[发明专利]制冷器具

说明书

本发明涉及一种制冷器具，尤其是家用制冷器具，该制冷器具包括制冷剂和制冷回路。制冷剂具有压力和温度并且能够在制冷回路中运动。制冷回路包括：用于压缩制冷剂的压缩机；冷凝器，在该冷凝器中制冷剂能够在放热的情况下冷凝；用于给制冷剂降压的节流器；和蒸发器，在该蒸发器中制冷剂能够在吸热的情况下蒸发。

在图1中示出这种已知的制冷器具。图1中所示的制冷器具的节流器构造为毛细管并且在制冷回路内布置在冷凝器和蒸发器之间。传统制冷器具的节流器不受调控并且具有不变的压力损失系数。

开头所述类型的制冷器具在环境温度升高的情况下可能具有降低的制冷功率和/或减少的使用寿命。尤其当冷凝器的温度超过临界的最大温度时是这种情况。

在开头提及类型的器具中，通过压缩机输送给冷凝器的制冷剂流在循环开始时远大于通过节流器从冷凝器排出的制冷剂流。因此，到被输送给冷凝器的制冷剂流与从冷凝器中被导出的制冷剂流相适应要持续几分钟。

在开头所述类型的、具有高的制冷剂充注度和/或高的冷凝体积的制冷器具中，在环境温度高的情况下，冷凝器中的气态的和液态的制冷剂之间的比例关系向液态的方向移动，从而冷凝器中的压力明显升高超过制冷器有效率地工作时的压力。在冷凝器的制冷剂以液态存在于其中的区域中，温度明显更低，从而冷凝器在这个区域中明显更难以释放热。此外，节流器上的窄道处(Engpass)意味着过少的制冷剂到达蒸发器上。这导致，蒸发仅在蒸发器的第一部分中发生。其余部分以过热的、具有内室温度的气体充注。这也导致蒸发器低效地工作。

这个问题的已知的解决方案全都涉及通过使用较大的冷凝器和/或通风机的方式来提高冷凝器功率。这些措施昂贵并且仅通过大的构造花费和成本花费投入来满足要求。使用具有提高的通过率(Durchlaessigkeit)的节流器是不合适的，因为制冷器具在正常运行时会有能量损失。

本发明的根本任务在于，提供一种制冷器具，所述制冷器具在环境温度提高的情况下提供足够的功率并且具有提高的使用寿命。

为了解决该任务，在具有以上提及的、与权利要求1一致的特征的制冷器具中根据本发明设置，所述节流器具有毛细管和至少一个过压管道。所述毛细管和所述过压管道在所述制冷回路中以并联方式布置。所述过压管道包括：阀，所述阀适用于，如果所述冷凝器中的制冷剂的压力超过一最大压力和/或如果所述冷凝器中的制冷剂的温度或者所述冷凝器的温度超过一最大温度则被打开；和管，所述管适用于将制冷剂从所述冷凝器中导出，并且所述管衔接在所述阀上。根据本发明的制冷器具的有利构型在权利要求2至7中说明。

此外，为了解决该任务提出一种用于运行制冷器具的、根据权利要求8的方法。根据本发明的、用于运行制冷器具的方法的有利构型在权利要求9和10中说明。

根据本发明的制冷器具(其中所述管至少近乎旁路式地相对于毛细管布置)的特征尤其在于，冷凝器的温度被保持在临界的、冷凝器和压缩器都低效地工作的最大温度以下。如果制冷剂以两相混合物的形式处于冷凝器的内部，在所述两相混合物中制冷剂既以液态也以气态的形式存在，则制冷剂处于沸点上。因为沸点上的温度和压力相互有关，因此两相混合物的气态份额的压力必须保持在一最大压力以下，由此，制冷剂的温度保持在一最大温度以下。如果认为冷凝器的温度迅速地与制冷剂的温度相适应，则能够防止冷凝器超过临界的最大温度，其方式是，确保冷凝器内部的制冷剂的压力保持在临界的最大压力以下。由此，制冷剂的温度也保持在临界温度以下。此外，防止了制冷剂积聚在冷凝器中，并且确保在蒸发器中存在足够的制冷剂。

通过相对于毛细管旁路式地延伸的管，制冷剂被排到制冷回路中的收集容器中、优选排到蒸发器中。

另一优点是，与传统制冷器具相比，蒸发器中的更大的制冷剂流产生更高的制冷功率。即，所述制冷器具更迅速地达到正常的运行状态。此外，可以放弃用于降低压力的其他措施，例如附加的通风机或者附加的冷凝器。

根据本发明的制冷器具的冷凝器更有效率地工作，由此，较小的冷凝器足以实现和传统制冷器具中相同的功率。由此，能够节省机械室中的大量空间，这尤其对于具有附加功能的器具(例如磁阀、冷水接头和过滤器、紧凑冷凝器)是重要的。

在一种优选的构型中，所述制冷剂为碳氢化合物，优选异丁烷。碳氢化合物具有200kJ/kg数量级上的单位蒸发焓，从而所述碳氢化合物特别适和于作为制冷剂使用。蒸发焓越高，用于相同的功率所需要的制冷剂越少。在作为制冷剂使用的情况下，异丁烷通常被称作R600a。