶有蓄熱物質來形成，蓄熱物質例如為水或石蠟。冷凝器8的吸熱容量與冷凝器8的內部體積的比率由蓄熱元件提高且為35J/ Kcm3，其中，所述吸熱容量被定義為冷凝器8的蓄熱容量與冷凝器8的重量的乘積。冷凝器 中的溫度由此將被保持的較低，并且制冷回路中的熱效率將被改善。甚至當壓縮機不工作 時，借助于蓄熱元件，釋放熱量將尤其是可能的。通過由于比率而被延遲的熱量釋放，冷凝 器中在冷卻劑和冷凝器壁之間的溫度梯度將被提高，由此冷凝器中冷卻劑的溫度將降低。蓄熱元件10可被經濟地制造但可顯著減少冰箱和/或冷凍器1的能耗。在實驗 室測試中，已測量到冰箱和/或冷凍器1的能耗減少了 6%。圖2示出了具有冷卻結構9和冷卻劑管路18的已知冷凝器5的一部分。冷卻結 構9具體表現(xiàn)為包圍冷凝器8冷卻劑管路的散熱線。圖3示出了用于圖1中示出的冰箱和/或冷凍器1的蓄熱元件10。蓄熱元件10 具體表現(xiàn)為含有石蠟的袋狀物。該袋狀物被焊封并被密封。石蠟由冷卻劑的熱量液化以使 得熱量的大部分在石蠟的固_液相變中可以潛熱的形式被緩沖。圖4為冰箱和/或冷凍器1的另一實施例變型的蒸發(fā)器的剖視圖，其中蓄熱元件 10部分滑入冷凝器5中。蓄熱元件2在冷凝器8的冷卻劑管路18之間水平地滑動就位，在 具體表現(xiàn)為散熱線的冷卻結構9之間。借助于蓄熱元件10，冰箱和/或冷凍器1的能耗可 大幅度地減少，例如減少6 %。本發(fā)明涉及一種冰箱和/或冷凍器1，其包括殼體2，殼體2具有置于其內的用于 容納被制冷物品4的內部空間3，以及進一步包括壓縮機5、冷凝器8和蒸發(fā)器6，壓縮機5、 冷凝器8以及蒸發(fā)器6以傳導流體的方式接合以形成冷卻回路7，且冷凝器8具有外界空氣 在其周圍流動的冷卻結構9，提供蓄熱元件以增加冷凝器8的吸熱容量與它的內部體積的 比率，和/或使冷凝器的吸熱容量與它的內部體積的比率至少為20J/Kcm3。本發(fā)明的特點
7在于它的易于生產、改善的效率以及較低的運轉費用。參考標記列表1冰箱和/或冷凍器2 殼體3內部空間4被制冷物品5壓縮機6蒸發(fā)器7冷卻回路8冷凝器9冷卻結構10蓄熱元件11節(jié)流器12內部容器13泡沫材料14 門15冷凝器入口16冷凝器出口17外界空氣18冷卻劑管路
權利要求
1. 一種制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其包括殼體(2)，其具有置于其內的用于容納被制冷物品(4)的內部空間(3)， 壓縮機(5)， 冷凝器⑶以及 蒸發(fā)器(6)，壓縮機(5)、冷凝器(8)和蒸發(fā)器(6)以傳導流體的方式接合以形成冷卻回路(7)，并且冷凝器(8)具有冷卻結構(9)，外界空氣在所述冷卻結構周圍流動， 其特征在于，提供蓄熱元件(10)以增加冷凝器(8)的吸熱容量與冷凝器(8)的內部體積的比率，所 述冷凝器的吸熱容量被定義為冷凝器(8)的蓄熱容量與冷凝器(8)的重量的乘積。
2.如權利要求1所述的制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其中，蓄熱元件(10)被設 計成安裝在冷凝器(8)中或連接至該冷凝器。
3.如前述權利要求中任一項所述的制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其中，蓄熱元 件(10)具體表現(xiàn)為包含蓄熱流體的袋狀物或包狀物，該蓄熱流體尤其為水。
4.如權利要求3所述的制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其中，所述袋狀物或包狀 物由金屬化合物薄片，尤其是鋁化合物薄片，或塑料薄片形成。
5.如前述權利要求中任一項所述的制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其中，蓄熱元 件(10)具體表現(xiàn)為帶有蓄熱物質的硬質容器，該蓄熱物質尤其為水或石蠟。
6.如權利要求5所述的制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其中，蓄熱物質在冷凝器 (8)的工作溫度范圍中具有相變。
7.如前述權利要求中任一項所述的制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其中，蓄熱元 件(10)具體表現(xiàn)為實心金屬板或金屬桿。
8.如前述權利要求中任一項所述的制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其中，蓄熱元 件(10)可被更換或加裝。
9.如前述權利要求中任一項所述的制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其中，蓄熱元 件(10)在冷卻結構(9)之間滑動就位。
10. 一種制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)，其包括殼體(2)，其具有置于其內的用于容納被制冷物品(4)的內部空間(3)， 壓縮機(5)， 冷凝器⑶以及 蒸發(fā)器(6)，所述壓縮機(5)、冷凝器(8)和蒸發(fā)器(6)以傳導流體的方式接合以形成冷卻回路 (7)，并且冷凝器(8)具有冷卻結構(9)，外界空氣在所述冷卻結構周圍流動， 其特征在于，冷凝器(8)的吸熱容量與冷凝器(8)的內部體積的比率至少為20J/Kcm3，所述冷凝器 的吸熱容量被定義為冷凝器(8)的蓄熱容量與冷凝器(8)重量的乘積。
11. 一種如權利要求10和權利要求1至9中任一項相結合所述的制冷裝置，尤其是家用制冷裝置(1)。
12.一種用于運轉包括具有冷凝器⑶的冷卻回路(7)的制冷裝置、尤其是家用制冷裝 置(1)的方法，尤其用于運轉如前述權利要求中任一項所述冰箱和/或冷凍器的方法，其特 征在于，在冷凝器(8)上提供有蓄熱元件(10)以便提高冷凝器(8)的吸熱容量與冷凝器(8)的 內部體積的比率，所述冷凝器的吸熱容量被定義為冷凝器(8)的蓄熱容量與冷凝器(8)重 量的乘積。
13.如權利要求12所述的方法，所述比率至少為20J/Kcm3，特別至少為40J/Kcm3，例如 至少 80J/Kcm3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冰箱，尤其一種家用冰箱(1)，其包括殼體(2)、壓縮機(5)、冷凝器(8)和蒸發(fā)器(6)，殼體(2)具有位于其內的用于保持被冷卻物品(4)的內部空間(3)，其中連接壓縮機(5)、冷凝器(8)和蒸發(fā)器(6)以用于傳導流體，由此形成冷卻回路(7)，以及其中冷凝器(8)包括冷卻結構(9)，外界空氣在其周圍流動，其中提供蓄熱元件以提高冷凝器(8)的吸熱容量與其內部體積的比率，和/或其中冷凝器的吸熱容量與其內部體積的比率至少為20J/Kcm3。本發(fā)明的特點在于它的簡便的制造方法、改善的效率以及較低的運轉費用。
文檔編號F25B39/04GK102007349SQ200980113381
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月6日 優(yōu)先權日2008年4月17日
發(fā)明者C·海因, D·切希利克, T·拉普琴科, 周小天 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司