Холодильный контур

Холодильный контур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к холодильному контуру.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к охлаждающему аппарату предпочтительно такого типа, который применяют в бытовой технике, такой как холодильники, морозильники, морозильные камеры глубокого замораживания, рефрижераторы и т.д. Кроме того, данное изобретение точно таким же образом также применимо к бытовой технике для кондиционирования.

Известно, что холодильники традиционного типа и аналогичные холодильные аппараты включают холодильный контур, где применяют охлаждающее средство, которое пригодно для отнятия тепла из закрытого пространства, подлежащего охлаждению до заданной температуры, такого как внутреннее пространство холодильника или морозильника, и для передачи тепла в более теплое внешнее пространство. Вышеупомянутый холодильный контур представляет собой закрытый контур, где компрессор, конденсатор, ламинизирующее или капиллярное устройство и испаритель работают последовательно согласно известным рабочим режимам. В частности, охлаждающее средство представляет собой вещество с низкой температурой кипения, способное испытывать фазовый переход из жидкости в пар в результате расширения с эффектом отнятия тепла из окружающей среды, с которой оно контактирует, а затем обратный переход из пара в жидкость во время его циркуляции внутри охлаждающего контура. Что касается теплообмена между охлаждающим средством и воздухом из закрытого пространства, подлежащего охлаждению, и из внешней среды, такой теплообмен происходит посредством металлических змеевиков, по которым пропускают охлаждающее средство, чтобы увеличить поверхность теплообмена между охлаждающим средством и самим воздухом.

Металлические змеевики, которые применяют для осуществления такой функции, обычно получают из непрерывной металлической трубы (из стали, алюминия или меди), которую многократно изгибают подходящим образом, чтобы она соответствовала профилю полезной поверхности, предназначенной для теплообмена. Такая полезная поверхность расположена на задней стороне холодильника в случае конденсатора, тогда как в случае испарителя змеевики расположены на одной или нескольких стенках внутри самого холодильника в зависимости от модели охлаждающего аппарата или холодильника, морозильника или объединенного аппарата. В частности, известно расположение змеевика испарителя на внутренней нижней стенке и/или на внутренних боковых стенках холодильника или даже на одной или нескольких полках, предусмотренных внутри холодильника. В зависимости от расположения внутри холодильников и от результатов, которых нужно достичь, испарители могут быть статическими (проволочнотрубного типа (Wire On Tubes) или ребристотрубного типа (Tubes On Plates)) или динамическими (система с автоматическим оттаиванием (No Frost)). В любом случае обеспечен блок, состоящий из стальных, или алюминиевых, или медных труб, изогнутых подходящим образом и приваренных или присоединенных иным образом к другим металлическим объектам, которые увеличивают их поверхность теплообмена (металлическая проволока в случае испарителя проволочнотрубного типа (WOT), металлические листы в случае испарителя ребристотрубного типа (ТОР) и алюминиевые листы в случае системы с автоматическим оттаиванием (NF)).

Гибку металлической трубы для изготовления змеевика испарителя осуществляют согласно различным способам в зависимости от геометрической формы поверхности, на которой сам змеевик должен функционировать. Фактически, гибку металлической трубы обычно осуществляют с помощью специальных трубогибочных станков перед окончательной установкой змеевика, и поэтому она должна располагаться по-разному в зависимости от геометрической формы змеевика. Гибку необходимо проводить таким образом, чтобы избежать закупоривания или изменения сечения в таких зонах.

Это приводит к снижению эксплуатационной гибкости, что связано с невозможностью обеспечения стандартного способа получения змеевика, который остается неизменным только для холодильников одной модели или одной серии. Такой недостаток влечет за собой применение различных производственных процессов, что сильно отрицательно влияет на время производства и, как прямое следствие, приводит к высоким производственным расходам.

Кроме того, возникают трудности с хранением, поскольку необходимо обеспечить хранение змеевиков разных типов, каждый из которых предназначен для установки только на заданные поверхности теплообмена, имеющие заданную геометрическую форму.

Кроме того, изготовление вышеупомянутых змеевиков из металлических труб приводит к дополнительным производственным расходам, связанным с приобретением исходных материалов (металла), с обработкой самих исходных материалов, а также со сложными операциями изготовления металлической трубы и ее гибки для получения конечного профиля змеевика. Фактически, металлическую трубу получают путем сварки плоского листа, формованного соответствующим образом, а такой процесс является очень дорогим и сложным, поскольку его также необходимо осуществлять очень тщательно, чтобы избежать утечек охлаждающей текучей среды, которые могут нанести непоправимый ущерб холодильнику за очень короткое время с серьезными экономическими последствиями для производителя и для окружающей среды (такие текучие среды часто загрязняют окружающую среду).

Кроме того, металлическую трубу поставляют производителям испарителей в виде рулонов, и таким образом, ее разматывают, выпрямляют, проверяют ее диаметр, а затем многократно сгибают соответствующим образом под углом 180° в переменном направлении, чтобы получить требуемую поверхность теплообмена, и наконец, присоединяют к металлическим объектам, имеющим форму пластин или прямой металлической проволоки, пригодным для облегчения теплообмена со средой, подлежащей охлаждению. Соединение с такой металлической проволокой обычно осуществляют с помощью точечной сварки (испаритель проволочнотрубного типа (WOT)) или путем введения пучка труб в специальные прорези, выполненные в алюминиевых пластинах (система с автоматическим оттаиванием (NF)). Обычно это осуществляют с помощью ручных операций, которые можно автоматизировать только до некоторого предела из-за недостаточной гибкости технологической линии, и кроме того, необходимость создания точек сварки в WOT и точек сварки впускных и выпускных труб испарителя с остальными частями контура вынуждает проводить химическую обработку, а затем нанесение покрытия или гальваническую обработку всей поверхности данной части, чтобы сделать ее коррозионностойкой. Очевидна сложность описанного выше процесса изготовления металлических змеевиков известного типа. Кроме того, наличие металлического змеевика и металлических объектов значительно повышает общую массу и, следовательно, массу бытового прибора.

Кроме того, вышеупомянутая дополнительная химическая обработка является дорогой и сильно загрязняет окружающую среду (например, никелирование), поскольку после такой обработки образуется шлам, содержащий тяжелые металлы, который необходимо отправлять в специальные центры для сбора высокотоксичных отходов.

Из патента ЕР 1479987 известен холодильник, включающий испаритель, оборудованный гибкой трубой. Гибкая труба, изготовленная из пластмассы, имеет цилиндрическую форму и намотана по спирали вокруг соответствующих опор; данную спираль можно вытянуть или сжать для изменения ее формы в зависимости от части холодильника, где требуется охлаждающее действие.

Однако гибкость трубы ограничена и ее можно деформировать, по существу вдоль одного направления, вокруг которого намотаны витки.

Кроме того, из патента KR 20010094016 известен холодильник, снабженный испарителем, выполненным из пластмассы. Чтобы предотвратить известные проблемы образования инея, такой испаритель (имеющий жесткую структуру и формованный в виде плоской поверхности, ограничивающей охлаждающие трубы и пластины) включает покрытие из электропроводящей пасты, соединенное с внешним металлическим проводником, а также дополнительный внешний изолирующий слой из пластмассы.

В вышеупомянутом европейском патенте обеспечение аналогичной пластмассовой трубы, имеющей идеально цилиндрическую форму, не предоставляет возможности оптимального теплообмена с помощью охлаждающей текучей среды, циркулирующей в ней. Кроме того, вышеупомянутая цилиндрическая труба, намотанная спиралеобразно, пригодна для вытягивания или сжатия вдоль заданного направления, однако не проявляет свойства хорошей гибкости в любом направлении, и, в частности, в случае значительного изгиба, такого как изгиб с малым радиусом, который обычно требуется при изготовлении плоских змеевиков для холодильников.

Точнее, указанный патент не обеспечивают высокие эксплуатационные качества в отношении эксплуатационной гибкости и способности к адаптации геометрической формы теплообменника, которые в настоящее время требуются на рынке.

К тому же в корейском патенте не упоминаются проблемы способности к адаптации и модульной конструкции теплообменника.

Вышеупомянутый патент также относится к изготовлению слоя проводящего материала, заключенного между внутренней пластмассой, контактирующей с охлаждающей текучей средой, и материалом внешнего покрытия, свойства и технология нанесения которого совершенно не описаны.

Во всяком случае в вышеупомянутых патентах не решена одна из наиболее важных проблем: как предотвратить утечки газа через поверхности испарителя или конденсатора или через приспособления для соединения такого устройства с другими компонентами охлаждающего контура. Идеальная герметизация против любых утечек газа из холодильного контура является необходимым условием правильной работы холодильника в течение нескольких лет.

Кроме того, из патента ЕР 918182 известно изготовление гибкой трубы для переноса хладагента в системе кондиционирования воздуха. Конструкция, описанная в указанном патенте, в любом случае кажется очень сложной, поскольку в ней предусмотрены первый внутренний слой и внешний слой из пластмассы, которые соединены путем обеспечения промежуточного слоя. Предусмотрено внешнее покрытие для труб из пластмассы, состоящее из синтетических волокон, которые, в свою очередь, защищены дополнительной внешней оболочной. Такая сложная конструкция делает трубу, описанную в указанном европейском патенте, по существу непригодной для применения в теплообменниках, которые должны обеспечивать переход тепла как такового между охлаждающей текучей средой и внешней средой. С другой стороны, труба, описанная в вышеупомянутом Европейском патенте, исключительно подходит для переноса такой текучей среды, а не для теплообмена с внешней средой, что происходит в других, неописанных конструкциях.

Здесь также следует отметить, что известно применение пластмассовой трубы для теплообменников в устройствах, которые совершенно отличаются от холодильных контуров для бытовой техники.

В частности, такие теплообменники разработаны для самых разнообразных применений в автомобильной промышленности.

Например, известны теплообменники согласно патентам US 2007/0289725 и US 5706864.

Однако следует отметить, что устройства согласно одному или другому из указанных патентов нельзя применять в холодильных контурах согласно настоящему изобретению, поскольку их область применения делает их совершенно непригодными для переноса охлаждающих газов, которые обычно применяют в бытовой технике, а также они непригодны для осуществления теплообмена в условиях, когда циркулирующая в них текучая среда находится в жидкой фазе и в газообразной фазе. В данных устройствах обычно применяют только текучую среду, которая должна работать при рабочих температурах и давлениях, которые совершенно отличаются от рабочих температур и давлений, которые обычно применяют в холодильном контуре для бытовой техники.

В связи с этим применение того или иного устройства, описанных в двух вышеупомянутых патентах, невозможно, поскольку специалист в данной области немедленно обнаружит множество трудностей для адаптации, связанных с утечками хладагента, с недостаточным теплообменом, с невозможностью точного поддержания скорости текучей среды внутри трубы и т.д.

Техническая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении холодильного контура для бытового прибора, в котором отсутствуют вышеупомянутые недостатки.

В рамках такой технической задачи, цель данного изобретения состоит в обеспечении бытового прибора для охлаждения, производство которого должно привести к высокой эксплуатационной гибкости.

Другой целью данного изобретения является обеспечение бытового прибора для охлаждения, который изготавливают простым, недорогим и более безопасным для окружающей среды способом.

Другой целью данного изобретения является обеспечение бытового прибора для охлаждения, который изготавливают с большей степенью автоматизации, таким образом, более надежным способом, что особенно касается вышеупомянутых операций сварки, с устранением ручной сварки, которую в настоящее время осуществляют для соединения различных устройств контура друг с другом.

Другой целью данного изобретения является объединение, когда это возможно, материалов, которые применяют для изготовления различных частей охлаждающей системы (в настоящее время медь, алюминий и сталь), с их заменой на пластмассы, совместимые и пригодные для переработки без разделения, чтобы упростить процессы хранения самих частей.

Также целью данного изобретения является обеспечение бытового прибора для охлаждения, который обладает меньшей массой.

Другой целью данного изобретения является обеспечение бытового прибора для охлаждения, который обладает высокой гибкостью во множестве направлений и, в частности, при малых радиусах изгиба.

Указанных и других целей, как будет показано в дальнейшем в настоящем описании изобретения, по существу достигают с помощью бытового прибора для охлаждения, обладающего свойствами, которые соответственно выражены в п.1 формулы изобретения и/или в одном или нескольких зависимых пунктах формулы изобретения.

Данное изобретение основано на результате наблюдений, согласно которому медленной стадией процесса теплообмена в современных холодильных контурах является не передача тепла через толщу стенки трубы теплообменника, а теплообмен в результате естественной или принудительной конвекции (система с автоматическим оттаиванием) между воздухом и поверхностью самой трубы.

До настоящего времени теплообменники для бытовой техники всегда изготавливали из металлического материала (даже из очень дорогого, такого как медь), чтобы повысить теплопроводность трубы. Напротив, в данном изобретении применяют пластмассу, менее дорогую, лучше поддающуюся обработке, но с меньшей теплопроводностью, только потому, что процесс теплообмена не определяется теплопроводностью трубы.

Это относится к толщине пластмассовой трубы, не превышающей 1,5 мм; для того чтобы увеличить теплообмен контура, было предложено оказать влияние на медленную стадию процесса (теплообмен между трубой и воздухом), увеличив поверхность теплообмена путем применения трубы с гофрированными поверхностями, которая при таком же диаметре предоставляет возможность увеличения поверхности теплообмена на 30-50% в расчете на единицу длины трубы.

Далее представлено предпочтительное, но не исключительное воплощение бытового прибора для охлаждения с помощью неограничивающего примера согласно настоящему изобретению и прилагаемых чертежей, где:

- на Фиг.1 показано схематическое изображение холодильного контура согласно настоящему изобретению, в частности, с испарительными трубами;

- на Фиг.2 показан вид в перспективе части холодильного контура бытового прибора согласно настоящему изобретению;

- на Фиг.3 показано изображение, частично сбоку, частично в разрезе, трубы, пригодной для применения в холодильном контуре согласно настоящему изобретению и согласно первому воплощению данного изобретения;

- на Фиг.3а показан возможный вариант сечения трубы, изображенной на Фиг.3;

- на Фиг.4 показано изображение, частично сбоку, частично в разрезе, детали, изображенной на Фиг.3, состоящей из двойного слоя пластмассы, пригодной для изготовления полностью газонепроницаемой стенки трубы согласно другому воплощению данного изобретения;

- на Фиг.5 и 6 показаны два возможных сечения капиллярной трубки, которую применяют в контуре согласно данному изобретению;

- на Фиг.7-10а показано сечение возможных воплощений нагревательных средств, которые применяют в трубе согласно данному изобретению;

- на Фиг.11-13 показаны различные воплощения соединительных элементов для соединения участков трубы, которые применяют в контуре согласно данному изобретению;

- на Фиг.14 и 15 показано соединение между капиллярной трубкой и трубой согласно настоящему изобретению;

- на Фиг.14а, 14b и 14 с показаны три возможных варианта соединения между капиллярной трубкой и гофрированной трубой, полученных путем совместной экструзии или, во всяком случае, соединенных непрерывным образом, чтобы оптимизировать теплообмен и регенерацию энергии;

- на Фиг.16 показано соединение между металлической трубой и пластмассовой трубой согласно настоящему изобретению;

- на Фиг.17-19 показано соединение между двумя концевыми участками труб из пластмассы, которые применяют в контуре согласно настоящему изобретению;

- на Фиг.20 показана возможная конфигурация соединения между гофрированной трубой и компрессором или другой гладкой или гофрированной трубой, а

- на Фиг.21a и 21b показаны две возможные конфигурации соединения между трубой и капиллярной трубкой;

- на Фиг.22 показано изображение, частично сбоку, частично в разрезе, трубы, пригодной для применения в холодильном контуре согласно настоящему изобретению, в другом воплощении, которое предоставляет возможность легкого соединения между гофрированной пластмассовой трубой и присоединенным к ней металлическим слоем;

- на Фиг.23 в увеличенном масштабе показана часть сечения стенки трубы, изображенной на Фиг.22, а

- на Фиг.24 показан вид в перспективе трубы, изображенной на Фиг.22 и 23;

- на Фиг.25 показано альтернативное воплощение трубы, изображенной на Фиг.22, в разрезе;

- на Фиг.26 показана форма гофрирования трубы, альтернативной по отношению к предыдущим чертежам, с плоскими внутренними поверхностями углублений, чтобы снизить до минимума шум, который производит поток газа внутри трубы, а

- на Фиг.27 показано сечение другого альтернативного воплощения трубы, изображенной на Фиг.22.

На схематическом изображении, показанном на Фиг.1, позицией 1 обозначен охлаждающий аппарат в целом, который может представлять собой, например, холодильник, морозильник, морозильную камеру, кондиционер или любой другой прибор, главным образом, для бытового применения, пригодный для охлаждения замкнутой среды, в частности пространства 2, особенно для хранения пищевых продуктов или для кондиционирования воздуха в жилой комнате.

Аппарат 1 включает холодильный контур 3, предмет настоящего изобретения, который пригоден для осуществления термодинамического холодильного цикла и пригоден для перемещения охлаждающей текучей среды по замкнутой траектории согласно направлению движения, указанному буквой А на Фиг.1. Холодильный контур 3 работает на основе фазового перехода жидкость-пар в охлаждающей текучей среде и включает компрессор 4, конденсатор 5, фильтр 18, капиллярное устройство 6 и испаритель 7, а кроме того, другие возможные устройства, пригодные для повышения производительности цикла охлаждения. Подробное описание работы холодильного контура 3 выходит за рамки содержания настоящего изобретения и поэтому оно не приведено подробно.

Испаритель 7 представляет собой первый теплообменник, который выполняет функцию извлечения энергии в форме тепла из внутренней части аппарата 1 и, в частности, из пространства 2, и передачи ее охлаждающей текучей среде, которая циркулирует через испаритель 7. Пространство 2, которое в случае холодильников обычно предназначено для хранения пищевых продуктов или, во всяком случае, скоропортящихся пищевых продуктов, ограничено стенками 8 и доступно из внешней части аппарата, например, через один или несколько закрывающихся проходов.

Более подробно, испаритель 7 включает трубу 9, которая проходит от первого конца 9а, присоединенного (если требуется, через дополнительные участки трубы) к капиллярному устройству 6, до второго конца 9b, который обычно выполняет функцию теплообменника с капиллярным устройством 6, присоединенным (если требуется, также с помощью дополнительных участков трубы) к компрессору 4. Труба 9 предназначена для перемещения охлаждающей текучей среды и предоставляет возможность передачи тепловой энергии (тепла) от пространства 2 охлаждающей текучей среде, циркулирующей в самой трубе 9.

Аналогично, конденсатор 5 включает змеевик 10, который проходит от первого конца 10а, присоединенного к компрессору 4, до второго конца 10b, присоединенного к капиллярному устройству 6, и который обычно содержит фильтрующий элемент 18 для газа. Змеевик 10 предназначен для перемещения охлаждающей текучей среды и предоставляет возможность передачи тепловой энергии от охлаждающей текучей среды, циркулирующей в самом змеевике 10, внешней среде, где расположен аппарат, или источнику тепла.

Если в последующем описании не указано иное, змеевик 10 может состоять из трубы, аналогичной вышеупомянутой трубе 9, но с меньшим диаметром, из-за более высоких рабочих давлений или, в качестве альтернативы его можно изготовить из металлической трубы, как это обычно происходит в настоящее время в холодильных контурах, представленных на рынке.

Согласно действующим нормативным документам, охлаждающая текучая среда относится к классам ФУВ (фторуглеводороды), УВ (углеводороды) или к их смесям. Предпочтительно применяемая охлаждающая текучая среда представляет собой алифатический углеводород, такой как изобутан, R600a.

Согласно схеме, изображенной на Фиг.1, как труба 9, так и змеевик 10 расположены согласно соответствующим извилистым траекториям (которые, в качестве примера, могут образовывать угол отклонения, равный 180°, однако можно применять и другие эквивалентные рабочие геометрические конфигурации, как лучше описано в дальнейшем) и по существу изогнуты с получением компактной конфигурации, пригодной для достижения эффективного теплообмена. На Фиг.2 показан пример воплощения трубы 9 испарителя 7, которая наложена на (нижнюю или промежуточную опорную) поверхность 11 холодильника и изображена с помощью нитеобразной схемы, чтобы выделить извилистую траекторию самой трубы 9. Более подробно, труба 9 встроена в толщу поверхности 11 так, что она прочно соединена с ней, но, в качестве альтернативы, конечно, ее также можно расположить внутри стенки аппарата таким образом, чтобы она была утоплена в нее. Предпочтительно трубу 9 изготавливают из синтетического материала, предпочтительно из пластмассы, чтобы упростить производственные процессы и снизить общую массу контура.

Труба 9 должна обладать по меньшей мере четырьмя особенностями: она должна обеспечивать подходящий теплообмен между охлаждающей текучей средой и системой охлаждения и поэтому должна иметь ограниченную толщину; она должна быть непроницаемой для протекающей в ней охлаждающей текучей среды, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды и потерю охлаждающей способности контура, и она также должна обеспечить влагонепроницаемость/водонепроницаемость, чтобы предотвратить просачивание (и последующее замерзание) воды в холодильном контуре; кроме того, труба также должна обеспечить непроницаемость для O₂ и N₂ (неконденсирующиеся газы); наконец, внутренняя поверхность трубы должна иметь такую форму, чтобы при прохождении газа не возникали звуковые волны такой природы, которые причиняют беспокойство потребителям.

Труба 9 по меньшей мере частично, а предпочтительно полностью или по меньшей мере в изгибах, представляет собой гофрированную трубу, тип профиля которой изображен на Фиг.3. Точнее, снаружи, а предпочтительно также и внутри, труба 9 включает выступы 12 и углубления 13, чередующиеся друг с другом, которые определяют по существу волнистый внешний профиль, как изображено на Фиг.3 и 4.

Преимущественно, это приводит к увеличению турбулентности при прохождении охлаждающей текучей среды, что позволяет повысить эффективность теплообмена.

Исследование формы поверхности указанных углублений 13 показало, что для того чтобы избежать такой турбулентности, которая приводит к возникновению звуковых волн (шума), которые могут причинять беспокойство потребителям, данная поверхность должна быть плоской, как изображено на Фиг.26. Другие формы приводят к явлению кавитации, которое вызывает сильно раздражающий шум.

Предпочтительно максимальный внешний диаметр Dmax трубы 9, которую применяют для испарителя 7, составляет от 6 мм до 14 мм, а предпочтительно находится в оптимальном интервале 8-11 мм, тогда как длина трубы 9 для испарителя составляет от 8 до 26 м в зависимости от требуемого теплообмена и гидравлического сопротивления.

Напротив, оптимальные размеры холодильного контура в секции конденсатора (первого теплообменника 5) следующие: максимальный внешний диаметр Dmax трубы находится в интервале 5-10 мм, предпочтительно 6-8 мм.

Это следует из того, что охлаждающая текучая среда, проходящая через конденсатор, подвергается высоким давлениям (конденсирующийся пар) и, таким образом, это требует меньших поперечных размеров трубы.

Длина трубы находится в интервале 4-15 м в зависимости от требуемого теплообмена и нагрузочных потерь.

Основной особенностью холодильных контуров, помимо обеспечения требуемого теплообмена, является создание барьера, по мере возможности непроницаемого для различных веществ.

Ниже приведены вещества и типичные пределы для рассматриваемого применения:

Вещество	Максимально допустимое проникновение	Единица измерения
Изобутан	0,5	г/год
Кислород+азот	1%	Мольная доля, относительно хладагента, допустимая в течение всего срока службы холодильника (10 лет)
Вода	100 ppm (частей на миллион)	Массовая доля, относительно хладагента, допустимая в течение всего срока службы холодильника (10 лет)

Известно, что холодильные контуры работают в интервале температур от -30°C до +70°C и в интервале давлений от 0,03 до 1,2 МПа (от 0,3 до 12 бар); конечно, технические условия по непроницаемости из приведенной выше таблицы должны соблюдаться во всех данных интервалах.

Кроме того, при стандартной эксплуатации холодильного контура смазочное масло из компрессора частично и непрерывно переносится вместе с хладагентом, в котором оно полностью растворимо.

Масло не обладает свойствами хладагента, т.е. свойством испарения при низкой температуре, и поэтому всасывающий поток, создаваемый компрессором, разносит его по всему холодильному контуру, либо в виде раствора в хладагенте, либо в виде капель, если хладагент уже испарился (в испарителе).

Чтобы обеспечить эту транспортировку хладагента, скорость потока охлаждающей текучей среды в общем случае предпочтительно должна быть выше 4 м/с. Если она ниже, то существует опасность того, что компрессор может лишиться масла, которое окажется захваченным в гофрированных участках трубы, и он может сгореть.

Конечно, данное явление накладывает ограничения на максимальные сечения самого контура, которое также зависит от типа гофрирования. Проблемы расходов также накладывают ограничения на максимальные используемые сечения.

Напротив, по причинам, связанным с теплообменом и гидравлическим сопротивлением, важно, чтобы максимальный диаметр сечений холодильного контура был больше, чем вышеупомянутые минимальные значения.

Поэтому ясно, что указанные выше интервалы размеров и геометрические формы не являются просто проектным решением, а представляют собой результат компромисса, который позволяет обеспечить соответствие всем требованиям, предъявляемым к холодильному контуру.

Любые отклонения за пределы вышеупомянутых интервалов приводят к несоблюдению одного или нескольких технических требований и к невозможности применения холодильного контура в торговой практике.

Диаметр трубы, ее длина и форма профиля гофрирования также оказывают влияние на возникновение шума внутри трубы в результате эффекта турбулентности и частот вихрей, возникающих внутри самой трубы.

На Фиг.26 показана конфигурация трубы 9, где чередующиеся выступы 12 и углубления 13 определяют волнистый профиль.

Однако по сравнению с конфигурацией, изображенной на Фиг.3 и 4, каждое углубление 13 в сечении включает по меньшей мере один прямой участок 45, в частности, проходящий параллельно или по существу параллельно оси L трубы. Иными словами, верхняя часть углубления 13 сплюснута, чтобы обеспечить прохождения текучей среды внутри трубы 9, минимизируя явление кавитации и, следовательно, минимизируя возникновение шума.

Поэтому при гофрировании и выборе диаметра также необходимо учитывать данный аспект и все аспекты, связанные с формой трубы.

В возможном воплощении данного изобретения для трубы 9 шаг p, т.е. расстояние между двумя последовательными выступами 12, предпочтительно равен 2 мм. Кроме того, коэффициент формы трубы, т.е. соотношение между поверхностью внешней стороны участка трубы 9 и соответствующей продольной длиной самого участка, может составлять от 20 мм²/мм до 60 мм²/мм.

Преимущественно, гофрированная форма трубы 9 приводит к увеличению внешней поверхности самой трубы 9 по сравнению с цилиндрической трубой, имеющей такую же длину, и, таким образом, облегчает теплообмен между охлаждающей текучей средой, циркулирующей внутри трубы 9, и воздухом за ее пределами.

Кроме того, преимущественно, гофрированный профиль трубы 9 из пластмассы делает ее более гибкой по сравнению с аналогичной цилиндрической трубой, предоставляя возможность изгиба с радиусами и углами, которые в ином случае могли бы привести к ее сжатию (с уменьшением сечения для похождения охлаждающей текучей среды), и, таким образом, предоставляя возможность размещения согласно множеству различных конфигураций путем простого сгибания трубы 9 без возникновения необратимой пластической деформации самой трубы 9. Согласно одному из воплощений данного изобретения, которое не показано, труба 9 может включать только несколько гофрированных участков, в частности, только участки, предназначенные для создания изогнутых участков в траектории самой трубы 9, или участки, где теплообмен должен быть максимальным. В таком случае, остальные участки трубы 9, предназначенные для создания прямолинейных участков, могут быть гладкими или, во всяком случае, можно не придавать особую форму их поверхности. В случае гладких участков внутренний диаметр трубы составляет от 4 до 11 мм, предпочтительно 6-8 мм.

Трубу 9, преимущественно, можно изготовить с помощью экструзии, посредством которой получают полую цилиндрическую трубу, которую далее можно модифицировать с помощью поточных процессов чистовой обработки для получения требуемого профиля трубы 9. В частности, за экструзией может следовать стадия формования, на которой получают гофрированную форму, изображенную на Фиг.3, всего полого цилиндрического объекта или только его части. Этого можно достичь путем соединения внешней стороны полого цилиндрического объекта с матрицей, форма которой противоположна гофрированному профилю, который нужно получить, и создания такого давления внутри самого объекта, чтобы он в результате вынужденной пластической деформации приобрел форму, противоположную форме матрицы. Предпочтительно данную стадию осуществляют, когда полый цилиндрический объект еще имеет высокую температуру, соответствующую состоянию, пригодному для процесса пластической деформации. В качестве альтернативы вместо внутреннего давления можно создавать разрежение между полым цилиндрическим объектом и матрицей, чтобы вызвать их взаимное приближение и деформацию полого объекта, который приобретает форму матрицы. Описанная выше операция формования приводит к тому, что труба 9 приобретает гофрированный профиль как внутри, так и снаружи, согласно изображению, представленному на Фиг.3, и это придает ей такие свойства, как вышеупомянутая гибкость и создание турбулентности в охлаждающей текучей среде, циркулирующей в ней.

Помимо круглой формы, как на Фиг.3, сечение гофрированной трубы также может иметь другие геометрические формы, которые способствуют улучшению теплообмена. Например, в морозильных камерах испаритель 7 наматывают вокруг металлической полки. Металлическая (главным образом, алюминиевая) труба, которую применяют в настоящее время, также обычно имеет круглую форму и поэтому имеет очень маленькую поверхность контакта с металлической полкой, которую можно указать одной линией по всей длине трубы.

При применении гофрированной трубы, оказывая соответствующее воздействие на сечение экструзии и на форму гофропресса, можно получить D-образное сечение, изображенное на Фиг.3а, которое при сохранении гибкости, требуемой для наматывания трубы вокруг полки, позволяет увеличить поверхность теплообмена, а также значительно повысить производительность морозильника и снизить стоимость.

Согласно воплощению данного изобретения, изображенному на Фиг.4, трубу 9 получают путем многослойной экструзии (совместной экструзии), пригодной для улучшения механических свойств и непроницаемости трубы 9. Фактически, путем многослойной экструзии можно получить трубу 9, включающую два или более слоев, каждый из которых выбирают соответствующим образом на основе специальных функций, которые он должен выполнять, таких как, возвращаясь к тому, что уже было указано выше, непроницаемость для охлаждающей текучей среды, непроницаемость для влаги и неконденсирующихся газов, гибкость, теплопроводность, а также стойкость к давлению, которое оказывает охлаждающая текучая среда.

Согласно первому требованию труба 9 включает первый слой S1, обычно внешний, выполненный из материала, обладающего свойствами, которые придают трубе 9 необходимую стойкость к механическим и тепловым напряжениям и непроницаемость для охлаждающих текучих сред, которые обычно применяют в охлаждающем аппарате для бытовых целей (углеводороды), в частности, R600a. Предпочтительно такой материал представляет собой полиамид марок 6; 6-6; 6-12; 11; 12 или один из соответствующих сополимеров, предпочтительно полиамид 6-6.

Согласно второму требованию труба 9 включает второй слой S2, обычно внутренний, выполненный из материала, непроницаемого для воды и стойкого к гидролизу (т.е. также к N₂ и O₂) и отличающегося хорошей совместимостью с материалом слоя S1. Предпочтительно такой материал представляет собой сополимер, например, типа Bynel® компании DuPont, такой как Bynel® 4206, полиэтилен низкой плотности, модифицированный малеиновым ангидридом, или Bynel® 50Е662, полипропилен, модифицированный малеиновым ангидридом. Второй слой S2 объединен, т.е. перекрывается, с первым слоем S1 для создания защиты охлаждающей текучей среды от любого попадания влаги или воды извне, в то же время повышая химическую инертность трубы по отношению к вышеупомянутым охлаждающим текучим средам.

В общем случае, полная толщина S трубы от минимального до максимального значения составляет 0,4-1,5 мм и, предпочтительно составляет от 0,6 до 1,2 мм. Толщина S1 материала барьера для влаги и воды составляет от 20% до 40% от полной толщины и обычно составляет приблизительно 30%.

Напротив, толщина S2 материала барьера для охлаждающей текучей среды и воздуха составляет приблизительно 70% от полной толщины (обычно составляет от 60% до 80%).

Толщина первого слоя S1 составляет от 0,2 мм до 0,4 мм, тогда как толщина второго слоя S2 предпочтительно составляет от 0,4 мм до 1 м