製冷櫃的製作方法

2023-05-28 00:17:16

專利名稱：製冷櫃的製作方法
技術領域：
本發明涉及製冷拒。更具體地，本發明涉及製冷櫃的熱交換器的清潔。
背景技術：
許多製冷櫃構造在該櫃位於製冷室下方的底座中具有壓縮機和排熱熱交換器(例如，前面開ロ式製冷櫃、前門式製冷櫃、頂部打開式製冷櫃等)。為了冷卻排熱熱交換器，風扇沿流路將空氣流驅動通過排熱熱交換器。為了便於參考，排熱熱交換器將被稱為「冷凝 器」，該冷凝器g在包括真實的冷凝器和氣體冷卻器。當操作在正常(冷卻)操作模式中吋， 風扇沿所述流路驅動空氣流。通常，穿過冷凝器的空氣流是前後行進的，相對冷的室空氣進入在底座前部的格柵並且大致徑直地穿過並離開該底座的後部。底座接近地面導致該空氣流尤其髒(例如，帶灰塵)。存在這種汙染物積聚在冷凝器上並且降低該冷凝器的性能/效率的趨勢。該降低能夠包括使得冷凝器與空氣流隔離以及阻礙空氣流兩者的組合。這種汙染物或汙垢不僅僅發生在冷凝器的管段上，而且尤其發生在翅片上。示例性翅片式熱交換器是圓管板翅式(RTPF)熱交換器，其中，通常存在豎直延伸且前後延伸的橫向板陣列。每個管段延伸通過這些板並且與這些板熱接觸。當汙垢積聚時，風扇可以定期地反轉以使得空氣流反轉，從而反衝洗該冷凝器。例如，這可以在除霜循環期間進行。然而，反衝洗不是完全有效的，不時地必須手動清潔(例如，真空吸塵/用刷子清洗)。為了部分地解決這種汙垢問題，提出了一種防汙垢塗層。這種塗層的示例在W02009/039874 中找到。

發明內容
本發明的ー個方面包括一種板翅式熱交換器，該板翅式熱交換器具有延伸穿過空氣流路的多個管段。這些管段包括形成前端組的第一組管段。熱交換器包括用於優先地保護所述前端組前面的翅片的部分以防止碎片積聚的機構。—個或多個實施方式的細節在附圖和下述說明中被闡述。其他特徵、目的和優勢從該說明和附圖以及從權利要求書將是顯而易見的。


圖I是製冷櫃的簡化視圖。圖2是圖I的櫃的簡化豎向前後截面圖。圖3是圖I的櫃的製冷系統的示意圖。
圖4是熱交換器的俯視側視圖。圖5是圖4的熱交換器的俯視前視圖。圖6是圖4的熱交換器的俯視圖。圖7是圖6的熱交換器沿線7-7截取的前部剖視圖。圖8是圖6的熱交換器的第一側視圖。圖9是圖6的熱交換器的第二側視圖。圖10是處於製冷模式的圖6的熱交換器的側視示意圖。圖11是處於清潔模式的圖6的熱交換器的側視示意圖。
圖12是第二熱交換器的側視示意圖。圖13是第三熱交換器的側視示意圖。圖14是第四熱交換器的局部俯視圖。在各個附圖中，相似的附圖標記和命名指代相似的元件。
具體實施例方式圖I和圖2示出了製冷櫃20，該製冷櫃具有至少部分地包圍製冷室(內部)24的本體22。示例性櫃/本體是前面開口式製冷櫃，具有在左側28處的左壁26、在右側32處的右壁30、在頂部36處的頂部面板(壁)34、在底部40處的底座38、以及在後部(後端)44處的後部(背部)面板42。開口 46至少部分地沿該櫃的前部48延伸。在該示例性櫃中，擱架50的豎直陣列被定位在室24中。示例性櫃20包括製冷系統60 (圖3)。製冷系統包括沿製冷劑流路64的壓縮機62。該壓縮機具有入口(抽吸埠)66和出口(排出埠)68。製冷系統包括第一製冷劑-空氣熱交換器70和第二製冷劑-空氣熱交換器72。膨脹裝置74可以沿製冷劑流路64位於熱交換器70和72之間並且與該壓縮機相對。風扇80和82可以分別將空氣流84和86驅動穿過熱交換器70和72。在冷卻操作模式中，由壓縮機壓縮的製冷劑離開出口 68並且前進到第一熱交換器70，該第一熱交換器用作冷凝器或氣體冷卻器(加熱空氣流84以降低製冷劑在其流經第一熱交換器70時的溫度)。製冷劑沿製冷劑流路64向下遊前進到膨脹裝置74，在該膨脹裝置74中，該製冷劑膨脹並且其溫度進一步降低。冷的製冷劑進入第二熱交換器72(其用作蒸發器，吸收來自空氣流86的熱量並且在製冷劑流經第二熱交換器72時加熱該製冷劑)。從第二熱交換器72排出的製冷劑返回到壓縮機入口 66。可以存在其他細節，包括貯液器、閥和傳感器，但是為了便於說明它們都未被示出。圖2示出了底部空氣流路98、再循環櫥/櫃空氣流路100的更多細節以及製冷系統60的部件的示例性定位。在示例性櫃20中，壓縮機62和第一熱交換器70定位在底部38的室102內。後部導管104定位在後壁42和室24之間。後部導管104從在該室的下端處的底部導管106延伸，所述底部導管具有在前面開口的下端處的入口 108。第二熱交換器72定位在底部出口 106內。後部導管104供給具有出口 112的頂部導管110。流86從該出口產生排出流114，該排出流可以沿開口 46開始/形成空氣幕。附加支流115可以從流86分流並且傳送到室24中。流114的至少一部分以及任何支流作為入口流116返回到入口 108。在示例性實施方式中，風扇82定位在底部導管106的前端(上遊端)附近。
在冷卻模式中，入口流116中的水分可能在熱交換器72上冷凍並且可能形成霜積聚，該霜積聚可能導致堵塞。因此，可以啟動除霜模式。示例性除霜可藉助加熱元件(例如，電阻元件)和/或藉助將熱製冷劑引導到熱交換器72上(替代冷製冷劑)來實現。該除霜操作融化該霜，該霜可以作為流130 (例如，液滴)向下流動並且達到排出ロ。示例性排出ロ形成在後部導管的下端附近。排出ロ可以包括存水彎(例如，常規J或S存水彎或例如在JP2004353909中示出的更複雜存水彎)。該排出ロ繼而可以排出水作為ー個或多個流進入蒸發容器或排出管線。圖4和圖5示出了示例性排熱熱交換器70 (在下文中統稱為「冷凝器」，這包括真實的冷凝器和氣體冷卻器兩者)。示例性冷凝器70是RTPF冷凝器，其具有跨接第一和第二端板150和152的多個管段(例如，陣列)。在端板處，各個管段被相互聯接(例如，藉助彎頭或U形連接器以形成通過冷凝器的製冷劑迴路/流路)。示例性冷凝器具有多排管段(示出示例性四排管段，這些管段從前端組或排154 (示出為水平取向並且豎直地排列)延伸到後排156，具有兩個中間排158和160)。前後方向相對於空氣流84沿流路98的冷卻模式方向被限定。 圖6還示出了在端板150和152之間延伸的個體翅片板162的陣列。因此，這些板具有前緣164和後緣166。示例性風扇80通常是牽引式風扇，將空氣流84抽吸穿過管陣列。如以前描述的，冷凝器另外可以是常規冷凝器。然而，冷凝器可以添加有護罩170，該護罩有助於緩和汙垢問題。這種護罩還可以用於其他熱交換器構造(例如，翅管或其他非板的翅式結構)中。護罩可以替代地被限定為冷凝器的一部分或被限定為獨立元件。已經注意至IJ，沿板162的前緣/在該前緣附近的汙垢尤其顯著。在反衝洗模式中，已經注意到，該反衝洗在從前排154管段的正前方(在空氣流84的冷卻模式方向上遊但在反衝洗模式方向的下遊)的板的部分移除汙垢方面相對低效。這些區域可以被稱為這種管段的「背風區」，因為這種管段將阻礙空氣流以使得相對高速度的空氣流清潔管段之間的翅片但是背風區中的相對低的速度在清潔方面是較低效的。由該效果引起的缺乏均勻清潔具有數個後果。首先，相對於完全清潔的冷凝器來說存在輕微的最初效率損失。然而，在背風區中仍被汙染的區域也能夠用作催化劑/種子，從而增加清潔區域變髒的快速性。護罩170用作減少前排管的背風區域中的汙垢(相對積聚在這些區域之間的管間空間中)。這補償在接近/清潔背風區域的相對不可行的反衝洗。示例性護罩170通過在冷卻模式中用作優先地保護管段的前端組(以及翅片的背風區域)的機構來實現這一點。具體地，空氣流遠離管段的前部並且朝向管間空間被引導。該方向是「優先的」，這是因為該方向相對於背風區域而言朝向ー些區域(「優選」管間區域)。因此，前端管以及其背風區域被優先地保護。圖10示出了具有杆180陣列的護罩170，該杆陣列直接(directly andimmediately)(無中間結構)在前端組的管段154的前面並且分別與這些個體管段相關。杆180趨於阻礙汙染物積聚在背風區域182中，同時相對自由地允許汙染物/汙垢184到達背風區域182之間的管間區域186。圖11示出了反衝洗驅出汙垢。示例性杆180被形成為V形截面構件，該V形截面構件具有在該V字的頂點處的前端190以及由V字的腿部的相對端部形成的後端192。示例性杆高度H接近於管高度(對於圓管，直徑D)。示例性後端192具有在相關管前面的間距S1以及在翅片前面的間距S2。示例性S2高達大約30mm (更窄地2- 10mm、或3_6mm或大約5mm)。如在下文討論的，如果翅片凹入到杆中，該尺寸能夠在技術上變成負的。示例性H是D的80-120% (例如，大約1.0 X D)。示例性管外徑OD是7. 2mm或3/8英寸。示例性杆與相關管段對準(例如，具有相同的高度並且不是異相(out-of-phase))。例如，示例性杆可以延伸到相關管之上或之下不超過D的15%、更窄地不超過10%或5%。其他形狀的杆截面也是可能的。例如，可以使用其他大致發散(沿冷卻模式流方向)形狀，例如C形或拋物面。替代地，可以使用橢圓形、菱形或其他形狀(不管是空心還是實心的)。示例性杆材料是塑料(例如，聚乙烯、聚丙烯、烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)或ABS-PMMA)或金屬(例如，鋁或噴漆鋼)。期望的是，杆材料的表面相對光滑以便阻止灰塵在杆上積聚。杆可以以數種方式中的任何方式被緊固。圖4和圖5示出了安裝到端板的杆，這些杆作為現有冷凝器端板(側板)的延伸部被緊固。然而在生產環境中，通過僅使用較大的冷凝器端板這就可以實現。圖12示出了安裝到這樣的結構上的杆，該結構被緊固到位於冷凝器前面的底部室的底部。圖3示出了藉助託架200對準到冷凝器以接合一個或多個前部管段的杆(或保持該杆的框架結構)。圖14示出了在杆中的凹部220，該凹部容納翅片(且因此前述S2為負值)。
在操作中，這種系統可能存在幾個優勢。反衝洗後的冷凝器的相對清潔度可能產生該反衝洗後的相對較高效率。催化劑/種子效應的降低可能延遲進一步的效率損失。最重要地，所需手動清潔的頻率可以降低。該系統可以藉助常規製造技術和材料(例如，釺焊或焊接金屬杆到相關端板或者夾住或膠結金屬或塑料杆)來實施。杆材料可以是普通(Stock)角材料(例如，直角)。使用參數可以大致不變。例如，反衝洗仍將發生在除霜模式中(例如，處於完全自動或半自動控制)。手動清潔能夠仍藉助真空吸塵來執行。取決於狀況，杆可以製成可移除的(例如，作為單元)，以便接近翅片。然而，可能的是，在正常真空吸塵期間，杆將僅留置到位。翅片、管和/或杆可以具有保護塗層，例如在W02009/039874中所示的保護塗層。當然其他變形也是可能的。雖然在上文詳細描述了實施方式，但是這種描述不旨在限制本發明的範圍。將理解的是，能夠做出各種修改而不脫離本發明的精神和範圍。例如，當實施在現有系統構造的再生工程中時，現有構造的細節可能影響或支配任何具體實施方式
的細節。因此，其他實施方式落入下述權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種製冷櫃(20)，所述製冷櫃包括 具有製冷室(24)的本體(22)； 製冷系統，所述製冷系統包括 製冷劑流路(64)； 沿所述製冷劑流路的壓縮機(62)； 第一製冷劑-空氣熱交換器(70)，所述第一製冷劑-空氣熱交換器在冷卻操作模式中是排熱熱交換器並且沿所述製冷劑流路位於所述壓縮機的下遊； 第二製冷劑-空氣熱交換器(72)，所述第二製冷劑-空氣熱交換器在冷卻模式中是吸熱熱交換器並且位於所述壓縮機的上遊；以及 沿所述製冷劑流路的膨脹裝置(74)，所述膨脹裝置在所述製冷模式中位於所述第一製冷劑-空氣熱交換器的下遊並且位於所述第二製冷劑-空氣熱交換器的上遊； 其中 空氣流路(98)穿過所述第一製冷劑-空氣熱交換器； 風扇(80)沿所述空氣流路定位； 所述第一製冷劑-空氣熱交換器具有延伸穿過所述空氣流路的多個管段(154，156，158，160)，包括在所述冷卻模式中形成前端組的第一組管段(154)； 所述製冷櫃包括用於優先地保護所述前端組以防止在所述冷卻模式中積聚碎片的機構(170)。
2.根據權利要求I所述的製冷櫃，其中 再循環空氣流路(100)從定位成接收來自所述室的空氣的入口(108)延伸到定位成將空氣排出到所述室的出口(112)； 第二風扇(82)沿所述再循環空氣流路驅動再循環空氣流(86);以及 所述第二製冷劑-空氣熱交換器(72)位於所述再循環空氣流路內。
3.根據權利要求I所述的製冷櫃，其中，所述第一製冷劑-空氣熱交換器是板翅式熱交換器。
4.根據權利要求3所述的製冷櫃，其中，所述第一製冷劑-空氣熱交換器是圓管板翅式熱交換器。
5.根據權利要求I所述的製冷櫃，其中 所述機構包括多個杆(180)，這些杆直接位於所述前端組的管段中的對應相關管段前面。
6.根據權利要求5所述的製冷櫃，其中 所述杆具有V形截面。
7.根據權利要求5所述的製冷櫃，其中 鄰近於所述管段的後端組不存在類似的杆。
8.根據權利要求5所述的製冷櫃，其中 所述杆具有這樣的截面，該截面在冷卻模式中朝下遊發散超過順流方向的杆跨度的一半。
9.根據權利要求5所述的製冷櫃，其中 所述杆的高度是相關管段的高度的95-100%。
10.根據權利要求5所述的製冷櫃，其中 所述第一製冷劑-空氣熱交換器是板翅式熱交換器；以及 這些杆在所述相關管段前面間隔不超過30 mm。
11.根據權利要求I所述的製冷櫃，其中 所述壓縮機和所述第一製冷劑-空氣熱交換器位於所述製冷櫃的底座，在所述室下方；以及 在所述冷卻模式中，空氣流前後通過所述底座。
12.一種使用權利要求I所述的製冷櫃的方法，所述方法包括 在冷卻模式中操作，其中 製冷劑沿所述製冷劑流路被傳送到所述第二製冷劑-空氣熱交換器，以冷卻沿再循環空氣流路的空氣，從而使得來自所述再循環空氣流路的冷凝水作為冰而冷凍到所述第二製冷劑-空氣熱交換器上面；以及 所述風扇沿第一方向將空氣流驅動穿過所述第一製冷劑-空氣熱交換器，使得碎片積聚在所述第一熱交換器上；以及在除霜模式中操作，其中 冰被融化，從而使得被融化的冰流動到所述排出口並且作為所述水從所述排出口排出；以及 所述風扇沿與所述第一方向相反的方向驅動所述空氣流，以驅出所述碎片。
13.—種板翅式熱交換器(70),所述板翅式熱交換器包括 延伸穿過空氣流路(98)的多個管段(154，156，158，160)，包括形成前端組的第一組管段(154);以及 用於優先地保護所述前端組前面的翅片(162)的部分(182)以防止碎片積聚的機構(170)。
14.根據權利要求13所述的板翅式熱交換器，所述板翅式熱交換器是製冷劑-空氣熱交換器。
15.根據權利要求13所述的板翅式熱交換器，所述板翅式熱交換器是圓管板翅式熱交換器。
16.根據權利要求13所述的板翅式熱交換器，其中，所述機構包括多個杆(180)，這些杆直接位於所述前端組的管段中的對應相關管段前面。
全文摘要
板翅式熱交換器(70)具有延伸穿過空氣流路(98)的多個管段(154,156,158,160)。這些管段包括形成前端組的第一組管段(154)。該熱交換器包括用於優先地保護所述前端組前面的翅片(162)的部分(182)以防止碎片積聚的護罩(170)。
文檔編號A47F3/00GK102770049SQ201080064761
公開日2012年11月7日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年2月26日
發明者M.舒斯特, T.克裡格爾 申請人:開利公司