ИСПАРИТЕЛЬ

Заявляемая полезная модель относится к области холодильной техники и может быть применена как испаритель торговой витрины, холодильного шкафа и другого холодильного оборудования.
Из предшествующего уровня техники известен испаритель, содержащий металлические пластины и канал для испарения хладагента, который выполнен из металлической трубки. Пластины сопряжены с внешней поверхностью трубки. Рассматриваемый испаритель применяется в витринах, которые описаны в патентах US 2 494 480, DE 33 47 361, CA 2 446 025, а так же во всех витринах, которые выпускаются современной холодильной промышленностью.
Из предшествующего уровня техники известен испаритель для охлаждающих устройств, описанный в патенте CA 1 235 687. Канал для испарения хладагента представляет собой трубку, которая выполнена из легкого металла. Пластины так же выполнены из легкого металла, а их толщина - меньше 0.2 мм. Уменьшение массы испарителя позволяет сократить время работы холодильного агрегата, необходимое для его охлаждения. Указанный испаритель является прототипом заявленной полезной модели.
Рассматриваемый испаритель охлаждает воздух путем теплообмена воздуха с хладагентом, который испаряют в канале трубки испарителя. При нормальной работе витрины градиент между температурой охлаждаемого воздуха и температурой испарителя не превышает 10-15 градусов.
Когда холодильный агрегат отключают на продолжительное время, воздух нагревается до температуры окружающей среды. И когда холодильный агрегат снова включают, градиент между температурой охлаждаемого воздуха и температурой испарителя становится равным 30-35 градусам. При этом величина теплового потока, подводимого к испарителю от охлаждаемого воздуха, возрастает в 2-3 раза по сравнению с нормальным режимом работы витрины, а производительность холодильного агрегата увеличивается до максимального значения.
Суть проблемы состоит в том, что, по меньшей мере, 90% времени витрина работает в нормальном режиме, когда производительность холодильного агрегата ниже своего максимального значения. Поэтому, чтобы обеспечить высокую скорость охлаждения испарителя уменьшают его массу (как в прототипе), но при этом сокращается тепловая емкость испарителя. Следствием сокращения тепловой емкости испарителя является уменьшение интервала времени между отключением и последующим включением холодильного агрегата.
В основу заявленной полезной модели поставлена задача создания испарителя, существенные признаки которого обеспечивают максимальную производительность холодильного агрегата при нормальном режиме работы витрины.
Поставленная задача решена путем создания испарителя, содержащего тонкие металлические пластины и трубку, которая представляет собой канал для испарения хладагента, при этом согласно полезной модели испаритель содержит элементы для аккумулирования теплоты, отводимой от охлаждаемого воздуха, элементы для аккумулирования теплоты выполнены предпочтительно из алюминия, каждый элемент для аккумулирования теплоты содержит осевое отверстие, в осевом отверстии расположена трубка, внешняя поверхность трубки сопряжена с поверхностью осевого отверстия, а металлические пластины сопряжены с поверхностью элементов для аккумулирования теплоты.
Элементы для аккумулирования теплоты сопряжены с внешней поверхностью трубки, которая представляет собой канал для испарения хладагента. Применение элементов для аккумулирования теплоты после отключения холодильного агрегата обеспечивает охлаждение воздуха и аккумулирование теплоты, отводимой от охлаждаемого воздуха.
Металлические пластины сопряжены с элементами для аккумулирования теплоты, которые выполнены из алюминия, что обеспечивает высокую скорость теплопередачи от пластин к хладагенту через стенку элемента для аккумулирования теплоты. Поэтому, после включения холодильного агрегата, к хладагенту одновременно будет подводиться теплота, отводимая от элементов для аккумулирования теплоты, и теплота, отводимая от охлаждаемого воздуха к пластинам, что обеспечит максимальную производительность холодильного агрегата при нормальном режиме работы витрины.
Следовательно, за тот же отрезок времени, который необходим для охлаждения прототипа, холодильный агрегат, обеспечит охлаждение заявленного испарителя, масса и тепловая емкость которого превышает массу и тепловую емкость прототипа. Следствием увеличения тепловой емкости заявленного испарителя является увеличение интервала времени между отключением и последующим включением холодильного агрегата, и соответствующее сокращение количества электроэнергии, которую потребляет холодильный агрегат витрины.
Чтобы обеспечить высокую скорость теплообмена между металлическими пластинами и элементами для аккумулирования теплоты целесообразно элементы для аккумулирования теплоты выполнить в форме цилиндра, при этом металлические пластины сопряжены с наружной поверхностью цилиндра.
Цилиндрическая форма элементов для аккумулирования теплоты обеспечивает плотное соприкосновение металлических пластин с поверхностью указанных элементов, что обеспечит высокую скорость теплообмена между металлическими пластинами и элементами для аккумулирования теплоты, а так же сокращение времени работы холодильного агрегата, необходимое для охлаждения металлических пластин.
Чтобы увеличить скорость теплообмена между металлическими пластинами и элементами для аккумулирования теплоты целесообразно элементы для аккумулирования теплоты выполнить в виде втулки, осевой размер втулки равен расстоянию между металлическими пластинами, при этом металлические пластины расположены между элементами для аккумулирования теплоты.
Каждая пластина сопрягается с двумя элементами для аккумулирования теплоты. Поэтому площадь сопряжения пластины с указанными элементами увеличивается, что позволяет увеличить скорость теплообмена между пластинами и элементами для аккумулирования теплоты. При этом уменьшается время работы холодильного агрегата, необходимое для охлаждения металлических пластин.
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 вариант испарителя, выполненного согласно полезной модели.
Заявленный испаритель 1 (фиг.1) содержит трубку 2, элементы для аккумулирования теплоты 3 и 4, металлические пластины 5. Трубка 2 содержит канал 6. Элементы 3, 4 выполнены в форме цилиндра и содержат осевые отверстия, в которых расположены прямолинейные участки трубки 2. Элементы 3, 4 сопряжены с трубкой 2. Пластины 5 сопряжены с внешней поверхностью элементов 3 и 4.
Вариант заявленного испарителя 7 (фиг.2) содержит трубку 8, элементы для аккумулирования теплоты 9, 10 и металлические пластины 11. Трубка 8 содержит канал 12. Элементы 9, 10 выполнены в виде втулки и содержат осевые отверстия, в которых расположены прямолинейные участки трубки 8. Элементы 9, 10 сопряжены с трубкой 8. Пластины 11 расположены между элементами 9, 10. При этом каждая пластина 11 сопряжена с двумя элементами 9 и двумя элементами 10. Элементы 9 и 10 отличаются по форме. Элементы 9 выполнены в виде цилиндрической втулки. Элементы 10 выполнены в виде втулки, диаметр которой - величина переменная. При этом средняя часть втулки имеет минимальный диаметр. При равной массе площадь поверхности элемента 10 превышает площадь поверхности элемента 9.
Заявленный испаритель 1, 7 охлаждает воздух следующим образом. Когда температура воздуха увеличивается до максимального значения, которое для витрины составляет +6°С, включают холодильный агрегат. В канале 6, 12 испаряется хладагент. К испаряемому хладагенту подводят теплоту от элементов 3, 4, 9, 10. Температура элементов 3, 4, 9, 10 понижается. При этом элементы 3, 4, 9, 10 охлаждают металлические пластины 5, 11. Элементы Э, 4, 9, 10 и металлические пластины 5, 11 соприкасаются с охлаждаемым воздухом, температура которого понижается. Когда температура охлаждаемого воздуха и температура испарителя 1, 7 понизится до минимального значения, холодильный агрегат отключают. После отключения холодильного агрегата часть теплоты, которая поступает к охлажденному воздуху из окружающей среды, отводится к элементам 3, 4, 9, 10. Дополнительная тепловая емкость элементов 3, 4, 9, 10 обеспечивает увеличение интервала времени, в течение которого температура воздуха повышается до максимального значения. Следовательно, увеличивается интервал времени между отключением и последующим включением холодильного агрегата.