專利名稱：用于家用制冷裝置的設在后壁上的制冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷器，用于自然對流式制冷裝置，特別用于 諸如冰箱、冰柜或冰箱/冰柜組合體的家用制冷裝置，所述制冷器制 造簡單、成本低而且效率高。
背景技術(shù)：
在普通的冰箱、冰柜或冰箱/冰柜組合體中，都設有所謂的壓縮
制冷裝置。因為這類制冷裝置是根據(jù)其它制冷原理進行工作，例如以 較小的噪音影響著稱的吸收式制冷裝置，或者是實現(xiàn)了緊湊的組裝結(jié)
構(gòu)的熱電制冷裝置，然而除了這些特有的優(yōu)點之外它們還具有顯著的 能量消耗大的缺點，所以這些制冷裝置僅在小范圍內(nèi)使用。
在壓縮機制冷裝置中，壓縮機壓縮氣態(tài)制冷介質(zhì)，該氣態(tài)制冷 介質(zhì)由此受熱。制冷介質(zhì)由一個設置在裝置外側(cè)的制冷器進行導流。 借助于制冷器使制冷介質(zhì)將熱量散放到周圍環(huán)境中并且由此冷卻。然 后，為了降低壓力使制冷介質(zhì)經(jīng)由節(jié)流閥流入到設置在冰箱內(nèi)部的蒸 發(fā)器中，該節(jié)流閥例如為減壓閥或毛細管。在蒸發(fā)器中，制冷介質(zhì)進 行蒸發(fā)并由此進行強烈地制冷。蒸發(fā)器實現(xiàn)了一個熱交換，由此使冰 箱的內(nèi)部空間得以冷卻。
壓縮機制冷裝置的能量消耗主要取決于制冷器將熱量散放到周 圍環(huán)境中的程度。一方面由穩(wěn)定上升的能量價格和流量價格以及另一 方面由提高的環(huán)境理念所決定，使制造出節(jié)能的家用制冷裝置變得越 來越重要。
通常，用于家用制冷裝置的制冷器包括呈波紋形彎曲的導管， 為了增強散熱而在導管上焊有金屬助肋。為了通過熱輻射而進一步提 高散熱，在導管和金屬助肋上都涂上黑漆。優(yōu)選地將制冷器設置在冰 箱的背面。
4然而，上述制冷器具有這樣的缺點，g卩，所述金屬助肋僅在與 導管連接的附近位置上加熱到與導管相同的溫度。由所述導管之間相 對較大的距離所決定，并且由于金屬助肋并不利的幾何結(jié)構(gòu)，即，金 屬助肋的較大長度和較小直徑，使金屬助肋的大部分區(qū)域上僅輕微地 受熱。結(jié)果產(chǎn)生一個很小的助肋效能。由此導致一個相對較差的熱傳 遞，該熱傳遞最終在家用制冷裝置的升高的流量消耗中而被消除殆 盡。
在制冷器的另一個公知實施形式中，在導管上沒有金屬助肋， 而是在導管上焊有完全覆蓋住導管的金屬板。為了實現(xiàn)在導管和金屬 板之間的良好熱連接，還必須盡可能地在導管和金屬板之間設置多個 焊點。有利的方面在于，使導管通過貫穿的焊縫或接縫與金屬板連接。 由此盡管實現(xiàn)了一個改善的溫度分配，但是通過熱傳遞表面的溫度分 配仍舊一如既往地不均衡。制冷介質(zhì)和空氣之間的平均溫度差由此變 小，而且由此還使每個表面單元上的熱傳遞消耗也減小。除此以外， 缺點是相對較高的生產(chǎn)技術(shù)消耗。
由現(xiàn)有技術(shù)中的大量建議可知，現(xiàn)已將散熱的改善和/或生產(chǎn)消 耗的減少作為制造用于家用制冷裝置的制冷器的目的。
如在文獻EP 0 125 642 A2中介紹了一種冰箱，其后壁上設有 制冷器，所述制冷器單獨包括一個呈波紋形彎曲的導管。同時，直的 導管截段具有橢圓形的橫截面，而彎曲的導管截段則具有圓形的橫截 面。因為具有橢圓形橫截面的導管的表面比具有圓形橫截面的導管的 表面更大，所以省去了金屬助肋或金屬板的焊接。由此，盡管降低了 制造消耗，但是熱交換效率并沒有得到改善。
在文獻EP 0 843 138 Al中公開了一種用于家用制冷裝置的設 在后壁上的制冷器，該制冷器包括呈波紋形彎曲的導管，所述導管夾 持在兩塊金屬板之間。所述兩塊金屬板中的一塊與第三塊金屬板形成 一個容器，該容器中填充有具有較大熱容量的液體。
在文獻CN 1616904A中公開了一種設在后壁上的制冷器，所述 制冷器包括兩個水平相互疊加設置的導管，這兩個導管借由多個平行 接通并垂直設置的導管而連接。垂直導管的直徑為1-3 mm，也就是說這些垂直導管相對較薄。借由設置在頂部的水平導管，使制冷介質(zhì) 分配到垂直導管中，這些制冷介質(zhì)再于設置在底部的導管中匯集。為 了改善散熱還能夠在導管上固定一塊金屬板。通過采用多個薄壁導管 或小通道導管能夠?qū)崿F(xiàn)一個較大的表面，并且由此實現(xiàn)一個良好的熱 交換。當然為了避免產(chǎn)生強烈的壓力損失，采用薄壁導管或小通道導 管還使平行接通結(jié)構(gòu)變得尤為重要，而平行接通結(jié)構(gòu)卻增大了制造消 耗。其缺點還在于，氣流持續(xù)地沿著導管或小通道導管流動，由此在
所述導管附近形成相對較厚的層狀的邊界層，該邊界層妨礙了優(yōu)化的 散熱。
而且，用于制冷裝置的制冷器公知地具有強制對流，其中采用 擠壓成型的鋁制異型管，所述異型管呈帶狀結(jié)構(gòu)并且具有多個平行延
伸的通道。即在文獻EP 1 557 622 A2、 US 2006/0144076 Al和DE 10 2004 024 825 Al中公開了具有集流管的用于強制對流的制冷器，而 文獻US 2005/0076506 Al和JP 06317363中公開的相應的不具有集 流管的制冷器。
對于用于自然對流式制冷裝置的設在后壁上的制冷器來說，這 類制冷器由于其結(jié)構(gòu)形式的限制是不適合的。即使當制冷器豎立設置 并通過自然對流由下至上形成空氣涌流時，其還是具有一個非常差的 效率，這是因為第一，橫向設置的異型管產(chǎn)生一個高的流動阻力，第 二，由于異型管的定向設置只有少量熱量能夠通過輻射散放到周圍環(huán) 境中。與具有強制對流的制冷器相反，在具有自然對流的制冷器中只 通過輻射散放出45%的熱量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，特別是要提供一種用 于自然對流式制冷裝置的制冷器，該制冷器具有較高的效率并且便于 制造、成本低。
本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1的技術(shù)特征得以實現(xiàn)；本發(fā)明具 有優(yōu)勢的結(jié)構(gòu)方案在權(quán)利要求2至15中給出。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，提供一種制冷器，用于自然對流式制冷裝置，所述制冷器包括至少一個用于制冷介質(zhì)的導管，所述導管呈 帶狀結(jié)構(gòu)，所述導管的寬度至少是其厚度的二倍，所述導管包括至少 兩條相互分離、相鄰延伸的通道。在特定的使用條件下，所述導管豎 立放置而且其大部分近乎平行于所述制冷裝置的底邊延伸。
各個導管的空氣涌流實現(xiàn)自然對流，即由下至上。由此，空氣 在導管的狹窄邊上相遇。
在流動方向上連續(xù)設置的導管截段中，分別使前一段導管截段 的頂邊在流動方向上平行轉(zhuǎn)換成后一段導管截段的底邊，其中在這些 導管截段中既能夠包括制冷器的相同導管的截段，還能夠包括制冷器 的不同導管的截段。因此，在每個導管截段上都形成氣流的新通道， 并且由此在所述導管截段上保留了很薄的絕緣的層狀分界層。借此能 夠?qū)⒅评淦鞯男侍岣?5%。
頂邊和底邊之間的平行轉(zhuǎn)換是這樣實現(xiàn)的，即，或者使導管截 段在流動方向上平行轉(zhuǎn)換，或者使所述導管截段翻轉(zhuǎn)設置。同時在流
動技術(shù)上僅需要使翻轉(zhuǎn)角度在0和45°之間。也可以理解為，所述 導管截段可以同時進行轉(zhuǎn)換和翻轉(zhuǎn)；然而由此沒有實現(xiàn)任何特別的優(yōu) 勢。
在本發(fā)明的制冷器的一個實施例中，其特征在于，所述制冷器 在制冷介質(zhì)方面具有特別小的流動阻力，所述制冷器在制冷介質(zhì)的導 入部和導出部上各設有一個垂直設置的集流管。這兩個集流管的流動 橫截面能夠呈圓形、近圓形、半圓形、橢圓形和卵形，或多角形、近 三角形、正方形或矩形。在位于導入部的集流管中能夠集成有分配裝 置。
所述集流管通過多個用于制冷介質(zhì)的導管優(yōu)選地以平行接通的 方式連接，所述多個導管水平設置并且在不同高度上相互平行設置。 通過在集流管中的組成結(jié)構(gòu)，還能夠形成所有導管的串接或多個平行 導管的串接，從而使制冷介質(zhì)呈波紋形地從上至下流經(jīng)所述制冷器。 所述導管在所述集流管之間直線延伸，或者水平呈波浪或波紋形彎 曲。
可以理解為，在水平面上多個導管通常相鄰平行地間隔設置。其優(yōu)點在于，在這些導管之間設有例如為金屬板結(jié)構(gòu)的隔離支撐架。 由此，同時實現(xiàn)了一個二次熱交換表面。
在所述制冷器的另一個實施例中，該實施例通過一個特別簡單 的結(jié)構(gòu)示出，用于制冷介質(zhì)的導管在至少一個形成平面的層面上呈螺 旋形、螺紋線形、線圈形、蝸旋形或三維的波紋形彎曲延伸。在此沒 有設置集流管。所述導管優(yōu)選的三維的波紋形設置意思是，所述導管 在側(cè)視圖上顯示為波紋形，并因此而具有一個空間上的深度。因此， 這種導管在空間上具有一個典型地呈螺旋形或線圈形的延伸結(jié)構(gòu)，其 中，所述導管并不具有傳統(tǒng)的圓形或橢圓形橫截面，而是具有這樣的 橫截面(俯視)，即，所述導管的橫截面呈具有圓形倒角的稍長的矩 形結(jié)構(gòu)，或具有在長度上呈"8"字形的輪廓結(jié)構(gòu)。
在形成平面的層面的情況下，所述導管諸如呈三維的波紋形的 平面設置可以理解為，即，這種設置具有一個空間上的深度。此外， 根據(jù)本發(fā)明還能夠相互連續(xù)設有多個所述層面。
對于普通的家用制冷裝置來說，在本實施例中實現(xiàn)了，使制冷 器只采用一個導管，所述導管優(yōu)選地呈三維的波紋形彎曲。所述這樣 的制冷器尤其制造簡單，并且確保了制冷介質(zhì)和周圍環(huán)境空氣之間的 一個足夠良好的熱交換。在特定的使用條件下，還可以采用這樣的設 置，S卩，在該設置中包括多個分離的，也就是相互間隔設置的導管， 或在多層相互疊加的層面上設置的導管。
還能夠這樣使用導管，即，所述導管例如通過管接頭連接而組 裝在一起。由此，當使用根據(jù)長度標準化的導管長度時，所使用的導 管還能夠有意義地實現(xiàn)低成本。
無論是對于具有集流管的種類還是對于未設有集流管的種類， 都能夠在一方面實現(xiàn)了用于熱傳遞的大表面以及在另一方面避免了
由于較小流動橫截面導致的較大壓差，所述導管的橫截面選為3-30 腿2，其中，所述通道的液壓直徑在0. 1-3 mm的范圍內(nèi)移動。
當所述導管采用擠壓成型的異型管時，實現(xiàn)了所述制冷器的一 個成本特別低的實施例。為了進一步改善熱傳遞性能，還能夠在所述 異型管的外側(cè)上設有肋狀結(jié)構(gòu)。
8為了能夠使所述導管以更為簡單的方式連接在家用制冷裝置 上，根據(jù)本發(fā)明可知，所述導管在制冷介質(zhì)的導入部和導出部上設有 接口，其中，還能夠優(yōu)選地在所述導出部上集成有濾清干燥器。
通常，所述導管由鋁材制成，這是因為鋁具有良好的熱導率、 成本低，而且容易彎曲。通過使所述導管設有具有高散熱系數(shù)的鍍層 的方法，使散熱性能通過對周圍環(huán)境空氣的熱輻射得以提高。
根據(jù)本發(fā)明，具有強制對流的用于制冷裝置的壓縮制冷器由擠 壓成型的異型管制成，所述異型管是這樣彎曲成型的，即，使多個異 型管呈束狀在流動方向上相互連續(xù)設置的層面上成型，其中相互連續(xù) 設置的導管截段在流動方向上相互轉(zhuǎn)換設置。
通過所述轉(zhuǎn)換設置，還能夠在強制對流中使效率增加10%。其優(yōu) 點還在于，通過在多層面上的設置相比于現(xiàn)有技術(shù)的單層面設置實現(xiàn) 了更好的空間利用。


接下來根據(jù)用于自然對流式制冷裝置的制冷器的兩個實施例對 本發(fā)明進行詳細說明，對此在附圖中示出了 圖1為制冷器導管的橫截面示意圖； 圖2為具有集流管的制冷器的側(cè)視示意圖； 圖3為具有集流管的制冷器的俯視示意圖4為具有呈三維的波紋形彎曲的導管的制冷器(未設集流管)
的示意圖。
附圖標記i兌明
1 導管/異型管
2 制冷介質(zhì)
3 內(nèi)設通道
4 外設通道
5 圓形側(cè)面
6 導入部7 導出部
8 隔離支撐架
9 集流管
具體實施例方式
圖i中所示的導管1由擠壓成型的鋁制異型管構(gòu)成，該導管的 寬為2. 54cm，厚為2. lmm。異型管1的側(cè)面5呈圓形，例如所形成 的圓形半徑為1 ram。為了改善熱傳遞性能，將異型管1涂上黑漆。 令異型管l標準化，并由此而實現(xiàn)低成本。
導管1具有13個通道3、 4，這些通道用于制冷介質(zhì)2的導流。 通道3具有呈圓角的正方形橫截面，其中，正方形邊長大約為1.5mm。 兩條外設通道4大體上呈矩形結(jié)構(gòu)，然而其中向外的側(cè)面呈圓形。通 道4例如長1. 5 mm，寬0. 5 mm。
如圖2所示，在具有集流管9的制冷器中，所述集流管通過多 組相互平行疊加設置的成對的導管1連接，其中，這些成對的導管分 別沿著水平面延伸并且由隔離支撐架(Abstandshalter) 8隔開(見 圖3)。設置在相鄰平面上的成對的導管1分別在流動方向上相互轉(zhuǎn) 換(未示出)。
在具有集流管的制冷器中，能夠在實際運行中不產(chǎn)生損害效率 的壓力損失，這是因為在每個平面26上通道2都平行延伸，并且由 此形成用于制冷介質(zhì)的非常大的流動橫截面。
在未設有集流管的制冷器中(見圖4)，導管1呈三維的波紋形 彎曲。曲率半徑大約為1.5 cm。這些平行設置的導管1各自具有大 約3-8 cm的距離，也就是說，使這些導管相對密集地設置(見圖4)。 通過多組成對延伸的通道形成用于制冷介質(zhì)的較大的流動橫截面，從 而還能在導管1的較大長度上使制冷介質(zhì)的壓力損失保持很小。
而且在此，相互疊加設置的呈波紋形彎曲的各個導管截段在流 動方向上相互轉(zhuǎn)換。因為重要的是不需要焊接組件，所以使本發(fā)明的 制冷器便于制造，并且成本低。
在兩個實施例中，通過導管1的表面、邊緣結(jié)構(gòu)以及導管呈密集、平行和波紋形的設置，使制冷器具有較大的表面。通過異型管l 的轉(zhuǎn)換設置，在所有異型管的長度側(cè)面上分別形成氣流的新通道 (Neuanlauf)。由此在其中精確地保持有絕緣的層狀分界層，并且 確保了一個有效的熱傳遞。
通過使異型管1設置肋狀結(jié)構(gòu)的方式，使制冷器的表面能夠在 相同的導管長度上進一步擴張。
由于密集地相互相鄰設置的通道3、 4以及鋁材良好的熱導率， 使在制冷裝置的運行過程中，制冷器的整個表面在很短的時間內(nèi)到達 相同的溫度。
因為采用了由擠壓成型的鋁制異型管構(gòu)成的低成本標準件，所 以本發(fā)明的制冷器制造簡單、成本低。制冷器的清潔也盡可能簡單， 由此能夠確保制冷器的效率常數(shù)。
通過制冷器的兩個實施例，在相同的面積上實現(xiàn)了相對于現(xiàn)有 技術(shù)的制冷器高出15%的散熱。另一方面還能夠在相同的散熱條件 下，使制冷器的面積減小大約15%。
權(quán)利要求
1.一種制冷器，用于自然對流式制冷裝置，特別用于家用制冷裝置，所述制冷器包括至少一個用于制冷介質(zhì)的導管，其特征在于，所述導管(1)呈帶狀結(jié)構(gòu)，所述導管的寬度至少是其厚度的二倍，所述導管包括至少兩條相互分離、相鄰延伸的通道(3；4)，并且在特定的使用條件下，所述導管豎立放置而且其大部分近乎平行于所述制冷裝置的底邊延伸，其中，相同或不同的導管在流動方向上相互連續(xù)設置的導管截段中，分別使前一段導管截段的頂邊在流動方向上平行轉(zhuǎn)換成后一段導管截段的底邊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷器，其特征在于，在導入部和導出部(6; 7)上設有集流管(9)，所述集流管與用于制冷介質(zhì)的所述導管(1)連接，所述導管在特定的使用條件下豎立放置并且相互 在垂直方向上平行設置，其中，所述導管(1)或直線或水平地呈波 浪或波紋形彎曲延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷器，其特征在于，所述多個導管 (1)相互水平間隔設置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的制冷器，其特征在于，每兩個導 管(1)設在一個水平面上，并且這兩個導管相互平行間隔設置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4所述的制冷器，其特征在于，在所述導 管(1)之間設有具有大表面的隔離支撐架(8)，所述隔離支撐架的 表面用作二次熱交換表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷器，其特征在于，用于制冷介質(zhì) 的所述管道在至少一個形成平面的層面上呈螺旋形、螺紋線形、線圈 形、蝸旋形或三維的波紋形彎曲延伸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的制冷器，其特征在于，所述導管 截段在流動方向上轉(zhuǎn)換設置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的制冷器，其特征在于，所述導管 截段翻轉(zhuǎn)的角度在0和45°之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的制冷器，其特征在于，所述導管 (1)的橫截面面積為3-30 mm2。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9所述的制冷器，其特征在于，所述通 道(3; 4)的液壓直徑為O. 1-3 mm。 ■
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至IO所述的制冷器，其特征在于，所述導 管(1)為擠壓成型的鋁制異型管。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l至ll所述的制冷器，其特征在于，所述導 管(1)具有例如為黑漆的鍍層，所述鍍層具有高的熱輻射散熱系數(shù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12所述的制冷器，其特征在于，所述導 管(1)在外側(cè)設有例如為肋狀結(jié)構(gòu)的表面擴張部。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13所述的制冷器，其特征在于，所述導 管(1)設有形成在所述制冷介質(zhì)的導入部和導出部(6; 7)上的接 (U。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14所述的制冷器，其特征在于，在所述 制冷介質(zhì)導出部的接口部分集成有濾清干燥器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制冷器，用于自然對流式制冷裝置，特別用于家用制冷裝置，所述制冷器包括至少一個呈帶狀結(jié)構(gòu)的導管(1)，所述導管的寬度至少是其厚度的二倍，所述導管包括至少兩條相互分離、相鄰延伸的通道(3；4)，并且在特定的使用條件下，所述導管豎立放置而且其大部分近乎平行于所述制冷裝置的底邊延伸。在流動方向上相互連續(xù)設置的導管截段中，分別使前一段導管截段的頂邊在流動方向上平行轉(zhuǎn)換成后一段導管截段的底邊。通關(guān)采用慣用的擠壓成型的鋁制異型管能夠制造出具有良好熱交換性能的低成本制冷器。
文檔編號F28D1/047GK101680690SQ200880021342
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者卡斯滕·海因里希, 埃伯哈德·沃布斯特, 奧拉夫·亨佩爾, 馬庫斯·米勒 申請人:通風及制冷技術(shù)有限公司研究所