制冷装置转让专利
申请号 : CN200880021882.2
文献号 : CN101688712A
文献日 : 2010-03-31
发明人 : T·拉普琴科
申请人 : BSH博世和西门子家用器具有限公司
摘要 :
本发明基于一种具有制冷剂回路的制冷装置，所述制冷剂回路具有制冷产生装置和至少一个热交换器(1，14)，其中，热交换器(1，14)具有传导制冷剂的管(6)、和以热传导方式连接到所述管的热交换体(2-5，15，16)。根据本发明，管(6)绕着插入式热交换体(2-5)定位或管(6)在卡装式热交换体(15，16)内延伸。
权利要求 :
1.一种具有制冷剂回路的制冷装置，所述制冷剂回路具有制冷产生装 置和至少一个热交换器(1，14)，所述热交换器(1，14)具有传导制冷剂 的管(6)、和以热传导方式连接到管上的热交换体(2-5，15，16)，其特 征在于，管(6)绕着插入式热交换体(2-5)定位或管(6)在卡装式热交 换体(15，16)内延伸。
2.如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，热交换体(2-5，15， 16)被实施为圆柱形。
3.如权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，热交换体(2-5，15， 16)具有沿着圆柱形的中心纵向轴线的毂部(11，18)、和多个辐条(9， 10，17)。
4.如权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，毂部(11，18)被实 施为中空的。
5.如权利要求4所述的制冷装置，其特征在于，毂部(18)用于接收 圆柱形卡装式热交换体(15，16)的管(6)。
6.如权利要求3-5中任一所述的制冷装置，其特征在于，中空毂部(18) 沿着其纵向轴线开设槽。
7.如权利要求3-6所述的制冷装置，其特征在于，辐条(9，17)的外 端连接到圆柱形罩壳的区段(13，19)。
8.如权利要求7所述的制冷装置，其特征在于，圆柱形罩壳的区段(13) 在侧边缘处连接到辐条(9)。
9.如权利要求1-8中任一所述的制冷装置，其特征在于，热交换体(2-5， 15，16)被实施为挤出型材。
10.如权利要求1-4中任一所述的制冷装置，其特征在于，管(6)绕 着插入式热交换体(2-5)以螺旋方式缠绕。
11.如权利要求2-10中任一所述的制冷装置，其特征在于，所述圆柱 形具有封闭的罩壳(12)。
12.如权利要求1-4或7-11中任一所述的制冷装置，其特征在于，热 交换器(1)具有以相邻的方式设置的多个插入式热交换体(2-5)，所述热 交换体(2-5)的中心纵向轴线平行延伸，管(6)绕着一个插入式热交换 体(2-5)从下到上缠绕以及绕着相邻的插入式热交换体(2-5)从上到下缠 绕。
13.如权利要求1-6中任一所述的制冷装置，其特征在于，管(6)被 卡装式热交换体(15，16)在大于180°的角度上环绕。
14.如权利要求12所述的制冷装置，其特征在于，热交换器(14)的 管(6)以具有弯曲区段和直区段的回绕形状延伸，且多个直区段分别延伸 穿过卡装式热交换体(15，16)的中空毂部(18)。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的制冷装置。
背景技术
在具有制冷剂回路的制冷装置的情况下，通常至少一个蒸发器设置在 内部空间中，非常冷的制冷剂在所述制冷剂回路中传导。借助于该蒸发器 从制冷装置的内部空间吸热，并借助于制冷剂消散。制冷剂被压缩机压缩， 并在该过程中加热。冷凝器设置在制冷装置的外部，热的制冷剂在冷凝器 中冷却，从而再变成液体。自制冷剂的热量在该过程中被释放到环境空气 中。因此，蒸发器和冷凝器充当热交换器。
众多种蒸发器和冷凝器已经公知，它们均具有尽可能快地吸收和/或释 放热量的任务。然而，这些公知的蒸发器和冷凝器的热交换器输出相对较 低，或它们具有高的制造成本。
众多种蒸发器和冷凝器已经公知，它们均具有尽可能快地吸收和/或释 放热量的任务。然而，这些公知的蒸发器和冷凝器的热交换器输出相对较 低，或它们具有高的制造成本。
发明内容
本发明的目的是为制冷装置配备一种具有热交换器的制冷剂回路，该 热交换器提供了高的交换输出且还可经济地制造。
根据本发明，上述目的通过一种具有权利要求1的特征的制冷装置实 现。连接到传导制冷剂的管的结构体用于扩大管的表面，使得大量的热可 从环境吸收或释放到环境中。然而，为了能够确保在结构体与管之间具有 良好的热传递，在结构体与管之间必须具有最大可能的接触面积。为此， 管被弯曲成绕着结构体延伸或管在结构体内延伸。
结构体有利地被实施为圆柱形。圆柱形外轮廓确保，当管绕着结构体 经过时，管不必弯折来使得能够与结构体紧密接触。当管在结构体内经过 时，结构体的外轮廓上的所有点均距离管相等的距离，使得产生非常均匀 的热辐射。
结构体特别有利地具有沿着圆柱形的中心纵向轴线的毂部和多个辐 条。这进一步增大了结构体的表面换热能力。辐条的最佳数目可根据圆柱 体的直径确定，这是因为能够换热的表面随着辐条数目的增大而增加，但 如果在辐条之间仅具有短的距离，则它们又会彼此影响，这样，各个辐条 的热交换输出可降低。
如果毂部被实施为中空的，则表面可进一步扩大。此外，与中空毂部 同心的另外的环状物可将辐条彼此连接。
辐条的外端也可连接到圆柱形罩壳的区段。这些区段可以是单个区段， 但这些区段也可形成封闭的环。
在由单个区段组成的圆柱形罩壳的情况下，所述辐条可这样连接到区 段，使得辐条的外边缘沿着各个区段的中心轴线延伸。然而，辐条也可分 别连接到圆柱形罩壳的区段的侧边缘。从而，每个区段以每个辐条的弯折 延续部的形式作用。
结构体有利地构造成使它们可被制造为挤出型材。这使得结构体的制 造成本保持非常低。
在管从外侧绕着结构体经过的一个示例性实施例中，有利地，使管弯 曲成可利用结构体但还在管与环境空气之间产生非常均匀的热交换。在此， 该管绕着结构体以螺旋方式缠绕，从而形成右旋或左旋管状螺旋体。各圈 管螺旋之间的均匀距离确保均匀的热交换。
环绕的管与设置在管绕组内的结构体之间的接触面积应尽可能大。因 此，结构体有利地具有封闭的圆柱形罩壳。
相应地构造的热交换器特别有利地具有多个以相邻的方式设置的结构 体。为了能尽可能扁平地构造热交换器，各个结构体的中心纵向轴线以平 行的方式延伸。如果各个结构体的中心纵向轴线还处于一个平面上，则热 交换器具有平面平行的板的外部轮廓，且可作为冷凝器例如定位在制冷装 置的后壁上。另外，热交换器也可被弯曲，使得它与冷冻器隔间的轮廓相 匹配，在此承担蒸发器的功能。在两个实例中，管绕着一个结构体从下到 上缠绕，绕着相邻结构体从上到下缠绕。这意味着，在各个结构体之间仅 具有非常短的管段不与所述结构体中的一个结构体接触，从而使得热交换 器非常高效。
在管在结构体内经过的热交换器的情况下，结构体应仅尽最大可能地 围绕管，使得在结构体与管之间产生最大可能的接触面积。另一方面，如 果在管已被弯曲之后，结构体可固定到管而不需要进一步的固定装置来确 保管与结构体之间的牢固连接，则制造热交换器明显更简单。当结构体在 大于180°的角度上围绕着管时，该牢固连接得到确保。如果弹性材料用于 制造结构体，则结构体可咬配到管上，并可靠地保持在位。根据材料的弹 性，围绕角度可最高到360°。应当指出，结构体与管之间的接触面积随着 围绕角度的增大而增大，因此，热传递输出也升高。
管有利地在圆柱形结构体的中空毂部内延伸。因此，毂部在其整个面 积上与管接触，从而，确保从管到结构体或从结构体到管具有良好的热传 递。
根据本发明，毂部沿着其纵向轴线开设槽。这使得结构体可以简单的 方式夹持在管上，而管不必被推动穿过结构体。
在相应地构造的热交换器中，管可以以公知的方式以具有弯曲区段和 直区段的回绕形状()延伸。管的直区段可相应地延伸经 过结构体的中空毂部并彼此平行地对齐。弯曲区段的半径被设计成比圆柱 形结构体的半径稍大，使得它们彼此距离一段距离。这简化了在管的直区 段上的定位，还改善了与环境空间的热交换。
根据本发明，上述目的通过一种具有权利要求1的特征的制冷装置实 现。连接到传导制冷剂的管的结构体用于扩大管的表面，使得大量的热可 从环境吸收或释放到环境中。然而，为了能够确保在结构体与管之间具有 良好的热传递，在结构体与管之间必须具有最大可能的接触面积。为此， 管被弯曲成绕着结构体延伸或管在结构体内延伸。
结构体有利地被实施为圆柱形。圆柱形外轮廓确保，当管绕着结构体 经过时，管不必弯折来使得能够与结构体紧密接触。当管在结构体内经过 时，结构体的外轮廓上的所有点均距离管相等的距离，使得产生非常均匀 的热辐射。
结构体特别有利地具有沿着圆柱形的中心纵向轴线的毂部和多个辐 条。这进一步增大了结构体的表面换热能力。辐条的最佳数目可根据圆柱 体的直径确定，这是因为能够换热的表面随着辐条数目的增大而增加，但 如果在辐条之间仅具有短的距离，则它们又会彼此影响，这样，各个辐条 的热交换输出可降低。
如果毂部被实施为中空的，则表面可进一步扩大。此外，与中空毂部 同心的另外的环状物可将辐条彼此连接。
辐条的外端也可连接到圆柱形罩壳的区段。这些区段可以是单个区段， 但这些区段也可形成封闭的环。
在由单个区段组成的圆柱形罩壳的情况下，所述辐条可这样连接到区 段，使得辐条的外边缘沿着各个区段的中心轴线延伸。然而，辐条也可分 别连接到圆柱形罩壳的区段的侧边缘。从而，每个区段以每个辐条的弯折 延续部的形式作用。
结构体有利地构造成使它们可被制造为挤出型材。这使得结构体的制 造成本保持非常低。
在管从外侧绕着结构体经过的一个示例性实施例中，有利地，使管弯 曲成可利用结构体但还在管与环境空气之间产生非常均匀的热交换。在此， 该管绕着结构体以螺旋方式缠绕，从而形成右旋或左旋管状螺旋体。各圈 管螺旋之间的均匀距离确保均匀的热交换。
环绕的管与设置在管绕组内的结构体之间的接触面积应尽可能大。因 此，结构体有利地具有封闭的圆柱形罩壳。
相应地构造的热交换器特别有利地具有多个以相邻的方式设置的结构 体。为了能尽可能扁平地构造热交换器，各个结构体的中心纵向轴线以平 行的方式延伸。如果各个结构体的中心纵向轴线还处于一个平面上，则热 交换器具有平面平行的板的外部轮廓，且可作为冷凝器例如定位在制冷装 置的后壁上。另外，热交换器也可被弯曲，使得它与冷冻器隔间的轮廓相 匹配，在此承担蒸发器的功能。在两个实例中，管绕着一个结构体从下到 上缠绕，绕着相邻结构体从上到下缠绕。这意味着，在各个结构体之间仅 具有非常短的管段不与所述结构体中的一个结构体接触，从而使得热交换 器非常高效。
在管在结构体内经过的热交换器的情况下，结构体应仅尽最大可能地 围绕管，使得在结构体与管之间产生最大可能的接触面积。另一方面，如 果在管已被弯曲之后，结构体可固定到管而不需要进一步的固定装置来确 保管与结构体之间的牢固连接，则制造热交换器明显更简单。当结构体在 大于180°的角度上围绕着管时，该牢固连接得到确保。如果弹性材料用于 制造结构体，则结构体可咬配到管上，并可靠地保持在位。根据材料的弹 性，围绕角度可最高到360°。应当指出，结构体与管之间的接触面积随着 围绕角度的增大而增大，因此，热传递输出也升高。
管有利地在圆柱形结构体的中空毂部内延伸。因此，毂部在其整个面 积上与管接触，从而，确保从管到结构体或从结构体到管具有良好的热传 递。
根据本发明，毂部沿着其纵向轴线开设槽。这使得结构体可以简单的 方式夹持在管上，而管不必被推动穿过结构体。
在相应地构造的热交换器中，管可以以公知的方式以具有弯曲区段和 直区段的回绕形状()延伸。管的直区段可相应地延伸经 过结构体的中空毂部并彼此平行地对齐。弯曲区段的半径被设计成比圆柱 形结构体的半径稍大，使得它们彼此距离一段距离。这简化了在管的直区 段上的定位，还改善了与环境空间的热交换。
附图说明
下面，结合参看附图对示例性实施例所作的详细描述可从从属权利要 求中显见本发明的进一步的细节和优点，附图包括：
图1示出了螺旋缠绕式热交换器的不同视图；以及
图2示出了回绕型热交换器的不同视图。
图1示出了螺旋缠绕式热交换器的不同视图；以及
图2示出了回绕型热交换器的不同视图。
具体实施方式
图1中所示的螺旋缠绕式热交换器1由四个单独的管状螺旋体8组成。 右旋、左旋管状螺旋体在此已被交替地放置。对于每个管状螺旋体8，管6 以螺旋弹簧的形式弯曲，并且分别在上、下端保留有直入口段。上、下直 入口段沿相反的方向指向。套筒7用于将相应的两个管状螺旋体8彼此连 接。
螺旋缠绕式热交换器1可由任何数目的管状螺旋体8组成。由于仅使 用了两种类型的管状螺旋体8即右旋、左旋管状螺旋体，因此可使得具有 低的制造成本。模块化结构意味着，螺旋缠绕式热交换器1通过连接任何 数目的管螺纹8可被调整成适于不同类型的制冷装置。
为了提高热交换能力，插入式热交换体2-5插入各个管状螺旋体8中。 图1示出了这种插入式热交换体的四个不同的示例性实施例。在左侧使用 的插入式热交换体2具有中空毂部11和四个支撑辐条9，所述辐条以十字 形的方式定位在中空毂部上。在由支撑辐条9形成的每个象限中还分别有 四个热交换辐条10连接到中空毂部11。这些热交换辐条10不具有支撑功 能。因此，当选择材料时主要的注意力可以是其尽可能有效地使热能与环 境空气交换的能力。具有非常大的表面积的材料在此是特别合适的。
插入式热交换体2不具有侧表面。因此，仅支撑辐条9和热交换辐条 10的自由端部与管6接触。在示例性实施例中，插入式热交换体2与管6 之间的接触面积相对较小，使得环境空气可绕着管6的大区域流动。
尽管在插入式热交换体2的情况下支撑辐条9和热交换辐条10固定到 中空毂部11上，但在插入式热交换体3的情况下，它们连接到封闭的圆柱 形罩壳12。在该示例性实施例中，未设有毂部。支撑辐条9和热交换辐条 10的自由内端可彼此接触，但不彼此连接。管状螺旋体8的整个内侧在此 与圆柱形罩壳12接触。这在管6与插入式热交换体3之间产生了良好的热 传递。
与插入式热交换体3相比，两个热交换体4和5均没有设置封闭的圆 柱形罩壳。在此，圆柱形罩壳仅包括罩壳区段13，所述罩壳区段彼此距离 一段距离。这使得圆柱形罩壳具有垂直槽，所述垂直槽沿着插入式热交换 体4和5的中心纵向轴线延伸。对于两个插入式热交换体4和5，中空毂部 11连接到支撑辐条9。支撑辐条9又连接到罩壳区段13，使得在此借助于 支撑辐条9具有从中空毂部11至罩壳区段13的连续的热传导连接。尽管 在插入式热交换体4中，支撑辐条9分别连接到罩壳区段13的侧边缘，但 在插入式热交换体5中，支撑辐条9沿着罩壳区段13的中心轴线与罩壳区 段13接触。支撑辐条9以及连接到其上的罩壳区段13的数目也可以变化。 因此，在插入式热交换体4中，中空毂部11连接到四个支撑辐条9，在插 入式热交换体5中，它连接到五个支撑辐条。
在图2所示的回绕型热交换器14的情况下，管6被弯曲，使得产生平 行的直区段，所述直区段借助于弯曲区段连接到彼此。卡装式热交换体15、 16定位在管6的直区段上。这些卡装式热交换体也可以以明显不同的方式 构造。在卡装式热交换体15的情况下，辐条19连接到敞开的中空辐条18。 每个辐条17在其自由的外端以居中的方式连接到罩壳区段19，使得产生被 多个垂直槽隔断的罩壳表面。
敞开的中空毂部18具有开口20，其可用于将卡装式热交换体定位在管 6的直区段上。在该开口的区域，没有辐条17定位在敞开的中空毂部18 上。因此，通过罩壳区段19形成的侧表面构成楔形槽口。开口20的宽度 比管6的直径稍小，使得用于卡装式热交换体15的固定结构成夹持固定的 方式。卡装式热交换体15理想上被对齐，使得侧表面中的楔形缺口面向相 同的方向，且楔形缺口的平分线分别与相邻的卡装式热交换体的中心纵向 轴线相交。这使得卡装式热交换体15的尺寸可被选择成使相邻的卡装式热 交换体15的外周线相交。
卡装式热交换体16与卡装式热交换体15的不同在于，没有罩壳区段 19。这意味着，可得到的热交换表面较小，但各个辐条17之间的空气交换 得到增强。
当同时使用这两种螺旋缠绕式热交换器1和回绕型热交换器14时，有 利地，将相应的热交换器定位成使热交换体在垂直方向上对齐。这促进热 交换体的空气通道中的对流。为了进一步对此进行改善，风扇还可定位在 热交换器的上方或下方。横流风扇特别适合于此目的，因为该空气流动此 时可有效地适配于热交换器的形式。
附图标记列表
1 螺旋缠绕式热交换器
2-5 插入式热交换体
6 管
7 套筒
8 右旋或左旋管状螺旋体
9 支撑辐条
10 热交换辐条
11 中空毂部
12 圆柱形罩壳
13 罩壳区段
14 回绕型热交换器
15-16 卡装式热交换体
17 辐条
18 敞开的中空毂部
19 罩壳区段
20 毂部开口
螺旋缠绕式热交换器1可由任何数目的管状螺旋体8组成。由于仅使 用了两种类型的管状螺旋体8即右旋、左旋管状螺旋体，因此可使得具有 低的制造成本。模块化结构意味着，螺旋缠绕式热交换器1通过连接任何 数目的管螺纹8可被调整成适于不同类型的制冷装置。
为了提高热交换能力，插入式热交换体2-5插入各个管状螺旋体8中。 图1示出了这种插入式热交换体的四个不同的示例性实施例。在左侧使用 的插入式热交换体2具有中空毂部11和四个支撑辐条9，所述辐条以十字 形的方式定位在中空毂部上。在由支撑辐条9形成的每个象限中还分别有 四个热交换辐条10连接到中空毂部11。这些热交换辐条10不具有支撑功 能。因此，当选择材料时主要的注意力可以是其尽可能有效地使热能与环 境空气交换的能力。具有非常大的表面积的材料在此是特别合适的。
插入式热交换体2不具有侧表面。因此，仅支撑辐条9和热交换辐条 10的自由端部与管6接触。在示例性实施例中，插入式热交换体2与管6 之间的接触面积相对较小，使得环境空气可绕着管6的大区域流动。
尽管在插入式热交换体2的情况下支撑辐条9和热交换辐条10固定到 中空毂部11上，但在插入式热交换体3的情况下，它们连接到封闭的圆柱 形罩壳12。在该示例性实施例中，未设有毂部。支撑辐条9和热交换辐条 10的自由内端可彼此接触，但不彼此连接。管状螺旋体8的整个内侧在此 与圆柱形罩壳12接触。这在管6与插入式热交换体3之间产生了良好的热 传递。
与插入式热交换体3相比，两个热交换体4和5均没有设置封闭的圆 柱形罩壳。在此，圆柱形罩壳仅包括罩壳区段13，所述罩壳区段彼此距离 一段距离。这使得圆柱形罩壳具有垂直槽，所述垂直槽沿着插入式热交换 体4和5的中心纵向轴线延伸。对于两个插入式热交换体4和5，中空毂部 11连接到支撑辐条9。支撑辐条9又连接到罩壳区段13，使得在此借助于 支撑辐条9具有从中空毂部11至罩壳区段13的连续的热传导连接。尽管 在插入式热交换体4中，支撑辐条9分别连接到罩壳区段13的侧边缘，但 在插入式热交换体5中，支撑辐条9沿着罩壳区段13的中心轴线与罩壳区 段13接触。支撑辐条9以及连接到其上的罩壳区段13的数目也可以变化。 因此，在插入式热交换体4中，中空毂部11连接到四个支撑辐条9，在插 入式热交换体5中，它连接到五个支撑辐条。
在图2所示的回绕型热交换器14的情况下，管6被弯曲，使得产生平 行的直区段，所述直区段借助于弯曲区段连接到彼此。卡装式热交换体15、 16定位在管6的直区段上。这些卡装式热交换体也可以以明显不同的方式 构造。在卡装式热交换体15的情况下，辐条19连接到敞开的中空辐条18。 每个辐条17在其自由的外端以居中的方式连接到罩壳区段19，使得产生被 多个垂直槽隔断的罩壳表面。
敞开的中空毂部18具有开口20，其可用于将卡装式热交换体定位在管 6的直区段上。在该开口的区域，没有辐条17定位在敞开的中空毂部18 上。因此，通过罩壳区段19形成的侧表面构成楔形槽口。开口20的宽度 比管6的直径稍小，使得用于卡装式热交换体15的固定结构成夹持固定的 方式。卡装式热交换体15理想上被对齐，使得侧表面中的楔形缺口面向相 同的方向，且楔形缺口的平分线分别与相邻的卡装式热交换体的中心纵向 轴线相交。这使得卡装式热交换体15的尺寸可被选择成使相邻的卡装式热 交换体15的外周线相交。
卡装式热交换体16与卡装式热交换体15的不同在于，没有罩壳区段 19。这意味着，可得到的热交换表面较小，但各个辐条17之间的空气交换 得到增强。
当同时使用这两种螺旋缠绕式热交换器1和回绕型热交换器14时，有 利地，将相应的热交换器定位成使热交换体在垂直方向上对齐。这促进热 交换体的空气通道中的对流。为了进一步对此进行改善，风扇还可定位在 热交换器的上方或下方。横流风扇特别适合于此目的，因为该空气流动此 时可有效地适配于热交换器的形式。
附图标记列表
1 螺旋缠绕式热交换器
2-5 插入式热交换体
6 管
7 套筒
8 右旋或左旋管状螺旋体
9 支撑辐条
10 热交换辐条
11 中空毂部
12 圆柱形罩壳
13 罩壳区段
14 回绕型热交换器
15-16 卡装式热交换体
17 辐条
18 敞开的中空毂部
19 罩壳区段
20 毂部开口