ХОЛОДИЛЬНИК
REFRIGERATOR

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к холодильнику, имеющему противоконденсатную трубку для предотвращения конденсации росы.
Предпосылки изобретения
Холодильник обычно включает в себя шкаф, который является теплоизоляционным корпусом с открытой передней стороной, перегородку для разделения внутреннего пространства шкафа на множество отделений для хранения и теплоизоляционные двери, которые закрывают передние отверстия соответствующих отделений для хранения таким образом, что они могут свободно открываться и закрываться. В холодильнике этого типа холодный воздух проходит между шкафом и перегородкой и теплоизоляционными дверями, уменьшая температуру поверхности кромки переднего отверстия шкафа. Когда температура поверхности опускается ниже температуры наружного воздуха и затем температуры точки росы или ниже, происходит конденсация росы. Для устранения этой проблемы противоконденсатная трубка, через которую проходит хладагент высокого давления, установлена на передних кромках шкафа и перегородки, которые являются отверстиями отделений для хранения холодильника, для устранения возникновения конденсации росы путем нагрева передних сторон шкафа и перегородки с использованием конденсационной теплоты хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку.
При этом, если противоконденсатная трубка чрезмерно нагревается, часть конденсационной теплоты проходит в отделения для хранения из противоконденсатной трубки, увеличивая тепловую нагрузку холодильника. Следовательно, был предложен холодильник, в котором скорость потока хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку, или температура хладагента регулируются для предотвращения чрезмерного нагрева противоконденсатной трубки при предотвращении конденсации росы (например, см. патентные документы 1 и 2).
Патентный документ 1 раскрывает холодильник, в котором распределительное устройство скорости потока хладагента расположено между конденсатором, отводящим тепло, и противоконденсатным конденсатором. Распределительное устройство скорости потока хладагента распределяет хладагент в противоконденсатный конденсатор и перепускную трубу в зависимости от разности температур между температурой окружающего воздуха и противоконденсатным конденсатором. Патентный документ 2 раскрывает холодильник, в котором трубка конденсатора расположена на каждой из сторон вверх по потоку и вниз по потоку от конденсатора, и регулируемый расширительный клапан расположен между конденсатором и противоконденсатной трубкой на стороне вниз по потоку. Посредством регулирования расширительного клапана температура хладагента, проходящего в противоконденсатную трубку на стороне вниз по потоку, регулируется до оптимальной температуры.
Список противопоставленных материалов
Патентный документ
Патентный документ 1: публикация №.8-285426 японской нерассмотренной патентной заявки (фиг.1)
Патентный документ 2: публикация №.54-21660 японской нерассмотренной патентной заявки (фиг.5)
Краткое описание настоящего изобретения
Техническая проблема
Однако в холодильнике в патентном документе 1, поскольку скорость потока хладагента, проходящего в противоконденсатную трубку, изменяется, для регулировки температуры хладагента, проходящего в противоконденсатную трубку, до целевой температуры необходимы регулировочное устройство скорости потока и устройство определения давления для точного определения скорости потока и давления хладагента, проходящего в противоконденсатную трубку. Таким образом, себестоимость увеличивается, и требуется установка дополнительного компрессора, приводя к увеличению потребления электроэнергии. Кроме того, поскольку холодильник в патентном документе 2 требует расположения противоконденсатной трубки в положениях в зависимости от температур кромок отверстий отделений для хранения, имеющих разные температуры, конструкция и расположение противоконденсатной трубки становятся сложными.
Настоящее изобретение было осуществлено с учетом вышеописанных проблем, и его целью является создание холодильника, имеющего недорогую и простую конструкцию, обеспечивающую устранение увеличения тепловой нагрузки холодильника, обусловленной теплом противоконденсатной трубки.
Решение проблемы
Холодильник настоящего изобретения включает в себя шкаф, имеющий внутреннее пространство, перегородку для разделения внутреннего пространства шкафа на множество отделений для хранения, холодильный контур, размещенный в шкафу, причем холодильный контур соединяет последовательно по порядку компрессор, трубку конденсатора, устройство для понижения давления, противоконденсатную трубку и капиллярную трубку, датчик температуры наружного воздуха, установленный на наружной стороне шкафа и выполненный с возможностью определения температуры наружного воздуха, и контроллер, выполненный с возможностью управления работой холодильного контура. Контроллер включает в себя таблицу параметров, для хранения сопротивления потоку устройства для понижения давления, связанного с каждой из температур наружного воздуха, причем сопротивления потоку отличаются друг от друга, блок установки режима работы, выполненный с возможностью выбора одного из сопротивлений потоку из таблицы параметров на основании температуры наружного воздуха, определенного датчиком температуры наружного воздуха, и выполненный с возможностью установки рабочего времени для выбранного сопротивления потоку, и блок управления холодильным контуром, выполненный с возможностью управления холодильным контуром для обеспечения осуществления работы при сопротивлении потоку и рабочем времени, установленных блоком установки режима работы.
Положительные результаты изобретения
В соответствии с холодильником настоящего изобретения посредством автоматической установки сопротивления потоку устройства для понижения давления и рабочего времени для него в зависимости от температуры наружного воздуха можно предотвратить конденсацию росы при устранении увеличения потребления электроэнергии вследствие тепла противоконденсатной трубки при использовании недорогой и простой конструкции без установки устройства для определения давления или перепускной трубы, необходимых в известной конфигурации.
Краткое описание чертежей
Фиг.1A – вид спереди предпочтительного варианта осуществления холодильника настоящего изобретения;
фиг.1B – вид в разрезе сбоку предпочтительного варианта осуществления холодильника настоящего изобретения;
фиг.1C – вид спереди холодильника настоящего изобретения в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления в положении без дверей;
фиг.2 – схема циркуляции хладагента, изображающая пример холодильного контура холодильника на фиг.1;
фиг.3 – вид в плане, изображающий пример противоконденсатной трубки, размещенной в шкафу на фиг.1;
фиг.4 – функциональная блок-схема, изображающая пример контроллера холодильника на фиг.1;
фиг.5 – таблица, изображающая пример таблицы параметров в контроллере на фиг.4;
фиг.6 – кривая, показывающая регулировку степени открытия устройства для понижения давления во время работы холодильного контура на фиг.2;
фиг.7 – схема последовательности действий, показывающая пример работы холодильника на фиг.1.
Описание вариантов осуществления
Вариант осуществления холодильника в соответствии с настоящим изобретением будет описан ниже со ссылкой на чертежи. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается вариантом осуществления, описанным ниже. Кроме того, на чертежах, включающих фиг.1, отношения размеров между элементами могут отличаться от отношений размеров между элементами в реальности. Фиг.1A – вид спереди предпочтительного варианта осуществления холодильника настоящего изобретения, фиг.1B – вид в разрезе сбоку предпочтительного варианта осуществления холодильника настоящего изобретения, и фиг.1C – вид спереди холодильника настоящего изобретения в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления в положении без дверей. Холодильник 100 на фиг.1A-1C включает в себя шкаф 1, который образует основной корпус холодильника, и перегородки (разделительные стенки) 2.
Шкаф 1 является коробчатым элементом с открытой передней стороной и включает в себя наружный корпус 11, который образует наружный кожух, и внутренний корпус 12, который образует внутреннюю стенку. Теплоизоляционный материал, такой как уретан, расположен между наружным корпусом 11 и внутренним корпусом 12. Перегородки 2 разделяют внутреннее пространство шкафа 1 на множество отделений для хранения, таких как холодильное отделение 3, контейнер 4 для льда, отделение 6 для переключателя и отделение 7 для овощей.
Холодильное отделение 3 расположено в верхней части холодильника 100, и его передняя сторона закрывается двухстворчатой дверью 31, имеющей теплоизоляционную конструкцию, таким образом, что оно может свободно открываться и закрываться. Контейнер 4 для льда и отделение 5 для переключателя расположены рядом слева и справа под холодильным отделением 3, и их передние стороны закрываются дверьми 41 и 51 в виде выдвижного ящика, имеющими теплоизоляционные конструкции, таким образом, что они могут свободно открываться и закрываться. Морозильное отделение 6 расположено под контейнером 4 для льда и отделением 5 для переключателя, и его передняя сторона закрывается дверью 61 в виде выдвижного ящика, имеющей теплоизоляционную конструкцию, таким образом, что оно может свободно открываться и закрываться. Отделение 7 для овощей расположено под морозильным отделением 6 в нижней части холодильника 100, и его передняя сторона закрывается дверью 71 в виде выдвижного ящика, имеющей теплоизоляционную конструкцию, таким образом, что оно может свободно открываться и закрываться. Следует отметить, что двери соответствующих отделений 3-7 для хранения содержат датчик открытия/закрытия двери (не показан), который определяет положение открытия/закрытия.
Отделения 3-7 для хранения отличаются диапазоном температур, который может устанавливаться (предварительно установленный диапазон температур). Например, холодильное отделение 3 может быть установлено приблизительно на 0-4°C, отделение 7 для овощей может быть установлено приблизительно на 3-10°C, контейнер 4 для льда может быть установлен приблизительно на -18°C, и морозильное отделение 6 может быть установлено приблизительно на -16 - -22°C. Кроме того, диапазон температур отделения 5 для переключателя может переключаться между диапазонами температур для режима охлаждения (приблизительно 0°C), режима слабой заморозки (приблизительно -7°C) или им подобных. Таким образом, предварительно установленные диапазоны температур для холодильного отделения 3 и отделения 7 для овощей установлены выше диапазонов температур контейнера 4 для льда, отделения 5 для переключателя и морозильного отделения 6. Следует отметить, что предварительно установленные температуры отделений 3-7 для хранения не ограничиваются вышеупомянутыми значениями, и могут соответственно изменяться в зависимости от места установки и содержимого. Кроме того, каждое из отделений 3-7 для хранения содержит датчик внутренней температуры (не показан) для определения температуры соответствующего отделения для хранения. Кроме того, каждое из воздуховыпускных отверстий 32, 42, 52, 62 и 72 содержит клапан (не показан) на стороне воздушного канала 14.
Шкаф 1 имеет заднюю стенку 13 на задней стороне соответствующих отделений 3-7 для хранения. Воздушный канал 14 и камера 15 для устройства охлаждения образованы между внутренним корпусом 12 и задней поверхностью задней стенки 13. Воздушный канал 14 является каналом подачи холодного воздуха для подачи холодного воздуха в соответствующие отделения для хранения и расположен, например, в области, обращенной к задним поверхностям соответствующих отделений 3-7 для хранения. Камера 15 для устройства охлаждения расположена, например, в области, обращенной к задней поверхности морозильного отделения 6, и вмещает устройство 28 охлаждения холодильного контура 20. Затем, холодный воздух в результате теплообмена, осуществленного устройством 28 охлаждения, подается из камеры 15 для устройства охлаждения в воздушный канал 14.
Задние поверхности соответствующих отделений 3-7 для хранения в шкафе 1, содержат воздуховыпускные отверстия, через которые холодный воздух, проходящий через воздушный канал 14, подается в соответствующие отделения 3-7 для хранения. Более конкретно, холодильное отделение 3 содержит воздуховыпускное отверстие 32, контейнер 4 для льда содержит воздуховыпускное отверстие 42, отделение 5 для переключателя содержит воздуховыпускное отверстие 52, морозильное отделение 6 содержит воздуховыпускное отверстие 62, и отделение 7 для овощей содержит воздуховыпускное отверстие 72. Следует отметить, что воздуховыпускные отверстия 32, 42, 52, 62 и 72 содержат клапаны (не показаны), и температуры в соответствующих отделениях 3-7 для хранения регулируются посредством открытия и закрытия клапанов.
Холодильный контур 20 расположен на задней стороне шкафа 1 и генерирует холодный воздух для охлаждения внутренней части холодильника 100 посредством использования холодильного контура 20 парового компрессионного типа. Фиг.2 – схема циркуляции хладагента, изображающая пример холодильного контура холодильника на фиг.1A-1C. В холодильном контуре 20 холодильника 100 на фиг.2 компрессор 21, трубка 22 компрессора, фильтр 23, устройство 24 для понижения давления, противоконденсатная трубка 25, осушитель 26, капиллярная трубка 27 и устройство 28 охлаждения соединены последовательно трубой.
Компрессор 21 расположен, например, в машинном отделении, расположенном в нижней части на задней стороне холодильника 100. Компрессор 21 сжимает хладагент для получения высокотемпературного хладагента высокого давления и приводится в действие инвертором. Рабочая производительность компрессора 21 регулируется в зависимости от ситуации. Трубка 22 конденсатора осуществляет теплообмен между хладагентом, вышедшим из компрессора 21, и наружным воздухом и образована, например, из горячего трубопровода для отвода паров, конденсатора с воздушным охлаждением, расположенного в установочном пространстве для компрессора 21, и трубки, установленной на боковой поверхности и задней поверхности холодильника 100 с теплоизоляционным материалом между ними. Фильтр 23 образован из фильтра для удаления пыли, металлического порошка или им подобного из хладагента, выходящего из трубки 22 конденсатора.
Устройство 24 для понижения давления расширяет хладагент за счет уменьшения давления хладагента, проходящего в него из трубки 22 конденсатора через фильтр 23, и выполнено таким образом, что, например, степень открытия электронного расширительного клапана может регулироваться. Кроме того, противоконденсатная трубка 25 соединена последовательно с устройством 24 для понижения давления, и хладагент, проходящий в устройство 24 для понижения давления через трубку 22 конденсатора и фильтр 23, проходит в противоконденсатную трубку 25 без отделения.
Противоконденсатная трубка 25 соединена последовательно с трубкой 22 конденсатора через устройство 24 для понижения давления. Противоконденсатная трубка 25 выполняет функцию конденсатора вместе с трубкой 22 конденсатора и также имеет функцию предотвращения конденсации росы на шкафе 1 и перегородках 2. Фиг.3 – вид в плане, изображающий пример противоконденсатной трубки 25, размещенной в шкафе 1 на фиг.1. Противоконденсатная трубка 25 изогнута и размещена на периферийном участке переднего отверстия в шкафе 1 и на передних кромках перегородок 2. Противоконденсатная трубка 25 установлена на шкафе 1 и перегородках 2 с упругим элементом, имеющим большую теплоемкость, таким как бутил, резина, между ними. Конденсация росы на переднем участке основного корпуса холодильника 100 предотвращена, поскольку хладагент проходит через противоконденсатную трубку 25.
Следует отметить, что хотя на фиг.3 изображен пример случая, когда противоконденсатная трубка 25 расположена на части передних кромок шкафа 1 и перегородок 2, положение противоконденсатной трубки 25 не ограничивается этим, и противоконденсатная трубка 25 может быть расположена в любом положении, в котором она может уменьшать образование росы, вызванное низкотемпературным холодным воздухом, выходящим на наружную сторону. Например, противоконденсатная трубка 25 может быть расположена на всех передних кромках шкафа 1 и перегородок 2. В качестве альтернативы, противоконденсатная трубка 25 может быть расположена только на передних кромках шкафа 1 и перегородок 2, примыкающих к контейнеру 4 для льда, отделению 5 для переключателя и морозильному отделению 6 (т.е. в области, где холодный воздух в диапазоне температур охлаждения может выходить). В этом случае можно предотвратить сложное устройство и расположение противоконденсатной трубки 25.
Осушитель 26 на фиг.2 образован из фильтра для предотвращения прохождения пыли, металлического порошка или им подобных, содержащихся в хладагенте, выходящем из противоконденсатной трубки 25, в компрессор 21, поглощающего элемента для поглощения влаги в холодильном контуре или ему подобного. Капиллярная трубка 27 выполнена, например, из медной капиллярной трубки и служит в качестве устройства для понижения давления, которое понижает давление хладагента, проходящего через осушитель 26, и обеспечивает прохождение хладагента на сторону устройства 28 охлаждения.
Устройство 28 охлаждения соединено между капиллярной трубкой 27 и стороной всасывающей трубки теплообменника 29 типа хладагент-хладагент. Устройство 28 охлаждения расположено в камере 15 для устройства охлаждения и охлаждает внутреннюю часть камеры 15 для устройства охлаждения для генерации холодного воздуха. Вентилятор 16 для циркуляции расположен над устройством 28 охлаждения. Вентилятор 16 для циркуляции подает воздух в устройство 28 охлаждения и направляет холодный воздух, охлажденный в окрестности устройства 28 охлаждения, в соответствующие отделения 3-7 для хранения.
Холодильный контур 20 дополнительно включает в себя теплообменник 29 типа хладагент-хладагент, который осуществляет теплообмен между хладагентом, проходящим через капиллярную трубку 27, и хладагентом, проходящим через трубку (всасывающую трубку) между устройством 28 охлаждения и компрессором 21. Теплообменник 29 типа хладагент-хладагент осуществляет теплообмен между хладагентом, проходящим через капиллярную трубку 27, и хладагентом, подлежащим прохождению в компрессор 21.
Как было описано выше, в холодильном контуре 20 противоконденсатная трубка 25 соединена последовательно с трубкой 22 конденсатора через устройство 24 для понижения давления и выполняет функцию конденсатора и функцию предотвращения конденсации росы. Например, когда необходимая охлаждающая способность является большой, количество тепла, отводимого трубкой 22 конденсатора и противоконденсатной трубкой 25, также должно быть увеличено. Когда внутренняя нагрузка является небольшой, и необходимая охлаждающая способность является небольшой, количество тепла, отводимого трубкой 22 конденсатора и противоконденсатной трубкой 25, может быть небольшим. Если шкаф 1 и перегородки 2 чрезмерно нагреваются хладагентом, проходящим через противоконденсатную трубку 25, тепло из противоконденсатной трубки 25 передается в соответствующие отделения 3-7 для хранения, увеличивая потребление электроэнергии для охлаждения соответствующих отделений 3-7 для хранения. Следовательно, предпочтительно, чтобы, когда внутренняя нагрузка является небольшой, степень открытия устройства 24 для понижения давления должна регулироваться таким образом, чтобы температура хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, была низкой.
При этом с точки зрения предотвращения конденсации конденсация росы может происходить, когда температуры поверхностей шкафа 1 и перегородок 2 опускаются ниже температуры точки росы. Следовательно, посредством повышения температуры хладагента за счет понижения давления хладагента в противоконденсатной трубке 25 температуры поверхностей шкафа 1 и перегородок 2 должны поддерживаться при температуре точки росы наружного воздуха или выше посредством использования полученной конденсационной теплоты хладагента.
Таким образом, холодильник 100 имеет функцию выполнения режима расширения (энергосберегающий режим) для уменьшения потребления электроэнергии в соответствии с вводом данных пользователем или подобного и функцию переключения между множеством режимов расширения, подлежащих выполнению в зависимости от температуры наружного воздуха в установочном пространстве для холодильника 100.
Фиг.4 – функциональная блок-схема, изображающая пример контроллера 10 на фиг.1A-1C. Холодильник 100 на фиг.1A-1C включает в себя рабочее устройство 8, датчик 9a температуры наружного воздуха, датчик 9b влажности и контроллер 10. Рабочее устройство 8 получает различные типы входных данных от пользователя и расположено, например, на поверхности двери 31 холодильного отделения 3. Рабочее устройство 8 включает в себя переключатель режимов работы, который позволяет регулировать температуры или другие параметры соответствующих отделений 3-7 для хранения, жидкокристаллическую индикаторную панель, которая отображает температуры соответствующих отделений 3-7 для хранения и им подобное. Рабочее устройство 8 также включает в себя переключатель режимов работы, который обеспечивает, например, выбор режима расширения. Пользователь может выбирать один из множества режимов расширения посредством приведения в действие рабочего устройства 8.
Датчик 9a температуры наружного воздуха определяет температуру TA наружного воздуха в установочной среде, в которой установлен холодильник 100. Кроме того, датчик 9b влажности определяет влажность HA наружного воздуха в установочной среде, в которой установлен холодильник 100. Датчик 9a температуры наружного воздуха и датчик 9b влажности расположены, например, в положении рабочего устройства 8. Следует отметить, что датчик 9a температуры наружного воздуха и датчик 9b влажности могут быть расположены в положении, отличном от положения рабочего устройства 8 (например, положение окрестности соединительной части между дверью 31 холодильного отделения 3 и шкафом 1).
Контроллер 10 на фиг.1A-1C управляет всей работой холодильного контура 20 и холодильником 100 и образован из микрокомпьютера или ему подобного и установлен на верхней части задней поверхности холодильника 100. Контроллер 10 управляет работой холодильного контура 20, а также перемещением для открытия и закрытия клапана, так что значения внутренних температур, определенных датчиками внутренней температуры, расположенными, например, в соответствующих отделениях 3-7 для хранения, равны предварительно установленным температурам. Кроме того, контроллер 10 определяет положения открытия и закрытия дверей на основании выходных данных с соответствующих датчиков открытия и закрытия, и когда, например, дверь остается открытой в течение длительного времени, он управляет таким образом, что рабочее устройство 8 или устройство речевого вывода данных информирует пользователя об этом состоянии.
В частности, контроллер 10 имеет функцию регулирования давления хладагента внутри противоконденсатной трубки 25 посредством регулирования степени открытия (сопротивление потоку) устройства 24 для понижения давления в соответствии с данными, вводимыми через рабочее устройство 8. Более конкретно, контроллер 10 включает в себя таблицу 10A параметров, блок 10B установки режима работы и блок 1°C управления холодильным контуром.
Фиг.5 – таблица, изображающая пример таблицы 10A параметров на фиг.4. Как показано на фиг.4 и 5, таблица 10A параметров хранит разные сопротивления Rf0-Rf3 потоку, связанные с соответствующими температурами TA наружного воздуха (режимы 1-3 расширения). Кроме того, блок 10B установки режима работы выбирает любой из режимов 1-3 расширения в таблице 10A параметров на основании температуры TA наружного воздуха, определенной датчиком 9a температуры наружного воздуха. Следует отметить, что на фиг.5 изображен пример случая, когда сохранены три режима 1-3 расширения, и сопротивления Rf0-Rf3 потоку сохранены совместно с соответствующими температурами TA наружного воздуха, соответствующими режимам 1-3 расширения. Более конкретно, классификация выполнена в случае, когда температура TA наружного воздуха выше или равна первому температурному порогу TAref1 (режим 1 расширения), в случае, когда температура TA наружного воздуха ниже первого температурного порога TAref1 и выше второго температурного порога TAref2 (режим 2 расширения), и в случае, когда температура TA наружного воздуха ниже или равна второму температурному порогу TAref2 (режим 3 расширения).
Затем блок 10B установки режима работы выбирает сопротивление Rf потоку устройства 24 для понижения давления из таблицы 10A параметров на основании температуры TA наружного воздуха и температурных порогов TAref1 и TAref2. На фиг.5 первое сопротивление Rf1 потоку больше минимального сопротивления Rf0 (Rf1>Rf0) потоку (полностью открытое положение), второе сопротивление Rf2 потоку больше первого сопротивления Rf1 (Rf1>Rf2) потоку, и третье сопротивление Rf3 потоку больше второго сопротивления Rf2 (Rf3>Rf2) потоку. Следует отметить, что когда степень открытия устройства 24 для понижения давления увеличивается, сопротивление Rf потоку уменьшается, и когда сопротивление Rf потоку уменьшается, температура хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, повышается.
В частности, в таблице 10A параметров множество разных сопротивлений Rf0-Rf3 потоку связано с соответствующими температурами TA наружного воздуха (режимы 1-3 расширения). Например, сочетание минимального сопротивления Rf0 потоку и первого сопротивления Rf1 потоку связано с режимом 1 расширения, сочетание минимального сопротивления Rf0 потоку и второго сопротивления Rf2 потоку связано с режимом 2 расширения, и сочетание минимального сопротивления Rf0 потоку и третьего сопротивления Rf3 потоку связано с режимом 3 расширения.
Кроме того, блок 10B установки режима работы устанавливает рабочее время t для каждого из разных сопротивлений Rf потоку после выбора сопротивления Rf потоку. Более конкретно, таблица 10A параметров предварительно сохраняет температуры Tmp0-Tmp3 хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, соответствующие соответственным сопротивлениям Rf0-Rf3 потоку. Затем, блок 10B установки режима работы рассчитывает рабочее время t0 и t1 таким образом, что температура хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, выше или равна температуре Td точки росы и ниже или равна температуре TA наружного воздуха, как показано в соответствии с приведенным ниже выражением (1). Следует отметить, что приведенное ниже выражение (1) показывает пример случая, когда выбран режим 1 расширения, т.е., сочетание минимального сопротивления Rf0 потоку и первого сопротивления Rf1 потоку.
Выражение 1
температура TA наружного воздуха ≥Tmp0 × t0+Tmp1 × t1/t0+t1 ≥температуры Td точки росы... (1)
Температура Td точки росы в выражении (1) рассчитывается блоком 10B установки режима работы на основании температуры TA наружного воздуха, определенной датчиком 9a температуры наружного воздуха, и влажности HA, определенной датчиком 9b влажности, и могут быть использованы различные известные методы расчета.
То есть, выражение (1) означает то, что посредством изменения отношения между рабочим временем t0 при минимальном сопротивлении Rf0 потоку и рабочим временем t1 при первом сопротивлении Rf1 потоку, сопротивление Rf потоку устройства 24 для понижения давления регулируется таким образом, что среднее значение в единицу времени температуры хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, выше или равно температуре Td точки росы и ниже или равно температуре TA наружного воздуха. Отношение рабочих периодов t0 или t1 времени изменяется в зависимости от установочной среды, которая изменяется по температуре и влажности, и, например, при повышении температуры Td точки росы рабочее время t0 при минимальном сопротивлении Rf0 потоку становится короче рабочего времени t1 при первом сопротивлении Rf1 потока.
Хотя был показан пример случая, когда блок 10B установки режима работы рассчитывает температуру Td точки росы и рассчитывает рабочее время t, используя вышеописанное выражение (1), блок 10B установки режима работы не ограничивается этим примером при условии, что он осуществляет управление таким образом, что температура хладагента выше температуры Td точки росы. Например, блок 10B установки режима работы может рассчитывать рабочие периоды t0 и t1 времени, так что средняя температура хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, равна температуре TA наружного воздуха, или значение ниже температуры TA наружного воздуха на заданную температуру (например, 5°C). Таким образом, датчик 9b влажности для расчета температуры Td точки росы становится ненужным, и потребление электроэнергии холодильником 100 вследствие нагрева противоконденсатной трубки 25, может быть уменьшено с помощью недорогой конфигурации, в то время как конденсация росы надежно предотвращена.
Кроме того, хотя был показан пример случая, когда рабочие периоды t0 и t1 времени рассчитаны с использованием выражения (1), также возможно, чтобы рабочие периоды t0-t3 времени, соответствующие соответствующим сопротивлениям Rf0-Rf3 потоку, также были сохранены заранее в таблице 10A параметров, и, затем, сопротивление Rf потоку и рабочее время t, сохраненные в таблице 10A параметров, были установлены в зависимости от температуры TA наружного воздуха.
Кроме того, блок 10B установки режима работы имеет функцию выбора из таблицы 10A параметров сопротивления Rf потоку, которое соответствует режиму 1, 2 или 3 расширения, выбранному пользователем, когда пользователь выбирает один из трех режимов 1-3 расширения через рабочее устройство 8. Таким образом, работа по предотвращению конденсации может осуществляться не только, когда переход в режим расширения осуществляется автоматически, но также вручную по требованию пользователя. В этом случае рабочее время t может быть временем, которое рассчитано в соответствии с выражением (1), или временем, которое сохранено заранее в таблице 10A параметров.
Блок 1°C управления холодильным контуром управляет холодильным контуром 20 таким образом, что осуществляется режим расширения (энергосберегающий режим) в соответствии с режимом 1, 2 или 3 расширения (сопротивление Rf потоку и рабочие время t), установленным блоком 10B установки режима работы. Более конкретно, блок 1°C управления холодильным контуром начинает приводить в действие компрессор 21 и управляет холодильным контуром 20 таким образом, что обеспечиваются сопротивления Rf0 и Rf1 устройства 24 для понижения давления потоку и рабочие периоды t0 и t1 времени для них.
Фиг.6 – кривая, показывающая регулировку степени открытия устройства 24 для понижения давления во время работы холодильного контура 20 на фиг.2. Как показано на фиг.6, блок 1°C управления холодильным контуром управляет устройством 24 для понижения давления таким образом, что рабочее время t0 при минимальном сопротивлении Rf0 потоку и рабочее время t1 при первом сопротивлении Rf1 потоку попеременно переключаются. В результате в течение периода рабочего времени t0 при минимальном сопротивлении Rf0 потоку температура хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, составляет Tmp0, и в течение периода рабочего времени t0 при первом сопротивлении Rf1 потоку температура хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, составляет Tmp1 (<Tmp0). Таким образом, среднее значение в единицу времени температуры хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25 в течение периода (t0+t1), получается на основании вышеприведенное выражение (1).
Кроме того, блок 1°C управления холодильным контуром может быть выполнен с возможностью принудительного прекращения режимов 1-3 расширения в зависимости от внутренней нагрузки. Например, когда внутренняя нагрузка достигла или превысила заданное пороговое значение, блок 1°C управления холодильным контуром может осуществлять управление таким образом, что прекращается выполнение режима расширения, или таким образом, что режим расширения запрещен для предотвращения недостаточного охлаждения.
Фиг.7 – схема последовательности действий, показывающая пример работы холодильника на фиг.1A-1C. Ссылаясь на фиг.1A-1C –7, будет описан пример работы холодильника 100. Следует отметить, что в начальном состоянии холодильник 100 не установлен в какой-либо из режимов расширения, и устройство 24 для понижения давления установлено в полностью открытое положение, в котором оно не регулирует давление хладагента, т.е. в положение, в котором потеря давления хладагента в устройстве 24 для понижения давления минимизирована.
Прежде всего, информация о том, разрешен или нет переход в режимы 1-3 расширения, вводится в рабочее устройство 8 в соответствии с действием пользователя (этап ST1). Когда информация о том, что переход в режимы 1-3 расширения запрещен, введена в рабочее устройство 8, блок 1°C управления холодильным контуром устанавливает устройство 24 для понижения давления в полностью открытое положение (минимальное сопротивление Rf0 потоку) (этап ST2). В результате осуществляется работа при максимизации охлаждающей способности холодильника 100 (этап ST8).
При этом, когда информация о том, что переход в режимы 1-3 расширения разрешен, введена через рабочее устройство 8, блок 10B установки режима работы дополнительно определяет то, что введена или нет информация о том, что выбор режимов 1-3 расширения осуществляется автоматически, через рабочее устройство 8 (этап ST3). Когда информация о том, что режимы 1-3 расширения осуществляются автоматически, введена через рабочее устройство 8, блок 10B установки режима работы получает температуру TA наружного воздуха, определенную датчиком 9a температуры наружного воздуха (этап ST4). После этого блок 10B установки режима работы выбирает режим 1, 2 или 3 расширения (сопротивление Rf потоку) из таблицы 10A параметров на основании температуры TA наружного воздуха (этап ST5). Кроме того, рабочее время t, соответствующее сопротивлению Rf потоку устанавливается на основании выражения (1) или ему подобного (этап ST6). После этого начинается работа компрессора 21 (этап ST8) и управляется приведение в действие устройства 24 для понижения давления при установленном сопротивлении Rf потоку и рабочем времени. Таким образом, температура хладагента (давление хладагента) в противоконденсатной трубке 25 регулируется таким образом, что она выше или равна температуре Td точки росы и ниже или равна температуре наружного воздуха (см. фиг.6).
С другой стороны, когда выбор любого из режимов расширения не осуществляется автоматически, а непосредственно вводится в рабочее устройство 8 пользователем, блок 10B установки режима работы устанавливает сопротивление Rf потоку, связанное с режимом 1, 2 или 3 расширения, введенным в рабочее устройство 8 (этап ST7) и устанавливает рабочее время t. При этом, как описано выше, значение рабочего времени t может быть рассчитано с использованием выражения (1), или может быть использовано рабочее время t, предварительно сохраненное вместе с сопротивлением Rf потоку. После этого начинается работа компрессора 21 (этап ST8).
Как было описано выше, в соответствии с данным вариантом осуществления, когда осуществляется энергосберегающий режим холодильника 100 посредством установки сопротивления Rf потоку с использованием таблицы 10A параметров и посредством установки рабочего времени t при установленном сопротивлении Rf потоку, температура хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, может поддерживаться при температуре Td точки росы или выше. Следовательно, при любой температуре TA наружного воздуха, такой как, когда влажность наружного воздуха высокая (например, RH 90% или выше), когда влажность наружного воздуха низкая (например, RH 50% или выше), когда температура наружного воздуха высокая (например, 30°C), и когда температура наружного воздуха низкая (например, 15°C), можно надежно предотвращать конденсацию росы при любом окружающем наружном воздухе, в то время как потребление электроэнергии минимизировано.
В частности, поскольку температура хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, регулируется за счет использования таблицы 10A параметров, не нужно осуществлять управление, которое необходимо в известной конфигурации, такое как контроль состояния хладагента, проходящего через холодильный контур 20, и последующее изменение степени открытия устройства 24 для понижения давления. Таким образом, можно регулировать температуру хладагента таким образом, что она равна заданной температуре хладагента посредством использования того, что температура хладагента, проходящего через противоконденсатную трубку 25, изменяется в зависимости от сопротивлений Rf0-Rf3 потоку. Таким образом, можно предотвращать конденсацию росы при низких затратах и способом, подходящим для установочной среды, без использования датчика температуры хладагента, датчика давления хладагента или им подобного и контроля состояния хладагента.
Кроме того, когда контроллер 10 должен осуществлять режим 1, 2 или 3 расширения после получении входной информации о том, что выполнение режима расширения разрешено, через рабочее устройство 8, но не может начинать режим расширения, например, вследствие высокой внутренней нагрузки, он может полностью открыть устройство 24 для понижения давления для использования противоконденсатной трубки 25 в качестве конденсатора, заставляя противоконденсатную трубку 25 в дополнение к трубке 22 конденсатора конденсировать хладагент. Таким образом, можно поддерживать охлаждение, в то время как обеспечивается необходимое количество конденсационной теплоты.
Кроме того, когда рабочие периоды t0-t3 времени установлены для соответствующих сопротивлений Rf0-Rf3 потоку, соответствующих выбранным режимам 1-3 расширения, точное регулирование температуры хладагента становится возможным, и конденсация росы может быть надежно предотвращена в любом установочном пространстве.
Вариант осуществления настоящего изобретения не ограничивается вышеописанным вариантом осуществления. Например, хотя на фиг.4 изображен пример случая, когда температура TA наружного воздуха подразделяется на три диапазона, необходимо только определить в соответствии с двумя или более пороговыми температурами, TAref1 и TAref2 и подразделить на множество диапазонов. Кроме того, хотя таблица 10A параметров на фиг.4 показывает пример случая, когда сочетания минимального сопротивления Rf0 потоку и сопротивлений Rf1, Rf1 или Rf3 потоку сохранены, сочетания не ограничиваются этими сочетаниями, и любое сочетание сопротивлений Rf0-Rf3 потоку может быть сохранено. Кроме того, не сочетания двух сопротивлений потоку, а только одно сопротивление потоку может быть сохранено, или сочетания трех или более разных сопротивлений потоку могут быть сохранены.
Список ссылочных позиций
1 – шкаф
2 – перегородка
3 – холодильное отделение
4 – контейнер для льда
5 – отделение для переключателя
6 – морозильное отделение
7 – отделение для овощей
8 – рабочее устройство
9a - датчик температуры наружного воздуха
9b – датчик влажности
10 – контроллер
10A - таблица параметров
10B - блок установки режима работы
1°C - блок управления холодильным контуром
11 – наружный корпус
12 – внутренний корпус
13 – задняя стенка
14 – воздушный канал
15 – камера для устройства охлаждения
16 – вентилятор для циркуляции
20 – холодильный контур
21 – компрессор
22 – трубка конденсатора
23 - фильтр
24 – устройство для понижения давления
25 - противоконденсатная трубка
26 – осушитель
27 – капиллярная трубка
28 – устройство охлаждения
29 – теплообменник типа хладагент-хладагент
31, 41, 51, 61, 71 – дверь
32, 42, 52, 62, 72 0 воздуховыпускное отверстие
100 – холодильник
HA – влажность
Rf – сопротивление потоку
Rf0 – минимальное сопротивление потоку
Rf1 – первое сопротивление потоку
Rf2 – второе сопротивление потоку
Rf3 – третье сопротивление потоку
t0, t1, t2, t3 – рабочее время
TA – температура наружного воздуха
TAref1 – первая пороговая температура
TAref2 – вторая пороговая температура
Td – температура точки росы
Tmp0, Tmp1, Tmp2, Tmp3 - температура хладагента.