ИСПАРИТЕЛЬ

Заявленная полезная модель относится к области холодильной техники и может быть применена в качестве испарителя торговой витрины, холодильного шкафа и другого холодильного оборудования.
Главной задачей в области холодильной техники является снижение количества электроэнергии, потребляемой холодильным агрегатом. Количество потребляемой электроэнергии находится в прямой зависимости от длительности интервала рабочего времени холодильного агрегата (время работы холодильного агрегата, необходимое для осуществления одного цикла охлаждения).
Из предшествующего уровня техники известен испаритель, который содержит тонкие металлические пластины и металлическую трубку. В канале трубки осуществляют испарение хладагента. Трубка состоит из нескольких прямолинейных участков, которые расположены параллельно друг другу и последовательно соединены между собой изогнутыми участками трубки. Металлические пластины расположены перпендикулярно оси прямолинейных участков трубки и сопряжены с внешней поверхностью трубки. Рассматриваемый испаритель применяется в витринах, которые описаны в патентах US 2494480 (10.01.1950 года), DE 3347361 (11.07.1985 года). Кроме того, рассматриваемый испаритель описан в патенте СА 2446025 (22.04.2005 года) и в заявке WO 03100340 (04.12.2003 года). Прототипом заявленной полезной модели является испаритель, описанный в заявке WO 03100340. Указанный испаритель содержит трубку, которая представляет собой канал для испарения хладагента и множество ребер установленных на трубке. Трубка содержит множество прямых участков и изогнутых частей для соединения прямых участков. Прямые участки трубки расположены перпендикулярно потоку охлаждаемого воздуха. Ребра представляют собой прямую плоскую пластину, в которой выполнены множество отверстий, через которые проходят прямые участки трубки. В предпочтительном варианте рассматриваемого испарителя прямые участки трубки расположены друг над другом в двух параллельных плоскостях (пункт 1 формулы изобретения, абзацы с 0047 по 0049 раздела "описание изобретения" и фиг.3В, 4В заявки WO 03100340).
В указанных витринах охлаждение воздуха осуществляют посредством его теплообмена с металлическими пластинами испарителя. Затем теплоту, которую отводят от охлаждаемого воздуха к пластинам, передают от пластин к хладагенту через стенку трубки. Жидкий хладагент, который содержится в канале трубки, испаряется, пары хладагента перемещаются в герметичный корпус компрессора, а затем - в рабочую полость компрессора.
Время работы холодильного агрегата, необходимое для осуществления одного цикла охлаждения воздуха, который расположен в охлаждаемом отделении витрины, находится в прямой зависимости от холодопроизводительности компрессора. При этом холодопроизводительность компрессора находится в прямой зависимости от массы хладагента, который поступает в рабочую полость компрессора в течение одного цикла всасывания и, следовательно, - от давления паров хладагента, который содержится в герметичном корпусе компрессора.
Давление в герметичном корпусе компрессора ниже, чем давление в испарителе, что обеспечивает перемещение паров хладагента по каналу трубки, заполненной жидким хладагентом. Указанная разность между давлением в герметичном корпусе компрессора и давлением в трубке испарителя находится в прямой зависимости от гидравлического сопротивления канала трубки, заполненного жидким хладагентом.
В указанных испарителях для сокращения интервала времени, необходимого для охлаждения пластин, увеличивают количество прямолинейных участков трубки. Увеличение прямолинейных участков трубки позволяет сократить расстояние между трубками, а так же расстояние от трубки до края пластины.
Однако прямым следствием увеличения количества прямолинейных участков трубки является увеличение длины канала трубки, заполненного жидким хладагентом. Соответственно повышается гидравлическое сопротивление канала трубки. Чтобы обеспечить перемещение паров хладагента по более длинному каналу трубки, заполненного жидким хладагентом, дополнительно снижают давление паров хладагента в герметичном корпусе компрессора. При этом снижается холодопроизводительность компрессора и увеличивается интервал рабочего времени холодильного агрегата.
В основу заявленной полезной модели поставлена задача создания испарителя, существенные признаки которого обеспечивают снижение количества электроэнергии, потребляемой холодильным агрегатом.
Поставленная задача решена путем создания испарителя, содержащего тонкие металлические пластины и трубку, которая представляет собой канал для испарения хладагента и состоит из прямолинейных участков, которые расположены параллельно друг другу и последовательно соединены между собой изогнутыми участками трубки, металлические пластины расположены перпендикулярно оси прямолинейных участков трубки, и содержат отверстия, в которых расположены прямолинейные участки трубки, при этом согласно полезной модели испаритель содержит, по меньшей мере, три прямолинейных участка трубки, которые расположены в одной вертикальной плоскости, и охлаждающие элементы, которые выполнены из алюминия и расположены между пластинами с возможностью передачи теплоты от пластины к хладагенту, при этом одна сторона охлаждающего элемента выполнена в виде плоскости, которая сопряжена с поверхностью охлаждаемой пластины, каждый охлаждающий элемент содержит центральную часть и, по меньшей мере, два выступа, продольная ось указанных выступов расположена горизонтально, а размер охлаждаемого элемента, который измеряется вдоль горизонтальной плоскости, превышает размер охлаждаемого элемента, который измеряется вдоль вертикальной плоскости; в центральной части охлаждающего элемента выполнено отверстие, которое расположено соосно с прямолинейным участком трубки.
Заявленный испаритель содержит прямолинейные участки трубки, которые расположены в одной вертикальной плоскости, что обеспечивает сокращение количества прямолинейных участков трубки и уменьшение длины канала трубки, заполненного жидким хладагентом. Сокращение длины канала трубки, заполненного жидким хладагентом, обеспечивает получение технического результата, заключающегося в снижении гидравлического сопротивления канала трубки, заполненного жидким хладагентом. Следствием снижения гидравлического сопротивления канала трубки является повышение давления паров хладагента, содержащегося в герметичном корпусе компрессора, и соответствующие повышение холодопроизводительности компрессора.
Применение в заявленном испарителе прямолинейных участков трубки, расположенных в одной вертикальной плоскости, увеличивает расстояние от трубки до края пластины. Поэтому температура участков пластины, расположенных вдоль ее края, может быть выше, чем в прототипе. Чтобы предотвратить повышение температуры участков пластины, расположенных вдоль ее края, в заявленном испарителе применяются охлаждающие элементы. Существенные признаки охлаждающих элементов обеспечивают дополнительную передачу теплоты от участков пластины, расположенных вдоль ее края, к хладагенту. Применение охлаждающих элементов и их существенные признаки обеспечивают сокращение количества прямолинейных участков трубки. При этом эффективность процесса охлаждения участков пластины, расположенных вдоль ее края, не снижается. Применение охлаждающих элементов является необходимым условием, которое обеспечивает получение заявленного технического результата.
Поставленная задача так же решена путем создания варианта испарителя, в котором по периметру каждого отверстия, выполненного в пластинах, расположен бортик, который выполнен методом штамповки из материала пластины, при этом внутренняя поверхность бортика сопряжена с внешней поверхностью трубки, а внешняя поверхность бортика сопряжена с поверхностью отверстия, которое выполнено в центральной части охлаждающего элемента.
Поставленная задача так же решена путем создания варианта испарителя, в котором поверхность отверстия, выполненного в центральной части охлаждающего элемента, сопряжена с внешней поверхностью трубки.
Для более полного понимания сути заявленной полезной модели ниже приведено описание испарителя со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 схематично изображает испаритель, выполненный согласно полезной модели;
фиг.2 схематично изображает испаритель в разрезе, выполненный согласно полезной модели.
Заявленный испаритель 1 (фиг.1) содержит трубку 1 и тонкие металлические пластины 2. Трубка 1 представляет собой канал для испарения хладагента и состоит из прямолинейных участков 3, которые расположены параллельно друг другу и последовательно соединены между собой изогнутыми участками трубки 4. Металлические пластины 2 расположены перпендикулярно оси прямолинейных участков 3. Прямолинейные участки 3 расположены в одной вертикальной плоскости. Между пластинами 2 расположены охлаждающие элементы 5, которые выполнены предпочтительно из алюминия и расположены с возможностью передачи теплоты от пластин 2 к хладагенту. Одна сторона охлаждающего элемента 5 выполнена в виде плоскости, которая сопряжена с поверхностью охлаждаемой пластины 2. Каждый охлаждающий элемент 5 (фиг.2) содержит центральную часть 6 и два выступа 7 и 8. Продольная ось выступов 7, 8 расположена горизонтально. Размер "a" охлаждающего элемента 5 превышает размер "b". Охлаждающие элементы 5 содержат отверстия, которые расположены в центральной части 6 соосно с прямолинейными участками 3.
На фиг.1 и 2 изображен вариант заявленного испарителя, у которого отверстия в пластинах 2 выполнены методом штамповки и содержат бортик 9. При этом внутренняя поверхность бортика 9 сопряжена с внешней поверхностью прямолинейного участка 3 трубки 1, а внешняя поверхность бортика 9 сопряжена с поверхностью отверстия, которое выполнено в центральной части 6 элемента 5.
Заявленный испаритель охлаждает воздух следующим образом. Когда температура воздуха увеличивается до максимального значения, включают холодильный агрегат. В канале трубки 1 испаряется хладагент. К испаряемому хладагенту подводят теплоту через стенку трубки 1. При этом теплоту к трубке 1 подводят от пластин 2 посредством бортиков 9. Кроме того, к трубке 1 подводят дополнительную теплоту от элементов охлаждения 5, через бортик 9. Температура элементов 5 понижается, что обеспечивает дополнительное охлаждение пластин 2, особенно тех участков, которые расположены вдоль края пластины 2. Пластины 2 и элементы 5 соприкасаются с охлаждаемым воздухом, температура которого понижается. Когда температура охлаждаемого воздуха и понижается до минимального значения, холодильный агрегат отключают.