阅读说明：本技术 具有蒸发盘的制冷器具 (Refrigeration device having an evaporation pan ) 是由 张明 A·福格尔 A·莫尔纳 于 2019-01-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种制冷器具,具有壳体(1,2)和蒸发盘(12),所述壳体包围存放腔(3)和冷却所述存放腔(3)的蒸发器(8)并且包括使所述存放腔(3)和所述蒸发器(8)相对于周围环境隔离的隔热层(6),所述蒸发盘布置在所述存放腔(3)外部,以便接收从所述蒸发器(8)流出的冷凝水,在所述制冷器具中,至少一个加热板(17)与所述蒸发盘(12)由气隙(23)间隔开地在所述蒸发盘(12)的基面的至少一半上延伸。(The invention relates to a refrigerator having a housing (1, 2) which encloses a storage chamber (3) and an evaporator (8) which cools the storage chamber (3) and which comprises a heat-insulating layer (6) which insulates the storage chamber (3) and the evaporator (8) from the surroundings, and having an evaporation pan (12) which is arranged outside the storage chamber (3) in order to receive condensation water flowing out of the evaporator (8), wherein at least one heating plate (17) extends over at least half of the base area of the evaporation pan (12) at a distance from the evaporation pan (12) by an air gap (23).)

具有蒸发盘的制冷器具

技术领域

本发明涉及一种制冷器具(尤其家用制冷器具)，具有用于蒸发冷凝水的蒸发盘，所述冷凝水在制冷器具运行期间积聚在其蒸发器上。

背景技术

为了防止蒸发盘溢出，蒸发盘必须能使冷凝水平均地至少与其从蒸发器补充流入同样快速地蒸发。为此而需要热源。长时间以来已知，将通常存在于制冷器具中的压缩机作为热源使用，其方式是，将蒸发盘安装在压缩机上。

制造商为提高制冷器具的能效所作的努力已促成其隔热性能的显著改善。由此，不仅压缩机的能量消耗减小，而且其对于蒸发盘可用的加热功率也减小，而待蒸发的冷凝水的量保持相同。在压缩机效率方面的改善也促成加热功率的降低，这种改善能够助于蒸发。

因此，例如来自DE 10228739 A1或者US 5 881 566 A的、使从压缩机到蒸发盘上的热传递通过这两者之间的接触的优化来优化的建议并不能够长期地解决该问题。

一种可持续的解决方案从WO 2009/152862 A1已知，该方案使在压缩机中通过绝热压缩加热的制冷剂的热可用于蒸发盘的加热，其方式是，经压缩的制冷剂在其中循环的管道从上方沉入到蒸发盘中，并且因此将制冷剂的热直接地向位于蒸发盘中的冷凝水放出。

然而，该解决途径具有两个根本的缺点。一方面，在管道的材料的选择上产生提高的要求，因为所述材料在与蒸发盘的水接触时不可以受腐蚀，并且两种不同的金属是不允许这样与蒸发盘的水发生接触，以至于会构成原电池。另一方面，只有当管道与水接触时，管道才有效地放出热。为了能够在水位低的情况下也有效地加热水，管道因此必须尽可能深地沉入到蒸发盘中。然而，在水位高的情况下，这导致了供送的热会分散在蒸发盘的整个内容物上。然而，只有水表面的温度才对于蒸发的速度是决定性的。因此，为了使其达到给定的值，在蒸发盘中的水位越高，那么就需要越多的加热功率。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种具有蒸发盘的制冷器具，所述制冷器具与包围制冷器具的存放腔的隔热层的品质无关地并且与驱动制冷剂循环的压缩机的效率无关地确保了在能量投入小的情况下实现高的蒸发率。

该任务通过这样的方式解决：制冷器具具有壳体和具有蒸发盘，所述壳体包围存放腔和冷却存放腔的蒸发器并且包括使存放腔和蒸发器相对于周围环境隔离的隔热层，所述蒸发盘布置在存放腔外部，以便收集从蒸发器流出的冷凝水，在所述制冷器具中设有至少一个加热板，该加热板与蒸发盘通过气隙间隔开地在蒸发盘的基面的至少一半上延伸。

从该加热板发出的热辐射从上方到达蒸发盘上并且被水的薄的表面层吸收。因为加热板覆盖了蒸发盘的大部分，因而辐射加热了蒸发盘中的水表面的相应大部分并且在此促进蒸发。因为热辐射是从上方供给至水的，因此水表面比位于更深位置的区域会更强烈地加热，因此在蒸发盘的水中产生稳定的温度分层，不会发生这样的对流：通过所述对流使热也在水的远离表面的区域中扩散开。因此，与常规地从下方加热的情况相比，传送明显更少的能量就足以实现相同大小的蒸发率。因为加热板在正常的运行条件下不与蒸发盘的水发生接触，因而不存在这样提高的腐蚀危险：在选择加热板的材料时可能要考虑到这种腐蚀危险。

为了对加热板进行加热，可以设置加热旋管(Heizschlange)。为了实现一种高能效的制冷器具，加热旋管可以由被经压缩的制冷剂流过的热气管路构成。可能的是，加热电阻在其中延伸的加热旋管会成本更有利。因为加热旋管与水的接触既不是必需的，也不是所期望的，因而不需要耗费的措施用于将加热旋管相对于水进行电绝缘。

加热旋管的优选的运行温度处于320K至350K之间的范围内。根据维恩位移定律(Wienschen Verschiebungsgesetz)，这种运行温度提供了在波长为7mm-8mm情况下具有强度最大值的热辐射。这些波长在水中的平均渗透深度为大约10^-4m，也就是说，在厚度小于1mm的水层足以几乎完全地吸收这种辐射。因为辐射的热效应因而直接地集中在蒸发盘中的水的表面上，因此小的能量就足以显著地提高水的表面温度进而提高其蒸发率。

为了将水表面均匀地加热，加热旋管和/或加热板应分别在水平的平面中延伸，也就是说，相对于水表面具有相同的间距。

在加热板的情况下，轻微的倾角是适宜的，以便使温热的、湿气饱和的空气更容易从蒸发盘上方的气隙流出。相对于水平线的这种倾角不应超过30°。

按照本发明的一种优选的构型，加热板布置成与加热旋管存在实体接触(inKontakt)，以便通过从加热旋管到加热板上的直接热传导被加热。

如果加热旋管和加热板相互接触，则可能适宜的是，加热旋管以与加热板相同的方式倾斜。

加热旋管可以在加热板与蒸发盘之间的中间空间中延伸。因此，在以上提到的直接实体接触的情况下，热不但可以从加热旋管直接地向下辐射到水平面上，而且可以向上流出至加热板并且从那里辐射到水平面上。

即使加热板与蒸发盘之间不存在接触，加热板也可以使得从加热旋管向上放出的热辐射向下朝向蒸发盘的水转向，其方式是，使该加热板通过吸收加热旋管的辐射而变热，并且因此放出与其温度相应的热辐射，或者，其方式是，使该加热板反射加热旋管的热辐射。因为经加热的加热板也向周围的空气散失热，因而第二替代方案更有效。因此，加热板对于加热旋管的热辐射的反射率优选应是至少90％。

替代地，加热板也可以在蒸发盘与加热旋管之间延伸。这种加热板则无法将加热旋管的辐射反射至蒸发盘，而是仅仅通过吸收辐射并且随后发射出热辐射来加热。

与之不同地，如果加热板通过与加热旋管发生实体接触而被加热，则热辐射的发射的高的反射能力是有害的。因此，在这种情况下，至少加热板的下侧应具有优选至少90％的高IR吸收。

为了最小化由于热量从加热板流向周围空气而引起的热损失，加热板的上侧可以与一种隔热层处于接触状态。

通过将加热旋管安装在该隔热层的槽道中，能够以不同于通过加热板的途径而使得加热旋管的热流失最小。

为了构成这种槽道，可以将隔热层成型到加热旋管和加热板上。这可以在加热旋管和加热板装入制冷器具中之前发生；由此，隔热层、加热板和加热旋管可以连接成为组件，该组件随后作为单元安装在制冷器具中。

替代地，加热板与这样的隔热层处于接触状态：该隔热层可以是包围制冷器具的存放腔的隔热层的一件式组成部分。尤其是，当蒸发盘以已知的方式安装在壳体的机器室中时，隔热层可以构成该机器室的顶盖。

蒸发盘可以安装在压缩机上，以便也利用该压缩机的废热促进蒸发。

附图说明

从实施例的接下来的说明参照随附的绘图得出本发明的另外的特征和优点。绘图示出：

图1示出穿过根据本发明的第一构型的家用制冷器具的示意性的截面；

图2示出穿过根据第一构型的变型方案的加热旋管和布置在其上方的加热板的截面；

图3示出穿过根据第二构型的制冷器具的机器室的截面；和

图4示出根据第二构型的拓展方案的类似于图3的截面。

具体实施方式

图1示出穿过作为家用制冷器具的示例的冷藏箱的截面，本发明可以应用于该冷藏箱。冷藏箱的壳体包括本体1和门2，所述本体1和门2包围存放腔3并且以常见的方式包括：刚性外壳4；由塑料深拉而成的内部容器5，该内部容器5与外壳4拼合成空心体；填满空心体且由泡沫材料制成的隔热层6。本体1的外壳4包括多个上下相互连接的板状元件，包括在本体1的背侧处限界出邻近底部的机器室7的那些板状元件。

在机器室7上方布置有对存放腔3进行冷却的蒸发器8。图1示范性地示出冷壁式蒸发器(Coldwall-Verdampfer)，然而任意的其它的蒸发器结构型式也可考虑。在运行时冷凝水凝聚所在表面(在这里也即是内部容器5的后壁9)下方，在内部容器5中设有沟槽10，所述沟槽10收集从该表面流下的冷凝水并且将其经由与隔热层6相交的通道11供送至机器室7中的蒸发盘12。

蒸发器8与压缩机13以及与液化器14连接在制冷剂回路中。压缩机13安装在机器室7中。蒸发盘12安装在压缩机13上，以便吸收该压缩机13在运行时释放的热，并且因此加热被收集在蒸发盘12中的冷凝水。

在蒸发盘12的水平面上方，以通过气隙23间隔开的方式安装有加热旋管15。加热旋管15包括在水平的平面中曲折地延伸的金属管路，所述金属管路通过在其中延伸的加热电阻进行加热，或者作为制冷剂回路的组成部分通过在其中循环的经压缩的制冷剂进行加热。视所需要的功率而定地，被制冷剂流过的加热旋管15可以在制冷剂回路中装入在压缩机13与液化器14之间、装入在液化器14的两个部分之间、或者装入在液化器14与节流部位之间。加热旋管15在制冷剂回路中的位置分别这样选择，从而，当压缩机13运行时，管路的表面温度收敛到320K至350K之间的值。如果加热旋管15是电加热的，则表面温度可以更低，因为在压缩机13不运行的时间内也存在着热可供使用。

为了使加热旋管15将来自管路内部的热作为辐射热有效地放出，管路的表面对于热辐射应是强烈地吸收的。因为金属良好地反射热辐射，因而管路为此而设有起吸收作用的涂层。

加热旋管15的管路向所有的方向均匀地发射热辐射。为了使向上发射的辐射也可以到达蒸发盘12中的水，于是在加热旋管15上方、与该加热旋管15通过第二气隙24间隔开地布置有金属表面16，所述金属表面16作为加热板17起作用，其方式是，该金属表面16将加热旋管15的辐射向下反射。这种表面16覆盖了蒸发盘12的至少一半、优选整个基面并且超过其边缘伸出。

在图1的构型中，加热板17在不与加热旋管15直接地接触的情况下安装在机器室7的顶盖上；该加热板17可以例如由金属箔(尤其铝箔)构成，外壳4的构成该顶盖的元件借助所述金属箔大面积地盖上。该箔的尺寸优选大于蒸发盘12的尺寸，例如，机器室7的顶盖可以完全地借助该箔盖上，从而确保了：虽然所述箔和蒸发盘12在不同的时间被装入，但是蒸发盘12在其整个基面上仍无空隙地被所述箔覆盖。

在最简单的情况下，外壳元件和固定在其上的加热板17基本上是平坦的。陡峭地向上发射的热辐射于是由加热板17反射到蒸发盘12中，并且，当该热辐射在该处到达水上时就会被水吸收。然而，以相对于垂直线强烈地偏离的角度由加热板17反射的热辐射在大多数情况下不会到达蒸发盘12中的水并且会未加利用地丢失。为了避免这种情况，加热板17可以(如在图2中所示出地)具有配备沟槽18的不平坦的下侧，这些沟槽18符合加热旋管15的走向，并且使得所述加热旋管15的向上指向的辐射在反射时会向下聚束。

不但在图1的构型中而且在图2中所示出的变型方案中，热量从加热旋管15放出到该加热旋管15周围的空气，这促成了经加热的空气穿过加热旋管15的并排地延伸的管路区段之间的空隙上升至板16，并且使得来自下方的较冷的空气补充流入，所述较冷的空气进一步冷却所述加热旋管15。

图3示出穿过根据本发明的第二构型的制冷器具的机器室7的示意性的截面，在该第二构型中，这种热流失明显地通过第二板19得以限制，在加热旋管15的管路区段之间的空隙被封住。为了阻止空气流动，不需要板19具有很大的壁厚度，这样的箔就足够了：所述箔的位置仅仅通过该箔固定在加热旋管15上来限定。然而，优选地，板19由良好导热的材料制成，所述板19足够坚固，以便是形状稳定的，并且加热旋管15焊接、粘接或者以其它合适的方式固定在所述板19上。由于具有大的壁厚度，因而通过与加热旋管15的接触而过渡到板19上的热可以均匀地分布在该板19上。因此，板19就其而言作为加热板17起作用，通过该板19的向下放出的热辐射将板19下方延伸的蒸发盘12中的水进行加热。

从板19向上发射的热辐射在这里到达板16上并且由该板16反射回到板19。因此，热基本上可以仅仅向下放出并且大部分都由蒸发盘12的水所吸收。

板19相对于水平线而言轻微地倾斜，以便将从蒸发盘12升起的湿热空气从气隙23转引出来。板19的上棱边面向本体1的背侧，以便将经转向的空气直接地从机器室7导出。

图4以与图3类似的截面示出图3的构型的一种拓展方案。为了使得通过从加热旋管15向上的对流所引起的热流失最小化，加热旋管15在此布置在隔热体(尤其泡沫材料体21)的向下敞开的槽道20中。为了也防止由热辐射所引起的向上流失，可以给这些槽道20铺设起反射作用的箔22(例如金属箔或者经金属化的塑料箔)。

这些槽道20由加热板17向下封闭。该加热板17下侧发射热辐射，所述热辐射由位于其下方的蒸发盘12的水所接收；加热板17的上侧的热流失通过起反射作用的箔22以及通过泡沫材料体21在很大程度上实现阻挡。

这些泡沫材料体21虽然可以是隔热层6的基本部分，但是这可能会使制冷器具的装配明显地复杂化，因为这样的话要么加热旋管5在隔热层6产生之前进行安装，要么加热旋管15必须安装在事先在隔热层6中所空出的槽道中。为了避免这种情况，于是泡沫材料体21优选实施成与隔热层6分开独立的构件。尤其是，包括有加热板17、加热旋管15(可能还有箔22)和泡沫材料体21的这种组件可以在制冷器具外部预先制造，其方式是，将加热板17、加热旋管15(和可能还有箔22)放入到模膛中，并且给模膛的剩余空腔填充泡沫，以便构成泡沫材料体21。

不同于图4的示图，泡沫材料体21可以贴靠在外壳4的构成机器室7的顶盖的那个元件上，以便因此有助于将存放腔3进行隔离，以防机器室7中所释放的热。

附图标记列表

1 本体

2 门

3 存放腔

4 外壳

5 内部容器

6 隔热层

7 机器室

8 蒸发器

9 后壁

10 沟槽

11 通道

12 蒸发盘

13 压缩机

14 液化器

15 加热旋管

16 表面

17 加热板

18 沟槽

19 板

20 槽道

21 泡沫材料体

22 箔