专利名称：制冷回路的制作方法
技术领域：
本发明涉及制冷回路。更特别地，本发明涉及制冷设备，优选地为用于例如冰箱、冰柜、深冷器、冷藏柜等家用电器中的制冷设备类型。本发明同样也可以完全相似的方式适用于进行调节的家用电
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背景技术：
已知传统类型的冰箱和类似的制冷设备包括制冷回路，其中使用的制冷剂适于将热从待冷却到预定温度的封闭空间去除，将热朝向外部更暖的空间传送，所述封闭空间例如为冰箱、冰柜的内部。上述制冷回路是闭合回路，其中压缩机、冷凝器、叠片或毛细管装置和蒸发器根据已知运行方式依序运行。特别地，所述制冷剂为低沸点物质，所述低沸点物质适于在其在制冷回路中循环的过程中，通过膨胀经受从液态到气态的状态转变，结果是将热移除到与其接触的环境，并且之后经受从气态到液态的逆变。重点关注所述制冷剂与待制冷的封闭空间及外部环境的空气的热交换，这样的交换通过其中传送所述制冷剂的金属盘管进行，以增大制冷剂和空气自身的热交换表面。用于这样的功能的金属盘管通常始于连续的(钢、铝或铜)金属管来获得，所述连续的金属管适当地按照打算用于热交换的可用表面的轮廓弯曲多次。在冷凝器的情况下， 这样的可用表面设置在冰箱后部，在蒸发器的情况下，盘管的布置方式取决于制冷设备或冰箱、冰柜或其组合的型号，并且其与冰箱自身内部的一个或多个壁相关。特别地，已知将蒸发器的盘管设置在冰箱的内底壁处和/或内侧壁处，或甚至设置在设于冰箱内部的一个或多个搁板处。根据在冰箱内部的布置方式，并且根据将要获得的结果，蒸发器可以是静态的(丝管式(Wire On Tubes,WOT)或板管式(Tubes On Plates,TOP))或动态的(无霜(No Frost，NF))。在任何情况下，具有包括钢管或铝管或铜管的组装件，其适当地弯曲并焊接到或以其他方式连接到增大其交换表面的其他金属体(W0T情况下的金属丝、TOP情况下的金属板和NF情况下的铝板)。用于制备蒸发器盘管的金属管的弯曲根据不同的方法进行，取决于盘管自身用于起作用所依赖的表面的几何形状。实际上，金属管的弯曲通常通过特定的管弯曲机在盘管最终安装之前进行，并且其因此必须根据盘管的最终几何形状以不同的方式布置。弯曲情况必须防止在这样的区域中阻塞或截面改变。不利的是，这意味着较差的操作灵活性，与其相关的是不可能提供用于获得盘管的标准工艺，盘管仅对于相同型号或相同系列的冰箱保持不变。这样的缺点造成必须具有不同制备工艺的缺陷，所述不同的制备工艺非常不利地影响制造时间，并且意味着高成本的直接结果。而且，由于其必须提供不同类型的盘管的存储，其中每一种类型用于仅安装在具有预定几何形状的预定热交换表面上，因此存储方法受到破坏。而且，开始于金属管的上述盘管的制造意味着与原材料(金属)的采购、原材料自身的任何加工以及用于制造金属管和弯曲金属管来限定盘管最终轮廓的复杂操作相关的进一步的生产成本。事实上，金属管通过将适当的成形平板焊接获得，这样的工艺非常昂贵和复杂，因为其还必须以精确的方式进行，以防止冷却流体泄漏，冷却流体泄漏将在非常短的时间内不可修复地损坏冰箱，给制造商和环境带来严重的经济后果(这样的流体通常具有污染性)。而且，金属管被成卷地提供给蒸发器的制造商，并且因而进行开卷、拉直、检查其直径，然后将其沿交替方向以180°适当弯曲多次，以获得所需的热交换表面，并且最后结合到成形为适用于促进与待冷却环境热交换的散热片或直金属丝的金属体。与这样的金属丝的结合大部分通过点焊(WOT)或通过将管束引入铝散热片(NF)中设置的特定狭缝中来进行。这些可自动化的操作仅由于生产线缺乏灵活性的缺点而主要为手动操作，而且在 WOT中形成焊点的需要和将蒸发器的入口管和出口管焊接到回路的其余部件的需要迫使要对部件的所有表面进行化学处理以及随后的涂覆或电镀处理，以使其耐蚀。上述已知类型的金属盘管的制备工艺的复杂性是显而易见的。而且，金属盘管的存在和金属体的存在大大增加了总质量，因此大大增加了家用电器的重量。而且上述进一步的化学处理非常昂贵，并且污染性非常大(可以镀镍为例)因为这样的处理之后，产生必须在用于高毒性废物的特殊收集中心处理的含重金属的淤泥。从专利EP1479987已知一种冰箱，其包括配备有柔性管的蒸发器。所述柔性管由塑性材料制成，为圆柱状，并且以螺旋方式围绕相应支架卷绕，可以是细长状或组装式的， 以根据冰箱的其中需要制冷作用的部分改变其构形。但是所述管的柔性是有限的，并且所述管可基本上沿盘管卷绕所围绕的单一方向变形。而且，从专利KR20010094016已知一种冰箱，其设置有由塑性材料制成的蒸发器。为了防止已知的结霜问题，这样的蒸发器(具有刚性结构，并且成形为限定冷却管和散热片的平直表面)具有将要连接到外部金属导体的导电浆涂层，并且还具有一层外部塑性绝缘层。参照上面提到的欧洲知识产权，不利的是，具有完全圆柱状的类塑性管的采用没有使其中循环的冷却流体进行最佳热交换。而且，上述螺旋式缠绕的圆柱状管适用于沿预定方向伸长或组装，但是其沿任何方向不具有高柔性性能，特别在非常显著的弯曲情况下， 例如在制备用于冰箱的平直盘管中通常需要的小半径弯曲。详细地，该知识产权没有确保如当前市场所需的与热交换器几何形状的操作灵活性和适用性相关的高性能。而且该韩国文件没有提到热交换器的适用性和模块化的问题。上面的专利还提到形成包括在与冷却流体接触的内部塑性材料和外部涂层材料之间的一层导电材料层，其属性和应用技术根本没有描述。在上面的专利中，在任何情况下，没有解决下面最重要的问题之一怎样防止气体通过蒸发器或冷凝器表面或通过这样的设备与制冷回路的其他部件的连接装置泄漏。防止任何气体通过制冷回路泄漏的完美密封是冰箱正常运行多年的必要条件。柔性管的制备也可从专利EP 918182已知，所述柔性管用于在空调系统中传送冷却剂。由该知识产权描述的结构由于设想第一内塑性材料层和外塑性材料层通过采用中间层结合，因此在任何情况下显得非常复杂。覆盖层设置在塑性材料管外部，由合成纤维构成，其又由另一个外套壳保护。这样的复杂结构使得上述欧洲知识产权中所述的管基本上不适于使用在热交换器内，所述热交换器必须在冷却流体和外部环境之间实现热自身的传送。另一方面，上面的欧洲专利中所述的管专用于运送这样的流体，并且不用于与环境进行热交换，热交换在不同的并且没有描述的结构中进行。后文还应注意的是，用于热交换器的塑性材料管已知用于与家用电器用制冷回路完全不同的应用。特别地，这样的热交换器设计用于汽车领域中的变化最多的应用。例如，已知根据专利US2007/(^89725和US5706864的热交换器。但是应注意的是，由于根据所指出的专利中的一个或另一个的装置的应用领域使其完全不适用于运送通常用于家用电器中的制冷气体，并且其也不适用于允许在其中循环的流体的液相和气相的情况下进行热交换，因此其不可能用于根据本发明的制冷回路中。 这些应用通常仅使用必须在与通常用于家用电器制冷回路中的流体完全不同的操作温度和压力下工作的流体。在该方面，由于本领域的技术人员会马上意识到与制冷材料的泄漏、不充分的热交换、管内流体不可能具有正确流速等相关的多种应用难题，因此不可能设想使用上述两个专利中所述的装置中的一个或另一个。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种没有上述缺陷的制冷回路和家用电器。在这样的技术任务中，本发明的目的是提供一种用于进行冷却的家用电器，其制备应具有高的操作灵活性。本发明的另一个目的是提供一种用于进行冷却的家用电器，其应以简单、廉价并且更环境友好的方式制造。本发明的再一个目的是提供一种用于进行冷却的家用电器，其应以更自动化并且因而更可靠的方式制造，特别关于上述的焊接操作，消除了目前用于将多个回路装置相互连接的手动焊接操作。本发明的又一个目的是在可能的情况下，组合用于多种制造制冷系统部件的材料 (目前为铜、铝和钢)，用相容的可回收而不需分离的塑性材料代替，以简化这些部件自身的存储方法。本发明还一个目的是提供一种用于进行冷却的家用电器，其应具有较小的质量和重量。本发明的再一个目的是提供一种用于进行冷却的家用电器，其应沿多个方向具有高柔性，特别是在小弯曲半径的情况下。在本说明书中后文将显而易见的这些和其他目的基本上通过分别具有权利要求1 和/或从属权利要求中的一个或多个所述的特征的用于进行冷却的家用电器实现。本发明源自以下知识当前制冷回路上的热交换过程的慢相不是通过热交换器管的厚度的热传导，而是通过空气和管自身表面之间的自然或强制对流(无霜)进行热交换。
到目前为止，用于家用电器的热交换器一直由金属材料(甚至非常昂贵的，例如铜)制成，以增强管的热传导性。相反，正是由于交换过程不是通过管的热传导能力产生， 因此本发明使用较不昂贵的可更好处理的而且具有较低热传导性的塑性材料。这适用于不大于1. 5mm的塑性管厚度，以改进一直被认为干预过程的慢相(管和空气之间的热交换)的回路的热交换，在使用波纹管表面的情况下增大交换表面，波纹管表面在相同直径的情况下使得管的每单位长度交换表面增大30-50%。
现在将通过根据本发明并且根据附图的非限制性示例示出用于制冷的家用电器的优选但是非限制性的实施例，附图中图1显示了根据本发明的特别是具有蒸发管类型的制冷回路的示意图；图2显示了根据本发明的家用电器的制冷回路的一部分的立体图；图3显示了可用于根据本发明和根据第一实施例的制冷回路中的管的局部侧视和局部剖视的视图；图3a显示了图3的管的截面的一种可能变型；图4显示了根据一个不同实施例的包括适于使管壁完全气密的双层塑性材料层的图3的细部的局部侧视和局部剖视的视图；图5和图6显示了用于根据本发明的回路中的毛细管的两种可能的截面；图7到图IOa显示了用于根据本发明的管中的加热装置的可能实施例的截面；图11-13显示了用于连接根据本发明的回路中使用的管部分的接头的不同实施例；图14和图15显示了根据本发明的毛细管和管之间的结合；图14a、14b和14c显示了毛细管和波纹管之间的结合的三种可能的实施例变型， 其通过共挤出获得或在任何情况下以连续方式结合来优化热交换和能量回收；图16显示了根据本发明的金属管和塑性管之间的结合；图17-19显示了用于根据本发明的回路中的塑性材料管的两个端部之间的结合；图20显示了波纹管和压缩机或其他光滑管或波纹管之间的结合的一种可能构形；图21a和21b显示了管和毛细管之间的两种可能的接合构形；图22是可用于根据本发明又一个实施例中的制冷回路中的管的局部侧视和局部剖视的视图，其使得波纹塑性管和连接到其的金属层之间的结合更容易；图23显示了图22中所示的管的壁截面的放大细部；和图M是图22和图23中的管的立体图；图25以剖视图显示了图22中的管的一个替代实施例；图沈显示了与前述附图相关的替代管的波纹形状，其具有内表面平直的凹部，以将由在管内流动的气体产生的噪声降到最低；和图27是图22中所示的管的又一个替代实施例的剖视图。
具体实施方式
根据图1的示意图，附图标记1总体表示制冷设备，其可以是例如冰箱、冰柜、深冷器、调节器或任何其他器件，其主要出于家用目的，适用于冷却封闭环境，特别是空间2，特别用于存储食品或用于调节起居室。设备1包括本发明的客体制冷回路3，其适用于进行热动力制冷循环，并且适于沿封闭路径按照图1中以“A”标示的前进方向传送冷却流体。制冷回路3通过冷却流体的液体-蒸气相变工作，并且包括压缩机4、冷凝器5、过滤器18、叠片装置6和蒸发器7以及其他适用于提高冷却循环效率的可任选装置。制冷回路3的详细操作超出本发明的内容，因此后文中不详细描述。蒸发器7限定了第一热交换器，其具有以下功能以热的形式从设备1的内部，特别是从空间2提取能量，并且将其传送到循环流经蒸发器7的冷却流体。空间2，其在冰箱的情况下通常用于存放食品，或在任何情况下用于存放易腐烂食品，由壁8界定，并且可从该设备的外部进入，例如通过一个或多个闭合端口进入。更详细地，蒸发器7包括管9，其从第一端9a延伸到第二端％，所述第一端9a可 (任选地通过其他管部分)连接到叠片装置6，所述第二端9b通常具有与叠片装置6换热的热交换器的功能，可任选地(也是可任选地通过其他管段)连接到压缩机4。管9用于传送冷却流体，并且允许热能(热)从空间2朝向在管9自身中循环的冷却流体传送。同样，冷凝器5包括盘管10，其从可连接到压缩机4的第一端IOa延伸到可连接到叠片装置6并且通常包含气体过滤元件18的第二端10b。盘管10用于传送冷却流体，并且允许热能从在盘管10自身中循环的冷却流体朝向其中放置设备的外部环境或朝向热源传送。除非在下面的描述中另外说明，由于较高的运行压力，盘管10可由类似于上述管 9但是具有更小直径的管构成，或作为替代形式，其可如目前市场上制冷回路中常见的，由金属管制成。根据现行规章，冷却流体属于HFC(氢氟烃)类、HC(烃)类或其混合物。优选地， 所用的冷却流体为例如异丁烷、R600a等脂肪族烃。根据图1中所示的构形，管9和盘管10都根据各自的弯曲路径(所述弯曲路径例如可形成180度偏转；但是可采取其他等同操作几何构形，如后文更好地说明)布置，以自身充分弯曲来采取适于获得有效热交换的紧凑构形。图2显示了蒸发器7的管9的实施例的一个示例，其应用于冰箱的(底部或中间支承)表面11，并且以线状模式示意性图示，以突出显示管9自身的盘绕路径。更详细地，管9内置于表面11的厚度中，以与其稳固连接， 但是作为替代形式，当然其也可设置在设备的壁内，埋入壁中。有利地，管9由合成材料制成，并且优选由塑性材料制成，以简化制备工艺，并且因此降低该回路的总重量。管9应具有至少四个特性其应使冷却流体和制冷系统之间能够进行适当的热交换，并且因此应具有限定的厚度；其应对其中流动的冷却流体不可渗透，以防止环境污染和回路制冷能力损失，并且其还应确保湿气/水不可渗透，以防止湿气/水渗透到制冷回路中 (并且因此凝结)；而且，管还应确保对于A和队(不可冷凝气体)具有不可渗透性；最后， 管的内表面应成形为使得在气体通过时不产生具有使用户烦恼的特性的声波。管9至少部分，优选全部，或至少在弯曲部由具有图3中示出类型的轮廓的波纹管限定。详细地，根据图3和4中示出的，在外部，优选也在内部，管9具有交替的突出部12和凹部13，其彼此交替来限定基本上呈波浪形的外轮廓。这有利地实现通过的冷却流体中湍流的增加，其使热交换进行得更有效。为了避免这样的湍流产生可由用户感受到的烦人的声波(噪声)，根据图沈中所示的形式研究了所述凹部13的表面，所述表面必须平直。不同的形状产生气穴现象，所述气穴现象产生非常激烈的噪声。优选地，用于蒸发器7的管9具有包括在6mm和14mm之间，优选在最佳范围8-1 Imm 内的最大外径“De-max”，而用于蒸发器的管9的长度根据所需的热交换，并且根据流动阻力，包括在8m和26m之间。相反，在冷凝器部分(第一热交换器幻中，制冷回路的最佳尺寸如下管的最大外径De-max包括在5_10mm范围内，优选地在6_8mm范围内。以上这些是因为流经冷凝器的冷却流体受到更高的压力(冷凝蒸气)，因而这要求管具有更小的横向尺寸。管长度根据所需的热交换和负荷损失包括在4_15mm范围内。除了确保所需的热交换，制冷回路的一个基本的特征是尽可能构成对于不同试剂不可渗透的屏障。下面是所述的试剂和通常的限制应用
权利要求
1.一种制冷回路(3)，用于家用电器，特别是例如冰箱、冰柜等用于进行冷却的家用电器，所述制冷回路包括至少一个第一热交换器(5)，其适用于与压缩机(4)形成流体连通，以允许冷却经过其的基本上处于液相的冷却流体；至少一个第二热交换器(7)，其与所述第一热交换器( 流体连通，并且在待冷却的空间(2)处起作用，所述第二热交换器(7)使得至少部分处于气相的冷却流体吸热，由此冷却所述空间O)，所述冷却流体从所述第一热交换器( 朝向第二热交换器( 循环，并且因而能导向到压缩机(4)，以进行后序循环；和优选的叠片装置(6)，其布置在所述第一热交换器( 和第二热交换器(7)之间，用以产生所述冷却流体的膨胀，所述第一热交换器( 和第二热交换器(7)中的至少一者包括至少一个柔性管(9)，其特征在于，所述管(9)的至少一部分具有波纹轮廓以赋予其柔性， 并且，从截面中看，所述管(9)具有至少一个塑性材料层(100)和至少一个包括金属材料的层(101)，金属层(101)与所述塑性材料层结合，所述金属材料适于构成防止湿气通过的阻隔层。
2.根据前述权利要求所述的制冷回路，其特征在于，所述管(9)包括至少一层涂层 (102)，其优选为由塑性材料构成，并且可能由可热缩的薄膜组成，用于保护和/或固定所述金属层(101)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的制冷回路，其特征在于，所述管(9)具有至少一个波纹轮廓，带有沿管的纵向延伸长度的波纹螺旋走向。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制冷回路，其特征在于，在截面中看，所述管的波纹轮廓包括交替的突出部(1 和凹部(13)，所述凹部(1 具有至少一个平直部(45)，所述平直部具有优选基本上平行于所述管(9)的轴线L的走向。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制冷回路，其特征在于，所述管(9)还包括约束层(103)，其优选为粘合剂材料层，介于所述塑性层(100)和金属材料层(101)之间，以实现所述两层(100，101)的相互约束。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制冷回路，其特征在于，所述塑性材料层(100) 为具有用于保持管(9)的形状的结构功能的层，所述塑性材料层(100)优选由热塑性材料制成，更优选由聚酰胺，例如1 6-6制成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制冷回路，其特征在于，所述涂层(10 完全覆盖所述金属层(101)，具有粘附和化学保护所述金属层的功能。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制冷回路，其特征在于，所述层(101)是柔性的， 不具有结构支撑功能，并且优选包括单层金属薄膜，或多层薄膜，所述多层薄膜包括一层或多层金属薄膜，所述一层或多层金属薄膜结合到或不结合到适于保持变形形状的例如纸材料的材料层。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制冷回路，其特征在于，所述金属层101由在各自边缘处在所述管(9)的纵向截面中彼此重叠的2个或多个金属带状元件IOla和IOlb组成，优选地，所述金属层(101)或带状元件(101a和IOlb)之前进行处理，以具有在上表面和下表面中的一个或两个上为粘性的一层材料层。
10.一种用于制冷回路的管，所述制冷回路用于家用电器，特别是例如冰箱、冰柜等用于进行冷却的家用电器，其特征在于，所述管为柔性管，并且包括至少一个具有能够赋予其柔性的波纹轮廓的层，并且，在截面中，所述管(9)具有至少一个塑性材料层(100)和至少一个包括金属材料的层(101)，所述至少一个包括金属材料的层(101)与所述塑性材料层结合，所述层(101)适于构成防止湿气通过的阻隔层。
11.一种用于制备家用电器制冷回路所用的管的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤挤出塑性材料管，所述挤出步骤优选包括共挤出塑性材料层(100)和可能的由用作粘合剂的粘合材料构成的上覆层(10 的步骤；将所述管的至少一部分形成波纹，优选所述形成波纹步骤为具有沿管延伸长度的波纹螺旋走向的形成波纹步骤，更优选挤出和形成波纹步骤同时进行；在波纹管上设置包括金属材料的层(101)，所述包括金属材料的层(101)适于构成防止湿气通过的阻隔层。
12.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，还包括上覆挤出涂层(10 的步骤， 所述涂层(102)优选由塑性材料构成，用于保护/固定包括至少一个金属材料薄膜的层 (101)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述包括金属材料的层(101)在挤出过程中被插入待形成波纹的塑性管(100)中，并且通过设置在波纹成形机内部或紧接其后的流体或机械系统使所述包括金属材料的层(101)附着到内壁，以使它遵循管自身的波纹形状，所述包括金属材料的层(101)优选在要结合到所述管的表面上具有粘合剂层 (103)。
14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述金属材料层(101)在其与流体接触的内表面处涂覆有之前获得的塑性涂层(102)。
15.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，将具有适当强度的电流和电势差提供到所述金属薄膜，以将所述薄膜加热到不超过形成所述管的塑性材料的熔化温度但是足够使形成在所述管上的冰在要求时间段内融化的温度。
16.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述形成波纹步骤包括以下子步骤 使所述凹部(1 变平，以在管内部限定具有平直走向的内表面，从而防止由在所述管内部流动的气体产生噪声。
全文摘要
一种用于家用电器的制冷回路(3)，包括压缩机(4)，其适用于压缩预定的冷却流体，并且允许其在所述回路(3)中循环；第一热交换器(5)或冷凝器，其与所述压缩机(4)流体连通，以使经过其的冷却流体冷却并且因此冷凝；和第二热交换器(7)或蒸发器，其与所述第一热交换器(5)通过回路流体连通，具有适用于降低所述冷却流体压力的特定装置(6)，并且在待冷却的空间(2)处(通常在冰箱内部)起作用。所述第二热交换器(7)使得冷却流体通过吸热蒸发，因而冷却所述空间(2)，并且通过管(17)返回到所述压缩机(4)。所述冷却流体从所述压缩机(4)朝向所述第一热交换器(5)，从所述第一热交换器朝向所述第二热交换器(7)循环，然后返回到所述压缩机(4)进行后序循环。所述热交换器(5，7)中的至少一个包括塑性管(9)，其至少一部分具有赋予其柔性和/或增大热交换表面的波纹轮廓。在截面中看，所述管具有塑性材料结构层(100)和包括金属材料薄膜的层(101)，成形为保持所述管的柔性，所述包括金属材料薄膜的层适于构成防止湿气和气体通过的阻隔层。
文档编号F28F1/08GK102265102SQ200980152283
公开日2011年11月30日 申请日期2009年11月10日 优先权日2008年11月17日
发明者C·D·卡塔尔多, P·奇塔蒂尼 申请人:伊尔皮亚工业股份公司