ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ БЕЗ НАМЕРЗАНИЯ ИНЕЯ
REFRIGERATING DEVICE WITHOUT FROST BUILDUP

Область техники
Предлагаемое изобретение относится к холодильному аппарату с испарителем и, по меньшей мере, одним отсеком, охлаждаемым за счет циркуляции воздуха в направлении от испарителя и к испарителю.
Уровень техники
В холодильном аппарате такого типа, известном из патентной заявки DE 102005021560 A1, рядом с охлаждаемым отсеком расположена распределительная камера, отделенная от отсека перфорированной стенкой. Со стороны распределительной камеры отверстия могут быть перекрыты нетканым материалом (флисом) с целью предотвращения непосредственного попадания сильного потока охлажденного воздуха из распределительной камеры на чувствительные охлаждаемые продукты в отсеке и их высушивания. Однако, замедленный диффузионным слоем поток воздуха может привести к недостаточному отводу конденсата из отсека. Следствием может стать отсыревание охлаждаемых продуктов в отсеке, что также нежелательно.
Взаимосвязь между количеством влаги в отсеке и покрыванием или непокрыванием отверстий нетканым материалом для пользователя не очевидна, поскольку количество влаги, наблюдаемое пользователем в отсеке, в первую очередь связано с видом хранящихся в нем охлаждаемых продуктов. Поэтому высока вероятность того, что пользователь будет неправильно обращаться с нетканым материалом и установит неподходящие условия хранения соответствующих охлаждаемых продуктов.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование известного холодильного аппарата таким образом, чтобы снизить вероятность ненадлежащей его эксплуатации.
Задача решается признаками, раскрываемыми в пункте 1 формулы изобретения. Поскольку пользователь может прямо задавать необходимый режим циркуляции, в частности степень осушения содержимого отсека, то у него нет необходимости в знаниях о взаимосвязи между положением управляющего элемента и вытекающими условиями циркуляции воздуха. При этом обычно задаваемое пользователем значение основывается на полученном опытным путем значении, хранящемся в запоминающем устройстве, однако пользователь может при необходимости изменить это значение и сохранить измененное значение в другом запоминающем устройстве или переписать заданное значение измененным значением.
Согласно первому, простому варианту исполнения блок управления запрашивает конкретное значение путем предоставления пользователю выбора из нескольких значений условий циркуляции.
Согласно следующему варианту исполнения, который в рамках различных режимов работы одного прибора может быть скомбинирован с первым вариантом, блок управления запрашивает конкретное значение путем предоставления пользователю выбора из нескольких типов охлаждаемых продуктов, которые могут находиться в отсеке для хранения, и установки значения условий циркуляции, подходящего для выбранного пользователем вида охлаждаемых продуктов.
Для обеспечения корректного выбора условий циркуляции блок управления, предпочтительно, хранит таблицу связей, в которой различным видам охлаждаемых продуктов соответствуют подходящие значения условий циркуляции.
Поскольку в холодильном отсеке могут одновременно находиться охлаждаемые продукты различных видов, блок управления должен быть способен корректно отреагировать на ситуацию, в которой пользователь указывает несколько видов охлаждаемых продуктов. Если условие циркуляции является количественной величиной, то есть может быть выражено числами, задающими отношение больше-меньше, то блок управления, предпочтительно, способен выбрать устанавливаемое значение условий циркуляции таким образом, чтобы оно было, по меньшей мере, равно самому малому из соответствующих указанному виду охлаждаемого продукта значений и не превышало самое большое из соответствующих указанному виду охлаждаемого продукта значений.
В одном из вариантов осуществления условием циркуляции может являться влажность циркулирующего воздуха.
Правило выбора устанавливаемого значения условий циркуляции при вводе нескольких видов охлаждаемых продуктов может определяться пользователем.
Возможные варианты правила:
- Выбор самого малого из соответствующих указанному виду охлаждаемого продукта значений.
- Выбор самого большого из соответствующих указанному виду охлаждаемого продукта значений.
- Формирование среднего значения на основании соответствующих указанным видам охлаждаемого продукта значений.
Холодильный аппарат может содержать канал циркуляции для воздуха, поступающего от испарителя в отсек для хранения через диффузионный слой, и канал циркуляции, обходящий диффузионный слой. В этом случае в качестве блока управления целесообразно предусматривается элемент, положение которого влияет на распределение воздуха по двум каналам циркуляции.
В частности, в стенке, отделяющей область подачи воздуха от отсека, могут быть выполнены сквозные вентиляционные отверстия, а диффузионный слой посредством двигателя может переставляться между первым положением, в котором он перекрывает сквозные вентиляционные отверстия, и вторым положением, в котором он пропускает поток воздуха через сквозные вентиляционные отверстия в обход диффузионного слоя.
Во втором положении, в частности, диффузионный слой может быть отодвинут от перегородки.
Краткое описание чертежей
Прочие признаки и преимущества изобретения описываются ниже на основании вариантов исполнения с учетом прилагаемых фигур. На фигурах изображено:
Фигура 1: перспективный вид холодильного аппарата согласно изобретению.
Фигура 2: разрез холодильного аппарата с фигуры 1 вдоль линии II (см. фиг.1).
Фигура 3: перспективный вид стенки, разделяющей отсек и распределительную камеру, и установленных на ней надстроек.
Фигура 4: перспективный вид управляющего диска.
Фигура 5: разрез управляющего диска и окружающих его элементов.
Фигура 6: план стенки, разделяющей отсек и распределительную камеру, со стороны распределительной камеры, согласно второму варианту исполнения изобретения.
Фигура 7: разрез стенки согласно фигуре 6.
Фигура 8: структурная схема процесса управления циркуляцией воздуха через распределительную камеру.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 представлен перспективный вид холодильного аппарата (в направлении наискось снизу), который призван пояснить предлагаемое изобретение. Прибор имеет корпус 1 и навешенную на него дверь 2. Внутренняя полость корпуса 1 разделена на отсек 3 испарителя, расположенный наверху под крышкой корпуса 1, первый холодильный отсек 4 и второй холодильный отсек 6, отделенный от первого отсека изолирующей перегородкой 5. Второй холодильный отсек 6 делится на две части двумя выдвижными ящиками 7, расположенными друг рядом с другом. Первый холодильный отсек 4 обычно делится несколькими полками для охлаждаемых продуктов на части, расположенные друг над другом. Эти полки для охлаждаемых продуктов не показаны на фигуре 1, поскольку они не важны для предлагаемого изобретения.
На передней стороне перегородки 9 (см. фиг.2), отделяющей отсек 3 испарителя от первого холодильного отсека 4, выполнено отверстие 10 для впуска воздуха, через которое воздух из первого холодильного отсека 4 может попадать в отсек 3 испарителя. Каналы, по которым воздух из второго холодильного отсека 6 может попадать в отсек 3 испарителя, могут проходить в боковых стенках корпуса (на фигуре 1 это не показано); согласно другому варианту, показанному на фигуре 1, воздуховод 11 проложен внутри двери 2, начинается на высоте второго холодильного отсека 6 и оканчивается напротив отверстия 10 для впуска воздуха; его трасса показана на фигуре пунктиром.
Рядом с задней стенкой 8 корпуса 1 на перегородке 9 закреплен распределительный короб 12, в котором выполнено несколько вентиляционных отверстий 13, через которые холодный воздух, выходящий из отсека 3 испарителя, распределяется по различным направлениям в верхней части первого холодильного отсека 4. Под распределительным коробом 12 на задней стенке 8 расположено несколько пар отверстий 14, из которых также может выходить холодный воздух. Высота этих пар отверстий 14 выбрана таким образом, чтобы при установленных полках для охлаждаемых продуктов в первом холодильном отсеке 4 каждая пара отверстий 14 снабжала холодным воздухом часть отсека, ограниченную полками для охлаждаемых продуктов.
На фигуре 2 представлен разрез холодильного аппарата с фигуры 1, проведенный в вертикальной плоскости, направленной вглубь корпуса 1 и обозначенной на фигуре 1 пунктирной линией II. Внутри отсека 3 испарителя на разрезе видны охлаждающие трубки испарителя 15, мимо которых проходит воздух, поступающий через отверстие 10 для впуска воздуха. Перегородка 9 по направлению к задней стенке корпуса 1 сходит на канавку 16, в которой собирается стекающий с испарителя 15 конденсат. Через трубопровод, не показанный на фигуре, конденсат попадает на испаритель, расположенный в цокольной области 17 (см. фиг.1) корпуса 1.
За канавкой 16 рядом с задней стенкой 8 находится вентилятор, который содержит двигатель 18, приводимую от него крыльчатку 19 и корпус 20. На передней стороне корпуса 20, по оси крыльчатки 19 располагается всасывающее отверстие. Верхняя половина корпуса 20 повторяет контур крыльчатки 19 и тесно прилегает к ней; снизу корпус 20 открыт, так что при вращении крыльчатки 19 воздух, ускоряющийся в радиальном направлении наружу, устремляется вниз в камеру 21.
В этой камере 21 расположена поворотная заслонка 22. В положении, показанном на фигуре, заслонка 22 закрывает отверстие 23 для подачи холодного воздуха, которое направлено вертикально вниз в первый холодильный отсек 4. Таким образом, воздух вытесняется к задней стенке 8 и в канал 24 для холодного воздуха, который ведет внутри задней стенки 8 ко второму холодильному отсеку 6 и отделен от первого холодильного отсека 4 тонким изолирующим слоем 25. Если заслонка 22, присоединенная шарниром к промежуточной стенке 26 между отверстием 23 для холодного воздуха и каналом 24 для холодного воздуха, будет переведена в вертикальное положение, обозначенное на фигуре пунктиром, то она перекроет канал 24 для холодного воздуха, и поток холодного воздуха через отверстие 23 для холодного воздуха будет попадать в распределительный короб 12. На разрезе (см. фиг.2) показано одно из вентиляционных отверстий 13, через которое воздух направляется из распределительного короба 12 в первый холодильный отсек 4.
Канал 24 для холодного воздуха ведет в распределительную камеру 27, которая расположена в перегородке 5 над вторым холодильным отсеком 6 и отделяется от первого холодильного отсека 4 изолирующим слоем. Между распределительной камерой 27 и вторым холодильным отсеком 6 расположена горизонтальная перегородка 29. Она имеет несколько отверстий 30 (см. фиг.3), через которые холодный воздух, попадающий в распределительную камеру 27 через канал 24 для холодного воздуха и отверстие 37 для впуска воздуха, расположенное на узкой стороне распределительной камеры 27, распределяется по холодильному отсеку 6 или установленным в нем открытым сверху выдвижным ящикам 7.
Из холодильного отсека 6 воздух направляется по воздуховоду 11, сформированному в двери 2, обратно в отсек 3 испарителя. Чтобы предотвратить неконтролируемый перепуск воздуха между холодильными отсеками 4, 6, в которых поддерживается различный температурный режим, на передней кромке перегородки 5 имеется уплотняющий профиль 34, прилегающий к двери 2.
Перегородка 29 может устанавливаться в корпус 1 с возможностью снятия, например (как показано на фигуре 2), опираясь на выступы 35 боковых стенок корпуса 1. Таким образом, за счет извлечения перегородки 29 можно при необходимости использовать объем распределительной камеры 27 для укладки охлаждаемых продуктов.
На фигуре 3 представлен перспективный вид перегородки 29 со стороны распределительной камеры 27. Вертикальные выступы 38 перегородки 29 делят распределительную камеру 27 на две части 27а, 27b, одна из которых расположена над одним из выдвижных ящиков 7, а другая - над вторым выдвижным ящиком 7. В правой части 27b показана плоская пластина 40b с множеством отверстий, лежащая на перегородке 29. Отверстия 31 пластины 40b совпадают с расположенными под ними отверстиями 30 перегородки 29, благодаря чему пластина 40b не препятствует прохождению воздуха из части 27b камеры в расположенный под ней выдвижной ящик 7.
Пластины 40а, 40b являются опорами для не показанного на фигуре полотна воздухопроницаемого нетканого материала 50 (см. фиг.2), перекрывающего все отверстия 31 пластин 40а, 40b. Нетканый материал 50 в положении, в котором на фигуре показана пластина 40b, обеспечивает равномерное распределение воздуха по отверстиям 30 перегородки 29 и медленный, равномерный поток воздуха, обуславливающий охлаждение и слабое высыхание в расположенном внизу отсеке или выдвижном ящике 7.
Кромки пластин 40, 40b, обращенные к задней стенке 8 или отверстию 37 для впуска воздуха, навешены на свободные оконечности двуплечего поворотного рычага 41а, 41b. Поворотные рычаги 41а, 41b, управляемые посредством управляющего элемента 42 (см. фиг.4), который может приводиться во вращение электродвигателем 39, могут поворачиваться вокруг оси, проходящей параллельно этим кромкам приблизительно на высоте кромок пластин 40а, 40b со стороны двери. Если противоположная свободная оконечность одного из поворотных рычагов 41 опущена управляющим элементом 42 (на фигуре это левый поворотный рычаг 41а), то при этом соответствующая пластина (в данном случае 40а) приподнимается за кромку, соседнюю с отверстием 37 для впуска воздуха, так что воздух из впускного отверстия 37 попадает в промежуточное пространство между пластиной 40а и перегородкой 29, сужающееся клином к двери, и через отверстия 30 перегородки 29 устремляется в расположенный внизу выдвижной ящик 7. Поскольку в этом случае не происходит замедления потока воздуха нетканым материалом 50, то скорость потока в расположенном внизу выдвижном ящике 7 выше, чем при опущенной пластине, в результате чего воздух, попадающий в выдвижной ящик 7, оказывает более сильное высушивающее действие.
Два датчика 54 предназначены для регистрации положения (поднятого или прилегающего к перегородке 29) кромок пластин 40а, 40b, обращенных к задней стенке, и подачи сигналов на управляющую схему 56 (см. фиг.2) электродвигателя 39. На фигуре 3 датчики 54 показаны как элементы, отделенные от перегородки 29, например, встроенные в заднюю стенку 8 корпуса 1 холодильного аппарата; эти элементы определяют положение пластин 40, 40b через отверстие 37 для впуска воздуха.
На фигуре 4 представлен перспективный вид нижней стороны управляющего элемента 42, которая не видна на фигуре 3. Управляющий элемент 42 содержит круглую базовую пластину 43, из центра которой выступает гильза 44 некруглого сечения, которая предназначена для установки вала электродвигателя 39 (см. фиг.2 или фиг.5), который не показан на этой фигуре, а на фигуре 3 скрыт за управляющим элементом 2. Вокруг гильзы 44 расположены две концентрические (относительно гильзы) рампы 45а, 45b различного радиуса. Каждая из этих рамп 45а, 45b предназначена для взаимодействия с одним из двух поворотных рычагов 41а, 41b, зацепляющимся за низ базовой пластины 43. Обе рампы 45а, 45b имеют плавно поднимающуюся боковую стенку 46, участок 47 вершины постоянной высоты и круто понижающуюся боковую стенку 48. Как показано на разрезе (фигура 5), на свободных оконечностях поворотных рычагов 41а, 41b, взаимодействующих с управляющим элементом 42, имеется по одному вертикальному штифту 49, который позволяет одному из поворотных рычагов (на фигуре 5 - левому рычагу 41а) нащупать управляющий элемент 42 в радиусе внутренней рампы 45а, не соприкасаясь с внешней рампой 45b.
За счет того, что две рампы 45а, 45b расположены под подходящим углом друг к другу, можно получить следующие положения управляющего элемента 42: положение, в котором штифты 49 обоих поворотных рычагов 41а, 41b соприкасаются с базовой пластиной 43; положение, в котором один штифт 49 соприкасается с участком 47 вершины рампы 45а, а другой штифт 49 соприкасается с базовой пластиной 43; положение, в котором оба штифта 49 соприкасаются с участком 47 вершины соответствующей рампы 45а или 45b; и положение, в котором один штифт 49 соприкасается с участком вершины рампы 45b, а другой - с базовой пластиной 43. Целесообразно положения сменяют друг друга при вращении управляющего элемента 42 в указанной последовательности. Направление вращения двигателя 39 выбирается таким образом, чтобы штифты 49 скользили вдоль пологих боковых стенок 46 по направлению к вершине 47 и затем падали по крутым боковым стенкам 48 на базовую пластину 43. Благодаря крутизне боковых стенок 48, с одной стороны, можно увеличить угловые интервалы, в которых действует одно из четырех положений, что позволит не требовать высокой точности при управлении углом поворота управляющего элемента 42, а с другой стороны - плавное повышение боковых стенок 46 облегчит скольжение штифтов 49 по рампам 45а, 45b и связанное с этим поднятие пластин 40.
Второй вариант исполнения перегородки 29 и установленных на ней деталей представлен на фигуре 6 (план) и на фигуре 7 (разрез вдоль линии VII-VII на фигуре 6). Аналогично варианту исполнения согласно фигурам 3-5 перегородка 29 содержит множество сквозных отверстий 30 для воздуха, а пластина 40а или 40b, несущая нетканый материал 50 (см. фиг.6), может (как показано на фигуре 6 на примере левой пластины 40а) принимать прилегающее к плоскости перегородки 29 положение, в котором отверстия 31 пластины 40а будут совпадать с отверстиями перегородки 29. На выступах 38, простирающихся вглубь корпуса 1, сформирована рампа 53, поднимающаяся в направлении задней стенки 8. Шипы 51, выступающие из пластин 40а, 40b, у левой пластины 40а лежат на основании рампы 53.
Каждый из способных вращаться управляющих элементов 42, соединенных, например, посредством не показанного на фигуре электродвигателя, содержит базовую пластину 43 и отходящий от нее эксцентриковый выступ, в данном варианте имеющий форму ребра 52 в виде сектора круга. Когда при вращении управляющего элемента 42 ребро 52 давит на пластину 40а или 40b (что показано на фигуре 6 на примере правой пластины 40b), эта пластина вытесняется в направлении отверстия 37 для впуска воздуха, причем шипы 51 скользят, поднимаясь, по рампе 53 и тем самым поднимают пластину 40. В результате между пластиной 40 и перегородкой 29 возникает промежуточное пространство, через которое воздух из отверстия 37 для впуска воздуха может попадать непосредственно в отверстия 30 перегородки 29, не замедляясь нетканым материалом 50. Возникающие при этом эффекты аналогичны описанному ранее варианту исполнения.
Благодаря тому, что ребра 52 расположены под подходящим углом друг к другу, в этом варианте также возможна установка четырех состояний, в которых либо обе пластины 40а, 40b прилегают к перегородке 29, либо одна пластина прилегает, а другая поднята, либо подняты обе пластины 40.
В отличие от фигур 6 и 7 возможен вариант, в котором можно отказаться от одной из рамп 53, в частности от соседней с дверью 2, то есть от верхней рампы (на фигуре 6) или левой рампы 45 (на фигуре 7). Это приведет к тому, что пластины 40а, 40b смогут перемещаться между прилегающим к перегородке 29 положением (показанным на фигуре 7) и отставленным положением, в котором от перегородки 29 отодвигается только та кромка пластин 40а, 40b, которая расположена рядом с отверстием 37 для впуска воздуха, а приближенная к двери кромка по-прежнему прилегает к перегородке. Таким образом, аналогично варианту исполнения согласно фигуре 3 в отставленном положении образуется клиновидное промежуточное пространство между пластиной 40 и перегородкой 29, направляющее воздух, поступающий из отверстия 37 для впуска воздуха, на перегородку 29.
Возможны различные отличия представленных здесь вариантов исполнения. Так, например, управляющие элементы 42, способные вращаться, могут быть заменены линейно перемещаемыми рампами или иными приводящими механизмами, перемещающими пластины 40а, 40b.
Чтобы можно было в любое время привести положение пластин 40а, 40b в соответствие с охлаждаемыми продуктами, помещенными в соответствующий выдвижной ящик 7, предусмотрен пользовательский интерфейс 55, при помощи которого пользователь (например, посредством выбора из показываемого меню) может указать тип охлаждаемых продуктов, хранящихся в каждом выдвижном ящике, после чего электронная управляющая схема 56 на основании таблицы связей выбирает положение пластин 40а, 40b, соответствующее типам охлаждаемых продуктов, и устанавливает его.
На фигуре 8 представлена структурная схема способа управления, выполняемого управляющей схемой 56 электродвигателя 39. На первом этапе S1 пользователю предоставляется возможность ввода вида или видов охлаждаемых продуктов, хранящихся в отсеках 7, через пользовательский интерфейс 55. На фигуре 1 этот пользовательский интерфейс представлен в виде дисплея и нескольких клавиш, переключателей и подобных им органов управления, расположенных на передней кромке крышки корпуса 1; разумеется, он может быть установлен в любом другом подходящем месте. Ввод осуществляется, например, за счет того, что пользователь выбирает для определенного отсека 7 нужный вид или виды охлаждаемых продуктов (который/которые он уложил в соответствующий отсек 7) среди отображенных на дисплее для соответствующего отсека пиктограмм или значков при помощи клавиш или переключателей.
На этапе S2 управляющая схема 56 на основании указанного содержимого каждого отсека 7 устанавливает заданное положение для пластины 40а или 40b, соответствующей данному отсеку 7. Это происходит путем запрашивания таблицы, сохраненной в управляющей схеме 56 и содержащей заданные положения пластины для каждого типа охлаждаемых продуктов, предлагаемых пользователю на выбор на этапе S1. В простейшем случае это заданное положение имеет значение 0 или 1, соответствующее плотно прилегающей или полностью поднятой пластине. Также в таблице могут содержаться промежуточные положения пластины.
Если пользователь указал только один тип охлаждаемых продуктов для данного отсека 7, то заданное положение, установленное для этого отсека, будет соответствовать положению, приведенному в таблице для данного охлаждаемого продукта. Если указаны различные виды охлаждаемых продуктов, то в качестве заданного положения для данного отсека может быть принято среднее из заданных значений для этих типов охлаждаемых продуктов, максимальное значение или минимальное значение. Выбор одного из этих трех вариантов может зависеть от вводимого вида охлаждаемых продуктов. Например, когда указаны не упакованные листовые овощи, может быть выбрано, преимущественно, заданное положение пластины, поскольку этот охлаждаемый продукт быстро портится при сильном высушивании, в то время как для других видов охлаждаемых продуктов рассчитывается среднее значение. В качестве заданного положения в каждом случае сохраняется одно из двух числовых значений в интервале [0, 1] по одному для каждого отсека 7.
На этапе S3 сохраненные таким образом заданные значения сравниваются с порогом переключения. В простейшем случае порог переключения может быть константой, например 0,5. Если заданное положение выше, то считается, что соответствующая пластина должна быть поднята; если ниже - должна быть опущена. Если датчики 54 показывают, что обе пластины 40а, 40b уже находятся в определенном для них заданном положении, то двигатель 39 остается выключенным, и способ переходит на этап S4, на котором включается вентилятор с целью осуществления циркуляции холодного воздуха между отсеком 3 испарителя и холодильным отсеком 6.
Если не все пластины 40а, 40b находятся в заданном положении, то управляющая схема включает двигатель 39 и не выключает его до тех пор, пока датчики 54 на этапе S5 не подадут сигнал о достижении заданного положения или пока на этапе S6 не будет установлено, что превышена максимально допустимая длительность работы двигателя 39. Если последнее имеет место, то присутствует неисправность, например пластины 40а, 40b примерзли к перегородке 29, вследствие чего вращение управляющего элемента 42 заблокировано; сообщение о неисправности выводится на дисплей пользовательского интерфейса 55.
Согласно следующему варианту исполнения этап S3 периодически повторяется управляющей схемой 56 и после включения вентилятора на этапе S4, что показано пунктирной стрелкой на фигуре 8. Порог переключения не является константой, но представляет собой пилообразную функцию (между 0 и 1) от времени, и управляющая схема 56 определяет необходимость поднятия пластины 40а или 40b, если ее заданное значение лежит ниже порога переключения, и опускания пластины, если ее заданное значение превышает порог переключения. Таким образом, при включенном вентиляторе пластины 40, 40b периодически переключаются, и доля времени работы вентилятора, в течение которой пластины находятся в поднятом состоянии, пропорциональна заданному значению, установленному для них на этапе S2.