ТЕПЛООБМЕННЫЙ АГРЕГАТ
HEAT EXCHANGE DEVICE

Область техники
Изобретение относится к теплообменному агрегату с пролегающим на теплопроводящей подложке трубопроводом.
Уровень техники
Теплообменники такой конструкции широко распространены в производстве холодильных аппаратов в виде испарителя, служащего для охлаждения внутреннего пространства холодильного аппарата с помощью испаряющегося в трубопроводе при низком давлении хладагента.
Второй тип используемого в холодильном аппарате теплообменника представляет собой конденсатор, в котором хладагент конденсируется при высоком давлении, отдавая тепло в окружающую среду.
Оба эти теплообменника при сборке холодильного аппарата должны быть объединены с компрессором в герметичный контур циркуляции хладагента.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание теплообменного агрегата для холодильного аппарата, конструкция которого позволит снизить затраты на построение контура циркуляции хладагента.
Задача решается тем, что у теплообменного агрегата с пролегающим на теплопроводящей подложке трубопроводом трубопровод с помощью точки дросселирования разделен на испаритель и конденсатор.
Таким образом, согласно настоящему изобретению достаточно разместить или сформировать один единственный, цельный трубопровод на подложке, чтобы тем самым одновременно получить оба теплообменника холодильного аппарата. Отпадает необходимость прежних этапов монтажа по соединению теплообменников между собой. Кроме того, монолитная реализация обоих теплообменных агрегатов упрощает установку теплообменников в корпус, так как вместо двух отдельных теплообменников и соединяющего их трубопровода необходимо разместить и закрепить всего один единственный агрегат.
Предпочтительно подложка состоит из двух соединенных изогнутым соединительным элементом плоскостных участков, причем испаритель расположен на первом, а конденсатор - на втором из участков. Таким образом, отдельные участки можно выполнить большого размера и в случае необходимости каждый из них по отдельности может иметь размеры стенки корпуса холодильного аппарата.
В предпочтительном варианте реализации плоскостные участки сходятся на соединительном элементе перпендикулярно друг другу. За счет этого возможно разместить участки на соответственно разных стенках корпуса холодильного аппарата, прежде всего, на задней стенке и боковой стенке. В области соединительного элемента пластина целесообразно пролегает сквозь изоляционный слой корпуса холодильного аппарата, так что испаритель оказывается расположен с внутренней стороны, а конденсатор - с внешней стороны слоя изоляции.
Соединительный элемент целесообразно имеет проемы в некоторых местах, чтобы ограничить теплообмен между конденсатором и испарителем.
Тогда точка дросселирования целесообразно располагается на соединительном элементе.
Для создания точки дросселирования можно сжать трубопровод в одном месте. Так, для испарителя и конденсатора можно использовать единообразный, непрерывный трубопровод.
Напорный участок трубопровода конденсатора и/или участок трубопровода, в котором образована точка дросселирования, предпочтительно пролегает вблизи с напорным участком трубопровода испарителя. Таким образом, хладагент, циркулирующий в расположенном вниз по потоку участке трубопровода испарителя, может охлаждать циркулирующий в напорном трубопроводе конденсатора или точке дросселирования хладагент перед поступлением в испаритель.
Далее предметом изобретения является холодильный аппарат с корпусом и теплообменным агрегатом определенного выше типа. В подобном холодильном аппарате испаритель и конденсатор могут быть расположены на соседних стенках корпуса или на одной стенке.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества изобретения приведены в описании примеров вариантов реализации со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых изображены:
на фиг.1 - схематичная перспективная проекция холодильного аппарата с соответствующим изобретению теплообменным агрегатом;
на фиг.2 - увеличенное сечение через угол корпуса холодильного аппарата;
на фиг.3 - сечение через точку дросселирования соответствующего изобретению теплообменного агрегата;
на фиг.4 - вид сверху на второй вариант реализации соответствующего изобретению теплообменного агрегата.
Осуществление изобретения
На фиг.1 в полупрозрачном виде изображен холодильный аппарат известного вида с корпусом 1, дверью 2 и выполненной в нижней задней области корпуса 1 нишей 3, в которой размещен компрессор. Теплообменный агрегат включает в себя конденсатор 4, открыто расположенный на задней стенке корпуса 1 и занимающий большую часть задней стороны над нишей 3, а также испаритель 5, пролегающий вдоль боковой стенки корпуса 1 в непосредственной близости к его внутреннему пространству. Теплообменный агрегат содержит цельный металлический лист 15 подложки в форме согнутой вдоль вертикальной кромки 6 пластины, например, из алюминия. Над этим листом подложки пролегает трубопровод 7, выполненный цельным от впуска 8 конденсатора до выпуска 9 испарителя 5. Трубопровод 7 пересекает вертикальную кромку 6 вблизи ее верхнего конца. За счет согнутого на кромке 6 перехода трубопровод 7 в этом месте образует дроссель 10, на котором давление циркулирующего хладагента резко падает. В то время как хладагент в расположенной вверх по потоку от дросселя 10 части трубопровода 7 находится под высоким давлением, эта часть действует как конденсатор, расположенная вниз по потоку, находящаяся под низким давлением часть действует как испаритель.
На фиг.2 изображено горизонтальное сечение через дроссель 10 и его окружение в двух параллельных друг другу плоскостях I, II. Граница между двумя плоскостями обозначена штрихпунктирной линией на фиг.2. Справа над линией проходит плоскость сечения I через трубопровод 7; слева под ней проходит плоскость сечения II над трубопроводом 7. Дроссель 10 создается таким образом, что сначала трубопровод закрепляется на первоначально еще ровном металлическом листе подложки с помощью клея или пайки, а затем лист подложки сгибается вместе с закрепленным на нем трубопроводом 7, чтобы сформировать вертикальную кромку 6. Это изменение формы вынужденно приводит к расплющиванию трубки 7 на кромке 6 и сужению ее поперечного сечения.
В то время как в проходящей на высоте трубопровода 7 плоскости I сечения металлический лист подложки постоянно пролегает между конденсатором 4 и испарителем 5, чтобы достигнуть сужения трубопровода 7 при сгибании, за пределами этой плоскости в металлическом листе подложки сформированы выемки 11, которые ослабляют его вдоль вертикальной кромки 6 и тем самым способствуют образованию острого сгиба. Плоскость II проходит через одну такую выемку 11. Кроме того, выемки 11 служат для того, чтобы ограничить протекание тепла по листу подложки между конденсатором 4 и испарителем 5 или между окружающей средой и внутренним пространством холодильного аппарата.
В то время как конденсатор 4 лежит на внешней стороне слоя 12 изоляционного материала задней стенки, граничащая с вертикальной кромкой 6 кайма 13 испарителя 5 проходит через этот слой 12 изоляционного материала, так что основная часть испарителя 5 пролегает на внутренней стороне слоя изоляционного материала и находится в непосредственном контакте с внутренней стенкой 14 камеры.
Вместо сгибания трубопровода 7 на границе между конденсатором и испарителем, как изображено на фиг.2, дроссель можно сформировать и на плоском участке трубопровода 7 путем локального сплющивания трубопровода. На фиг.3 изображено сечение через такую точку 10 дросселирования, которая получается путем сплющивания трубопровода 7 с помощью пресса или в данном случае с помощью узкого, проходящего параллельно трубопроводу 7 полотна. Падение давления в такой точке 10 дросселирования можно точно регулировать путем изменения ее длины. Особенно легко можно дополнительно удлинить такую точку 10 дросселирования на готовом теплообменном агрегате, если получаемое в ней падение давления окажется недостаточным. Прежде всего, такую получаемую сплющиванием точку 10 дросселирования можно сформировать на пересекающем кайму 13 на фиг.2 участке трубопровода 7.
Измененный вариант реализации теплообменного агрегата согласно настоящему изобретению изображен на фиг.4 как вид сверху в плоском состоянии перед установкой в холодильный аппарат. Металлический лист 15 подложки этого теплообменного агрегата двумя группами выемок 11 разделен на конденсатор 4, испаритель 5 и соединительный участок в форме узкой, проходящей между конденсатором 4 и испарителем 5 полоски 16. Трубопровод 7 проходит от впуска 8 в левом нижнем углу листа 15 подложки сначала в виде меандра сверху вниз через весь конденсатор 4, затем пересекает полоску 16, проходит по всей ее длине вверх и затем в виде меандра сверху вниз через испаритель 5. Затем трубопровод 7 снова проходит вверх, вблизи верхнего конца полоски 16 снова назад на нее и по полоске 16 вниз к выпуску 9. Таким образом, по полоске 16, через выемки 11 изолированно как от конденсатора 4, так и от испарителя 5, проходят два параллельных участка 17, 18 трубопровода. Хладагент, который в участке 17 подходит к сформированному на входе испарителя 5 дросселю 10, предварительно охлаждается в противоположном потоке вытекающего по участку 18 из испарителя хладагента. Так, с одной стороны, достигается низкая температура на расположенном вниз по потоку конце дросселя 10, а с другой стороны, обеспечивается то, что выходящий на выпуске 9 из теплообменного агрегата хладагент достаточно теплый и не нужно опасаться образования конденсата на пролегающем от выпуска 9 к компрессору трубопроводе.
За счет перпендикулярного сгиба листа 15 подложки вдоль группы выемок 11 можно сформировать вертикальную кромку 6, которая позволит произвести установку теплообменного агрегата, как показано на фиг.1. В результате сгибания листа подложки вдоль обеих групп выемок 11 получатся расположенные параллельно друг другу конденсатор и испаритель, которые могут быть размещены, например, на задней стенке холодильного аппарата, причем тогда промежуточное пространство между конденсатором 4 и испарителем 5 заполняется вспененным изоляционным материалом 12.