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CN115854602A - 具有毛细管的热泵以及包括热泵的家用器具 - Google Patents

具有毛细管的热泵以及包括热泵的家用器具 Download PDF

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CN115854602A
CN115854602A CN202211150311.7A CN202211150311A CN115854602A CN 115854602 A CN115854602 A CN 115854602A CN 202211150311 A CN202211150311 A CN 202211150311A CN 115854602 A CN115854602 A CN 115854602A
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E·希门尼斯鲁伊斯
R·罗伊特吉阿塞多
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BSH Hausgeraete GmbH
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Abstract

本发明涉及一种热泵，包括蒸发器(1)、冷凝器、用于驱动和压缩制冷剂流的压缩机、用于使制冷剂流膨胀的毛细管(2)、以及用于使制冷剂流依次循环通过压缩机、冷凝器、过滤器(14)、毛细管(2)、蒸发器(1)和压缩机的制冷剂通道(3)，所述毛细管(2)与所述蒸发器(1)以气密且液密的方式连接，使得所述毛细管(2)的第一端部(4)伸入所述蒸发器(1)，其中，所述毛细管(2)是在其第一端部(4)和/或在其第二端部(8)具有侧向开口(6、7)的圆柱形管(5)。本发明还涉及一种包括所述热泵的家用器具。

Description

具有毛细管的热泵以及包括热泵的家用器具
技术领域
本发明涉及具有毛细管的热泵和包括该热泵的家用器具。特别地，本发明涉及一种热泵，其包括蒸发器、冷凝器、用于驱动和压缩制冷剂流的压缩机、用于使制冷剂流膨胀的毛细管、以及用于使制冷剂流依次循环通过压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管、蒸发器和压缩机的制冷剂通道，其中，毛细管以气密且液密的方式连接到蒸发器，使得毛细管的第一端部伸入蒸发器；以及一种包括热泵的家用器具。
背景技术
热泵用于各种技术领域。热泵是一种设备，它从温度较低的储藏、例如环境中获取热能，并将其与驱动能量一起作为有用的热量传递给待用较高温度加热的系统。这种类型的热泵可以用于例如加热器、干衣机、洗衣干衣机、洗衣机和洗碗机。热泵也可用于冷却、例如在冰箱或空调中。技术工作通常通过电能产生。希望减少电能的消耗，从而提高热泵的能量效率。另一个目的是降低热泵的制造成本。例如，当在干衣机和洗衣干衣机中使用热泵时，还应减少干燥时间。实现这些目标的一种已知方法是减小输送热泵回路的制冷剂的管道的直径。通过减小热交换管的直径，可以提高能量效率。此外，减小管径可以节省材料，从而降低热泵的制造成本。然而，其缺点是随着减小管的直径，管的压力损失或压降却增大。
带有热泵的干衣机和洗衣干衣机通常使用毛细管或调节膨胀阀作为节流阀。毛细管必须具有相应大的长度，以便能够在冷凝器和蒸发器之间产生足够高的压力差。
毛细管的直径明显小于蒸发器的管的直径是不利的，但是这两个元件必须以液密或气密的方式彼此连接，以闭合热泵的制冷剂回路。毛细管和蒸发器的管通常都用铜管，这样毛细管的端部可以插入蒸发器的管的端部，蒸发器的管的端部可以通过重新成形卷曲围绕毛细管的端部来建立这种连接。这种连接通常也是钎焊的。
然而，由于重新成形的不确定结果会使焊接更加困难，因此在这些点处可能会比较频繁地出现漏焊点，因此毛细管的端部与蒸发器的管之间就可能没有建立可靠的气密连接和液密连接。
为避免这种情况，此时可使用适配器件，该适配器件可形成毛细管的端部和蒸发器的管的相应直径之间的过渡。适配器件可具有开口，该开口对应于毛细管的端部和蒸发器的管的端部的直径之一。从毛细管的端部到适配器件以及从适配器件到蒸发器的管的端部的过渡必须钎焊，但这可以在不重新成形的情况下完成，因此更明确和更安全，泄漏的风险在这些钎焊点页可以减少。然而，这需要适配器件的额外材料和制造成本以及钎焊点的数量增加。
毛细管和蒸发器之间的连接目前使用毛细管适配器。另一方面，已知将毛细管直接连接到蒸发器的弯头，而不是使用毛细管适配器。然而，在这种情况下，会发生制冷剂流动的阻塞。例如，在组装过程中，可能会出现毛细管被引入过多的情况。然后毛细管的第一端部可能接触弯头的内壁，从而阻塞制冷剂的正确流动。
文件DE102017109065B4公开了一种用于将热泵的冷凝器气密且液密地连接到热泵的蒸发器的连接系统，蒸发器具有至少两个制冷剂通道，该系统具有毛细管并具有以气密且液密的方式连接到毛细管的连接元件，该连接元件具有至少一个第一管元件，该第一管元件设计用于连接到蒸发器的第一制冷剂通道，以及至少一个第二管元件，其设计用于连接到蒸发器的第二制冷剂通道，毛细管具有用于使制冷剂进入连接元件的通道，毛细管的通道具有至少一个第一出口和至少一个第二出口，它们布置在连接元件内。所述文件还公开了一种热泵，其具有冷凝器、具有至少两个制冷剂通道的蒸发器以及至少一个上述连接系统，该连接系统以气密且液密的方式将冷凝器连接到蒸发器。
发明内容
鉴于这种情况，本发明的目的是提供一种改进的热泵，该热泵不造成制冷剂流动的阻塞并且可以在改进的组装过程中制造。
根据本发明，该目的通过根据各个独立权利要求的热泵、用于制造热泵的方法和家用器具来实现。热泵和方法的优选实施例在相应的从属权利要求中限定，方法和家用电器的优选实施例对应于热泵的优选实施例，反之亦然，即使本文其它地方没有明确说明。
因此，本发明涉及一种热泵，包括蒸发器、冷凝器、用于驱动和压缩制冷剂流的压缩机、用于使制冷剂流膨胀的毛细管、以及用于使制冷剂流依次循环通过压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管、蒸发器和压缩机的制冷剂通道，毛细管以气密且液密的方式连接到蒸发器，使得毛细管的第一端部伸入蒸发器，其中，毛细管是在其第一端部和/或在其第二端部具有侧向开口的圆柱形管。
在热泵的一个优选实施例中，侧向开口可以通过相应地切割毛细管的第一端部和/或第二端部来获得。毛细管的端部的切口可以通过许多方法获得，例如通过冲压、水射流、激光修整或切割片获得。此外，可以穿过整个截面进行切割、即贯穿整个毛细管直径，或仅穿过它的一部分。
在热泵的一个优选实施例中，切割通过冲压、水射流、激光修整或切割片来执行。
此外，如上所述，在热泵的一个优选实施例中，侧向开口延伸过毛细管的整个内截面Acs。
在本发明的热泵的另一个实施例中，侧向开口延伸过毛细管的内截面Acs的一部分。
通过适当使用上述的切割装置，可以获得所需的侧向开口形状。
此外，优选地，侧向开口的表面积Acut≥毛细管的内截面面积Acs。在本发明的热泵中，Acut与Acs的比值优选在1至3的范围内。
此外，在本发明的热泵中，毛细管优选伸入蒸发器的弯头中。
优选地，热泵包含过滤器。在热泵的一个优选实施例中，毛细管的第二端部面向用于制冷剂的过滤器的过滤网。在这点上，优选地，热泵的毛细管的面向过滤网的第二端部具有侧向开口，其开口面积Acut 2≥毛细管的内截面面积Acs。
在热泵的一个优选实施例中，毛细管的第一端部还具有开口面积Acut 1，该开口面积Acut 1≥毛细管的内截面面积Acs。
在本发明中可以使用多种制冷剂、例如丙烷，它在热泵技术领域也被称为R290。
热泵的毛细管优选地包含铜或由铜制成。
本发明还涉及一种制造热泵的方法，该热泵包括蒸发器、冷凝器、用于驱动和压缩制冷剂流的压缩机、用于使制冷剂流膨胀的毛细管、以及用于使制冷剂依次循环经过压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管、蒸发器和压缩机的制冷剂通道，毛细管以气密且液密的方式连接到蒸发器，使得毛细管的第一端部伸入所述蒸发器，其中，所述毛细管是在其第一端部和/或在其第二端部具有开口的圆柱形管，该方法包括步骤
(a)提供毛细管；以及
(b)切割毛细管的第一端部和/或第二端部。
在一种优选的方法中，步骤(b)中的切割通过冲压、水射流、激光修整或切割片进行。
在本发明中，所述毛细管的至少一端具有侧向开口。毛细管的第一端部和第二端部也可以分别称为第一边缘和第二边缘。
开口可以存在于毛细管的整个表面、毛细管的第一端部和/或第二端部。
在本发明中，通常在毛细管的端部的边缘进行侧向切割。优选地，侧向开口具有至少等于毛细管内截面的表面。因此，在毛细管的端部的边缘接触另一表面的情况下，至少一个毛细管内截面是敞开的以允许制冷剂流动。
在一个优选实施例中，切口实施在毛细管的两端，即用于直接连接到热泵中使用的蒸发器的弯头，以及用于毛细管的另一端、即第二端部，在第二端部处通常具有包含过滤网的过滤器。也就是，同样在过滤器的情况下，如果毛细管伸入过多，毛细管的端部会接触到内部过滤网并且会阻塞制冷剂的流动。
本发明最终涉及一种包括根据前述实施例中任一项所述的热泵的家用器具。
本发明的家用器具优选地体现为用于衣物的干衣机、结合了洗涤衣物的功能和烘干功能的洗衣干衣机。另一个实施例是通过应用热泵回路来执行餐具干燥的洗碗机。在干衣机或洗衣干衣机中，干燥室通常是可旋转的滚筒。
根据本发明的另一方面，蒸发器通过材料连接、优选通过胶合、焊接、硬钎焊或软钎焊、特别优选通过硬钎焊以气密且液密的方式与毛细管连接。
本发明具有多个优点。可以显著改善热泵的制造。可以通过应用简单、廉价和快速组装的方式来实现制造。由于不需要注意伸入的毛细管的长度，因此可以减少组装过程中的定位时间。毛细管可以以简单且廉价的方式生产。
附图说明
本发明的其它细节将参考以下附图从具体实施例的随后描述中示出，其中，
图1是热泵的连接有毛细管的蒸发器(弯头)的一部分的立体图；
图2是图1所示部分的竖直剖面的放大立体图；
图3是图2所示剖面的前视图；
图4是在安装有毛细管的热泵的实施例中使用的过滤器的立体图；
图5示出了剖切图4所示过滤器的立体图，其中可以看到被毛细管接触的过滤网；
图6示出了剖切图4所示过滤器的前视图，其中可以看到过滤网被毛细管接触，毛细管在其第二端部具有侧向开口；
图7示出了毛细管，在毛细管的端部具有侧向开口，该侧向开口贯穿毛细管的整个截面；
图8示出了毛细管，在毛细管的端部具有侧向开口，该侧向开口穿过毛细管的部分截面；
图9示出了毛细管和切割片，该切割片定位在此处以在毛细管的端部处为毛细管提供侧向开口，该侧向开口贯穿该毛细管的整个截面；以及
图10示出了毛细管和切割片，该切割片定位在此处以在毛细管的端部处为毛细管提供侧向开口，该侧向开口贯穿该毛细管的部分截面。
具体实施方式
图1示出了热泵的蒸发器1的一部分的立体图，毛细管2连接到该蒸发器1。毛细管2连接到蒸发器的弯头18。3表示毛细管2内的制冷剂通道。
图2示出了图1所示部分的竖直剖切的放大立体图。附图标记与图1具有相同的含义。在这里可以更清楚地看到制冷剂通道3。
图3示出了图2所示剖面的前视图。附图标记与图1的含义相同。
图4示出了在热泵的实施例中使用的过滤器14的立体图，毛细管2附接到热泵上。
图5示出了剖切图4所示过滤器14的立体图，其中可以看到被毛细管2接触的过滤网13。
图6示出了剖切图4所示过滤器14的前视图，其中可以看到过滤网13被毛细管2接触，毛细管2在其第二端部8处具有侧向开口7。
图7示出了毛细管2，在毛细管2的端部4、8处具有侧向开口，该侧向开口贯穿毛细管2的整个截面。
图8示出了毛细管2，在毛细管2的端部4、8处具有侧向开口，该侧向开口穿过毛细管2的部分截面；
图9示出了毛细管2和切割片15，切割片15定位在此处以在毛细管2的端部4、8处为毛细管2提供侧向开口，该侧向开口贯穿毛细管2的整个截面；以及
图10示出了毛细管2和切割片15，切割片15定位在此处以在毛细管2的端部4、8处为毛细管2提供侧向开口，该侧向开口穿过毛细管的部分截面。
附图标记列表
1 蒸发器
2 毛细管
3 制冷剂通道
4 毛细管的第一端部
5 圆柱管
6 毛细管的第一端部的侧向开口
7 毛细管的第二端部的侧向开口
8 毛细管的第二端部
9 毛细管内截面面积Acs
10 开口延伸过的毛细管内截面Acs的一部分
11 毛细管的第一端部的开口的表面积Acut 1
12 毛细管的第二端部的开口的表面积Acut 2
13 过滤网
14 过滤器
15 切割片
16 贯穿整个毛细管的侧向开口
17 穿过部分毛细管的侧向开口
18 蒸发器的弯头。

Claims (15)

1.一种热泵，包括蒸发器(1)、冷凝器、用于驱动和压缩制冷剂流的压缩机、用于使制冷剂流膨胀的毛细管(2)、以及用于使制冷剂流依次循环通过压缩机、冷凝器、过滤器(14)、毛细管(2)、蒸发器(1)和压缩机的制冷剂通道(3)，所述毛细管(2)与所述蒸发器(1)以气密且液密的方式连接，使得所述毛细管(2)的第一端部(4)伸入所述蒸发器(1)，其特征在于，所述毛细管(2)是在其第一端部(4)和/或在其第二端部(8)具有侧向开口(6、7)的圆柱形管(5)。
2.根据权利要求1所述的热泵，其中，通过切割所述毛细管(2)的第一端部(4)和/或第二端部(8)能够获得所述侧向开口(6、7)。
3.根据权利要求1或2所述的热泵，其中，所述切割通过冲压、水射流、激光修整或切割片来进行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热泵，其中，所述侧向开口(6、7)延伸过所述毛细管(2)的整个内截面Acs(9)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的热泵，其中，所述侧向开口(6、7)延伸过所述毛细管(2)的内截面Acs(9)的一部分(10)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的热泵，其中，所述侧向开口(6、7)的表面积Acut(11、12)≥所述毛细管(2)的内截面面积Acs(9)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的热泵，其中，所述Acut(11、12)与所述Acs(9)的比率在1至3的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的热泵，其中，所述毛细管(2)伸入所述蒸发器(1)的弯头(18)中。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的热泵，其中，所述毛细管(2)的第二端部(8)面向用于制冷剂的过滤器(14)的过滤网(13)。
10.根据权利要求9所述的热泵，其中，所述毛细管(2)的面向所述过滤网(13)的第二端部(8)具有开口(7)，所述开口(7)的开口面积Acut 2≥所述毛细管(2)的内截面面积Acs。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的热泵，其中，所述毛细管(2)的面向过滤网(13)的第一端部(4)具有开口(6)，所述开口(6)的开口面积Acut 1≥所述毛细管(2)的内截面面积Acs。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的热泵，其中，所述毛细管(2)包含铜或由铜制成。
13.一种制造热泵的方法，所述热泵包括蒸发器(1)、冷凝器、用于驱动和压缩制冷剂流的压缩机、用于使制冷剂流膨胀的毛细管(2)、以及用于使制冷剂流依次循环通过压缩机、冷凝器、过滤器(14)、毛细管(2)、蒸发器(1)和压缩机的制冷剂通道(3)，所述毛细管(2)与所述蒸发器(1)以气密且液密的方式连接，使得所述毛细管(2)的第一端部(4)伸入所述蒸发器(1)，其中，所述毛细管(2)是在其第一端部(4)和/或在其第二端部(8)具有侧向开口(6、7)的圆柱形管(5)，所述方法包括以下步骤
(a)提供毛细管(2)；以及
(b)切割所述毛细管(2)的第一端部(4)和/或第二端部(8)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，步骤(b)的切割通过冲压、水射流、激光修整或切割片进行。
15.一种家用器具，包括根据权利要求1至12中任一项所述的热泵。
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