САМОЛЕТНЫЙ ХОЛОДИЛЬНЫЙ ШКАФ

Заявляемое техническое решение относится к холодильной технике, в частности, к самолетным холодильным шкафам для хранения пищевых продуктов в полете и на стоянке самолета при подключении его к аэродромному электропитанию.
Известна конструкция абсорбционно-диффузионного холодильника (SU №1722117, 23.05.1990, МПК F25B 15/10), в котором содержится холодильный абсорбционный агрегат с испарителем и охлаждаемым шкафом, связанным в тепловом отношении с испарителем. Охлаждаемый шкаф выполнен из плоских испарительно-конденсационных панелей термосифонного типа с параллельными каналами, связанными между собой конденсационными и испарительными коллекторами, причем конденсационные коллекторы боковых панелей выведены на заднюю панель и выполнены с заданным уклоном в сторону своих панелей, а испаритель так же выполнен в виде плоской панели, установленной за пределами охлаждаемого шкафа в тепловом контакте с его задней панелью, причем нижняя часть охлаждаемого шкафа выполнена как составная часть задней панели.
Недостатками данной конструкции являются:
- большое количество соединений трубопровод-коллектор может привести к утечкам хладоносителя и снижению ремонтопригодности в эксплуатации.
- низкий коэффициент теплопередачи от хладоносителя через набор толщин: стенки трубопровода змеевикового испарителя, панели расположения испарителя, задней стенки охлаждаемого шкафа, воздуху охлаждаемого шкафа - способствует повышению расхода электроэнергии.
Известна конструкция холодильника бытового двухкамерного (RU №38045, 15,12,2003, МПК F25D 11/00), содержащего сварную конструкцию наружного шкафа с нищей, испаритель, внутренний пластмассовый шкаф холодильной камеры, отличающийся тем, что применена ниша трапециевидной формы под мотор-компрессор, испаритель холодильной камеры выполнен в виде цельного трубчатого змеевика, запененного в теплоизоляцию шкафа, а внутренний шкаф в месте установки змеевика имеет толщину стенки 1,2-0,2 мм.
Недостатками известной конструкции являются завышение расхода электроэнергии в связи с ухудшением теплопередачи от хладоносителя через металлическую пластину и толщину пластмассовой стенки холодильной камеры, увеличенное время подготовки шкафа на заливку теплоизоляцией.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является выпускаемый в серийном производстве и эксплуатируемый в гражданской авиации самолетный холодильный шкаф СХШ-170А, содержащий теплоизолированный корпус, состоящий из однотемпературного холодильного отделения с горизонтально расположенным вверху листоштампованным испарителем из нержавеющей стали, внутренний кожух холодильного отделения и внутренний кожух двери выполнены из нержавеющей стали. В уплотнительном профиле на двери установлена хлорвиниловая трубка.
При установившемся через 30 минут рабочем режиме внутри холодильного отделения поддерживается температура не ниже 8°С.
К недостаткам такой конструкции холодильного шкафа относятся:
- завышенная масса при применении нержавеющей стали;
- низкий коэффициент теплопередачи от циркулирующего хладагента внутри листоштампованного испарителя через нержавеющую сталь к объему холодильного отделения;
- завышенное время выхода холодильного шкафа на рабочий режим;
- высокая температура в холодильном отделении: 8°С;
- соединение по лицевой стороне внутреннего кожуха холодильного отделения с наружным корпусом с помощью планок и профилей имеет сложную конструкцию, позволяющую проникать теплопритокам внутрь холодильного отделения в связи с отсутствием в местах соединения теплоизоляции.
- уплотнительный профиль с хлорвиниловой трубкой при многократном закрывании двери сминается, неплотно прилегает к лицевой плоскости корпуса, что приводит к теплопритокам внутрь холодильного отделения и повышенному расходу электроэнергии.
Задачей заявляемого технического решения является снижение перепада температур по высоте холодильного отделения, уменьшение времени выхода на рабочий режим, экономии расхода электроэнергии, уменьшение массы холодильного шкафа, снижение температуры в холодильном отделении до 2…5°С, увеличение полезного объема холодильного отделения.
Поставленная задача достигается тем, что в самолетном холодильном шкафу, содержащем наружный корпус, внутренний кожух холодильного отделения, теплоизоляционный материал и испаритель, размещенные в пространстве между наружным корпусом и внутренним кожухом холодильного отделения, дверь с уплотнительным профилем, залитую теплоизоляционным материалом, внутренний кожух холодильного отделения выполнен из легкого теплопроводящего материала, собран из двух частей: U-образной стенки и Г-образной стенки, которые плотно соединены по сторонам Г-образной стенки фальцовкой, и соединен с наружным корпусом; испаритель расположен на верхней и задней вертикальной стенках внутреннего кожуха холодильного отделения, плотно прижат к нему теплоизоляционным материалом через фольгированный картон, обращенный отражающей поверхностью к испарителю; дверь собрана и залита теплоизоляционным материалом совместно с внутренним кожухом двери из легкого теплопроводящего материала и уплотнительным профилем, в котором установлена магнитная вставка.
Новыми признаками в предлагаемом устройстве являются:
Испаритель расположен между внутренним кожухом холодильного отделения и теплоизоляционным материалом, что позволяет увеличить полезный объем холодильного отделения и тем самым повысить эксплуатационные возможности.
Испаритель конструктивно объединен с горизонтальной и задней вертикальной стенками внутреннего кожуха холодильного отделения, что позволяет в 2 раза снизить разброс температур по высоте холодильного отделения.
Фольгированный картон, обращенный отражающей поверхностью к испарителю, создает дополнительный экран против утечек холода через теплоизоляцию.
Применение фальцовки при сборке внутреннего кожуха холодильного отделения позволяет увеличить полезную теплопередающую поверхность испарителя за счет плотности соединения, что приводит к равномерному распределению температур по объему холодильного отделения, более раннему выходу холодильного шкафа на рабочий режим, снижению расхода электроэнергии в полете и на стоянках, снижению температуры в холодильном шкафу, а также упростить сам процесс сборки.
Заливание теплоизоляционным материалом межстенного пространства двери, собранной совместно с внутренним кожухом двери и уплотнительным профилем, через специальное отверстие позволяет избежать зазора между внутренним кожухом двери и теплоизоляцией, что, в свою очередь, исключает теплопритоки под внутренний кожух двери, а, следовательно, и конденсат.
Использование при изготовлении внутреннего кожуха холодильного отделения и внутреннего кожуха двери легкого теплопередающего материала значительно уменьшает массу конечной конструкции холодильного шкафа.
Технический результат достигается за счет того, что испаритель вынесен за пределы полезного объема холодильной камеры и конструктивно объединен с одной из составных частей внутреннего кожуха холодильного отделения, плотно прижат к нему теплоизоляционным материалом через слой фольгированного картона, обращенного отражающей стороной к испарителю, за счет использования в изготовлении внутреннего кожуха холодильного отделения и внутреннего кожуха двери легкого теплопроводящего материала, а также за счет теплоизолирования двери, как цельной конструкции.
Из изученной патентной и научно-технической информации авторам не известно техническое решение с предлагаемой совокупностью признаков. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию полезной модели «новизна».
Сущность заявляемого технического решения иллюстрируется чертежом, где на фигуре схематично изображен пример самолетного холодильного шкафа в разрезе.
Самолетный холодильный шкаф содержит наружный корпус 1, внутренний кожух холодильного отделения 2, теплоизоляционный материал 3 и испаритель 4, размещенные в пространстве между наружным корпусом 1 и внутренним кожухом холодильного отделения 2, дверь 5 с уплотнительным профилем 6, залитая теплоизоляционным материалом 3, причем внутренний кожух холодильного отделения 2 выполнен из легкого теплопроводящего материала, собран из двух частей: U-образной стенки 7 и Г-образной стенки 8, которые плотно соединены по сторонам Г-образной стенки 8 фальцовкой, и соединен с наружным корпусом 1; испаритель 4 расположен на верхней и задней вертикальной стенках внутреннего кожуха холодильного отделения 2, плотно прижат к нему теплоизоляционным материалом 3 через фольгированный картон 9, обращенный отражающей поверхностью к испарителю 4, дверь 5 собрана и залита теплоизоляционным материалом 3 совместно с внутренним кожухом двери 10 из легкого теплопередающего материала и уплотнительным профилем 6, в котором установлена магнитная вставка 11.
Самолетный холодильный шкаф работает следующим образом: через капиллярную трубку хладагент из конденсатора поступает в горизонтальную секцию трубчатого испарителя 4, затем последовательно по змеевику, соединенному с вертикальной плоскостью стенки 8 проходит вниз и, поднимаясь вверх по трубке, хладагент доиспаряется в вертикальном докипателе, откуда отсасывается компрессором.
В лабораторных условиях был изготовлен опытный образец самолетного холодильного шкафа, в котором внутренний кожух холодильного отделения, выполненный из алюминиевого сплава, покрытого эпоксидной краской с лаком, соединяется с наружным сваренным корпусом с помощью прокладок и самонарезных винтов, причем в месте соединения обеспечивается заливка теплоизоляционным материалом, в качестве которого используется пенополиуретан, по всему периметру шкафа. Соединение внутреннего кожуха холодильного отделения с наружным корпусом позволяет при применении изоляционной прокладки разорвать тепловой мостик между внутренним кожухом холодильного отделения и наружным корпусом, одновременно имеется возможность заполнить лицевую часть шкафа пенополиуретаном, предотвращая проникновение теплопритоков. Внутренний кожух холодильного отделения собирается из двух частей: U-образной стенки 7 и Г-образной стенки 8, плотно соединенных по трем сторонам стенки 8 фальцовкой. На стенке 8 на верхней и вертикальной плоскостях с помощью планок и заклепок крепится змеевиковый трубчатый испаритель, плотно прижатый к плоскостям стенки 8 пенополиуретаном и фольгированным картоном, обращенным фольгой в сторону трубчатого змеевика. Дверь, собранная совместно с внутренним кожухом, выполненным из алюминиевого сплава, покрытого эпоксидной краской с лаком, и уплотнительным профилем с магнитной вставкой, заливается пенополиуретаном.
В процессе работы самолетного холодильного шкафа температурное поле более равномерно по высоте холодильного отделения за счет расположения трубчатого испарителя на верхней и вертикальной плоскостях Г-образной стенки 8. Соединение Г-образной стенки 8 с U-образной стенкой 7 фальцовкой делает стенку 7 продолжением испарителя, увеличивая полезную теплопередающую поверхность испарителя, что приводит к уменьшению рабочего времени холодильного агрегата, более раннему выходу на рабочий режим на 15…20%, уменьшению расхода электроэнергии на 10…12%, снижению температуры в холодильном шкафу до 2…5°С, повышению эксплуатационных возможностей из-за отсутствия внутри холодильного отделения горизонтального и вертикального испарителей и соединительных трубопроводов. Использование в конструкции алюминиевого сплава вместо нержавеющей стали позволяет снизить массу самолетного холодильного шкафа на 20 кг.