ES2399016B1 - Aparato refrigerador - Google Patents
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Abstract
Aparato refrigerador que comprende al menos un recinto de refrigeración (2), el cual dispone de una cavidad interior (3) que es enfriada por un flujo de aire frío (5), durante el funcionamiento del aparato refrigerador (1), que pasa por un canal de refrigeración (4) del recinto de refrigeración (2), y al menos una sección de pared (6) dispuesta en el recinto de refrigeración (2), que impide la salida del flujo de aire frío (5) a la cavidad interior (3), produci�ndose una transmisión de energía térmica (7) desde la cavidad interior (3) al flujo de aire frío (5) a través de la sección de pared (6), en donde el aparato refrigerador (1) comprende al menos un ventilador (8) alojado en la cavidad interior (3), provocando que la transmisión de energía térmica (7) se realice mediante una circulación de flujo de aire forzado (9).
Description
Aparato refrigerador.
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se relaciona con aparatos refrigeradores, en particular con aparatos refrigeradores domésticos con recintos con diferentes temperaturas.
ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA
Son conocidos en el estado de la técnica aparatos refrigeradores con un recinto de congelación y al menos un recinto de refrigeración con diferentes temperaturas, con al menos una unidad evaporador-ventilador y conducciones que permiten dirigir flujos de aire enfriado a los diferentes recintos, y su retorno confluyendo en dicha unidad. La humedad del aire recogida en el recinto de refrigeración produce depósitos de hielo, y es necesario realizar frecuentes ciclos de descongelado; por el mismo proceso los alimentos se secan rápidamente.
La solicitud de patente WO2010139535 describe un aparato refrigerador que comprende un recinto de refrigeración, cuya cavidad interior se enfría con aire frío, durante el funcionamiento del frigorífico, que pasa por un canal frigorífico del recinto de refrigeración, el cual impide una salida de aire frío a dicho recinto de refrigeración, disponiendo de al menos una sección de pared que limita con la cavidad interior del recinto de refrigeración, a través de la cual se transmite la energía térmica desde la cavidad interior del recinto de refrigeración al canal frigorífico.
De esta forma se impide la entrada de aire frío en el recinto de refrigeración, la humedad es superior a la del flujo de aire frio, y los alimentos apenas se secan. Al estar ubicado el evaporador del aparato refrigerador en un canal separado del recinto de refrigeración, estar� expuesto a una baja humedad y de esta manera tendr� menos ciclos de descongelado.
EXPOSICI�N DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención es el de proporcionar un aparato refrigerador, según se define en las reivindicaciones.
El aparato refrigerador de la invención comprende al menos un recinto de refrigeración que dispone de una cavidad interior que es enfriada por un flujo de aire frío, durante el funcionamiento de dicho aparato refrigerador, pasando dicho flujo de aire frío por un canal de refrigeración del recinto de refrigeración. Comprende al menos una sección de pared dispuesta en el recinto de refrigeración, que impide la salida del flujo de aire frío a la cavidad interior, produci�ndose una transmisión de energía térmica desde la cavidad interior al flujo de aire frío a través de la sección de pared. El aparato refrigerador comprende además un ventilador, alojado en la cavidad interior, provocando que la transmisión de energía térmica se realice mediante una circulación de flujo de aire forzado.
Con el aparato de refrigeración de la invención, además de reducir el número de ciclos de descongelado del aparato refrigerador y evitar que los alimentos se resequen en el recinto de refrigeración, se obtiene una distribución de la temperatura y humedad en el recinto de refrigeración más uniforme debido a la circulación de aire forzado a lo largo de la sección de pared. Además la eficiencia del aparato refrigerador mejora, pues con el aire forzado se consigue una transmisión energética mayor, se extraen más calorías del recinto de refrigeración y se consigue el mismo efecto que con un intercambiador de mayor tamaño que funcione por convecci�n natural.
Estas y otras ventajas y características de la invención se har�n evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.
DESCRIPCI�N DE LOS DIBUJOS
La Fig. 1 muestra una vista lateral y representada en sección de una realización de un aparato refrigerador de la invención con dos recintos de refrigeración y un recinto de congelación.
La Fig. 2 muestra una vista lateral y representada en sección de otra realización de un aparato refrigerador de la invención con un recinto de refrigeración y un recinto de congelación.
La Fig. 3 muestra una vista en perspectiva de la parte frontal interior del aparato refrigerador de la Fig. 1, con el flujo de aire frio en los recintos de refrigeración y en el recinto de congelación.
La Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de la parte trasera interior del aparato refrigerador de la Fig. 1, con el flujo de aire frio en los recintos de refrigeración y en el recinto de congelación.
EXPOSICI�N DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En la Figura 1 se muestra una vista lateral y representada en sección de una realización de un aparato refrigerador 1 de la invención. En dicha realización el aparato refrigerador 1 comprende dos recintos de refrigeración 2, cerrado cada uno de ellos con una puerta 17, y un recinto de congelación 23 cerrado con una puerta 34, dichos recintos con diferentes
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temperaturas, en donde cada recinto de refrigeración 2, dispone de una cavidad interior 3, y el recinto de congelación 23 dispone de una cavidad interior 24. La cavidad interior 3, del recinto de refrigeración 2, es enfriada por un flujo de aire frío 5, durante el funcionamiento del aparato refrigerador 1, que pasa por un canal de refrigeración 4 comprendido en el recinto de refrigeración 2.
En la Figura 2 se muestra una vista lateral y representada en sección de otra realización de un aparato refrigerador 1 de la invención con un recinto de refrigeración 2, cerrado con una puerta 17, y un recinto de congelación 23 cerrado con una puerta 34. De la misma forma que en la realización mostrada en la Figura 1, los recintos tienen diferentes temperaturas, disponiendo el recinto de refrigeración 2 de una cavidad interior 3, y el recinto de congelación 23 de una cavidad interior 24. La cavidad interior 3 del recinto de refrigeración 2 es enfriada por un flujo de aire frío 5, durante el funcionamiento del aparato refrigerador 1, que pasa por un canal de refrigeración 4 del recinto de refrigeración 2.
El aparato refrigerador 1 comprende también al menos una sección de pared 6 que est� dispuesta en el recinto de refrigeración 2, la cual impide la salida del flujo de aire frío 5 a la cavidad interior 3, produci�ndose una transmisión de energía térmica 7 desde la cavidad interior 3, más caliente, al flujo de aire frío 5 a través de la sección de pared 6. El aparato refrigerador 1 comprende además un ventilador 8, alojado en la cavidad interior 3, el cual mueve el aire de dicha cavidad, provocando que la transmisión de energía térmica 7 se realice mediante una circulación de flujo de aire forzado 9, y no por convecci�n natural.
Se consigue de esta forma impedir la entrada de aire frío en el recinto de refrigeración 2, y por tanto que los alimentos en dicho recinto se sequen. Si el aire frio se pone en contacto con los alimentos, absorbe la humedad de éstos, se va calentando, y arrastra dicha humedad al evaporador del aparato refrigerador, donde se realiza el intercambio de energía térmica y produce el fenómeno conocido de la escarcha. En el aparato refrigerador 1 de la invención, la cavidad interior 3 del recinto de refrigeración 2 est� separada del flujo de aire frio 5, y por tanto el aire en dicha cavidad interior se mantiene con una humedad alta, y de esta forma los alimentos conservados en la misma tienen una mayor humedad, y mantienen mejor y durante más tiempo sus características.
En cualquiera de las realizaciones de la invención mostradas en las Figuras 1 y 2, el recinto de refrigeración 2 comprende además una lámina 19 dispuesta en la cavidad interior 3 frente a la sección de pared 6, de esta forma dividiendo la cavidad interior 3 entre un depósito interior 20 donde se almacenan los alimentos para su refrigeración, y una cámara 21 por donde circula el flujo de aire forzado 9. Esta lámina 19 es de plástico en este modo de realización, y comprende una pluralidad de orificios 22 que permiten la circulación del flujo de aire forzado 9 entre la cámara 21 y el depósito interior 20, obteniendo de esta forma un flujo uniformemente distribuido de aire en el depósito 20 donde se encuentran los alimentos, y del mismo modo se consigue una distribución uniforme de la temperatura y consecuentemente de la humedad.
Es conocida la relación que existe entre la humedad relativa de una masa de aire y la temperatura a que est� sometida dicha masa de aire, que es sustancialmente proporcional. Esta humedad relativa, que es la humedad que contiene una masa de aire en relación con la máxima humedad absoluta que podría admitir sin producirse condensación, manteniendo las mismas condiciones de temperatura y presión, refleja adecuadamente la capacidad del aire de admitir más o menos vapor de agua. Por tanto conociendo que la cantidad máxima de humedad en el aire de un recinto depende de la temperatura del mismo, controlando la temperatura de dicho recinto se controla la humedad en el mismo.
En el aparato refrigerador 1 de la invención, la sección de pared 6 dispone de un lado 35 en contacto con el flujo de aire frío 5 que pasa por el canal de refrigeración 4, y otro lado 36 en contacto con la cavidad interior 3 del recinto de refrigeración 2. El lado 35 se enfría en su contacto con el flujo de aire frío 5, y progresivamente se va enfriando toda la sección de pared 6, almacen�ndose el frio en ella, enfri�ndose finalmente el lado 36. Existe de esta forma un gradiente de temperatura entre los dos lados de la sección de pared 6, siendo menor la temperatura en el lado del canal de refrigeración 4 y mayor en el lado de la cavidad interior 3, produci�ndose un intercambio de energía térmica 7 entre el lado 36 de la sección de pared 6 y dicha cavidad 3, comport�ndose dicha sección de pared 6 como un intercambiador secundario. De este modo controlando las temperaturas en cada lado de la sección de pared 6 se controla la temperatura en el recinto de refrigeración 2, y con ello la humedad del mismo, y por tanto la humedad de los alimentos conservados en él.
Una forma de controlar la temperatura del aire circulante en el recinto de refrigeración 2 o aire secundario, es disponiendo un motor de velocidad variable 10 en el ventilador 8, como se muestra en la Figura 3, que permite variar el caudal del flujo de aire forzado 9. Cuanta mayor cantidad de aire pase por el lado 36 de la sección de pared 6 procedente del recinto de refrigeración 2, más masa de aire corresponde para el mismo gradiente de temperatura entre los lados 35 y 36, y mayor ser� la temperatura del aire que pasa por el lado 36 de la sección de pared 6 y sale hacia el recinto de refrigeración 2, y viceversa. Por lo tanto se controla la temperatura del recinto de refrigeración 2, y de esta forma la humedad en el mismo, con la variación del caudal del flujo de aire forzado 9.
Otra forma de controlar la temperatura del aire circulante en el recinto de refrigeración 2 o aire secundario, es disponiendo un equipo de regulaci�n 11 del flujo de aire frio 5, como se muestra en las Figuras 3 y 4, ubicado en la entrada del canal de refrigeración 4 al recinto de refrigeración 2, que permite variar el caudal del flujo de aire frio 5. En función de la temperatura del recinto de refrigeración 2 y de la temperatura de consigna definida, el equipo de regulaci�n
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de flujo de aire 11 est� en posición abierta o cerrada durante el tiempo necesario hasta alcanzar la temperatura umbral correspondiente a la temperatura de consigna definida. Cuanta mayor cantidad de aire pase por el lado 35 de la sección de pared 6, la temperatura en dicho lado ser� menor, la sección de pared 6 se enfría más, y el lado 36 de dicha sección 6 estar� más fría. De esta forma el flujo de aire forzado 9 que pasa por el lado 36 de la sección de pared 6 y sale hacia el recinto de refrigeración 2 est� más frio, y viceversa. Por lo tanto se controla la temperatura del recinto de refrigeración 2, y de esta forma la humedad en el mismo, con la variación del caudal del flujo de aire frio 5 que pasa por el canal de refrigeración 4.
Una tercera forma de controlar la temperatura del aire circulante en el recinto de refrigeración 2 o aire secundario, es combinando las dos formas anteriores, actuando de forma combinada el motor de velocidad variable 10 del ventilador 8, y el equipo de regulaci�n 11 en la entrada del canal de refrigeración 4 al recinto de refrigeración 2.
De esta forma se consigue controlar la humedad en el recinto de refrigeración 2 mediante el control de la temperatura en dicho recinto, y además se consigue con el flujo de aire forzado 9 que mejore la eficiencia de enfriamiento en dicho recinto, as� como una distribución uniforme de la temperatura y humedad en el mismo.
En la Figura 1 se observa la sección de pared 6 que est� dispuesta en el recinto de refrigeración 2, e impide la salida del flujo de aire frío 5 a la cavidad interior 3, permitiendo una transmisión de energía térmica 7 desde la cavidad interior 3, más caliente, al flujo de aire frío 5. En un modo de realización dicha sección de pared 6 es al menos una lámina de material con buena conductividad térmica, que puede ser aluminio o una aleación de aluminio, materiales que permiten el almacenamiento de frio, y la transmisión de la energía térmica 7. El flujo de aire forzado 9 que circula por el recinto de refrigeración 2, est� más caliente que el lado 36 de la sección de pared 6, absorbiendo dicho calor la sección de pared 6 y transmitiéndolo a través de la misma al flujo de aire frío 5, enfriando de esta forma el aire en el recinto de refrigeración
2.
En otro modo de realización dicha sección de pared 6 es al menos una placa, formada como un s�ndwich, que est� formada en su interior por un material de cambio de fase (PCM), rodeado por láminas exteriores de material con buena conductividad térmica, que puede ser aluminio o una aleación de aluminio. El material de cambio de fase (PCM) tiene la característica de que tiene una alta inercia térmica, tardando mucho en calentarse o enfriarse, de forma que para pasar de estado sólido a líquido o viceversa, debe adquirir o liberar una cierta cantidad de energía conocida como calor latente de cambio de fase, que lleva una cierta cantidad de tiempo. Esta es la característica que se aprovecha en este material, de forma que cuando el material de cambio de fase (PCM) se ha solidificado mediante el flujo de aire frio 5, el cambio de fase sólida a líquida se realiza absorbiendo la energía necesaria del aire del recinto de refrigeración 2, permitiendo su enfriamiento.
La cavidad interior 3 del recinto de refrigeración 2 del aparato refrigerador 1, comprende un contorno 14 que la rodea, separándola del aislamiento térmico 37 y del exterior. La sección de pared 6 que est� dispuesta en dicha cavidad interior 3, limita un espacio 15 con el contorno 14, formando el canal de refrigeración 4, al menos por secciones. La cavidad interior 3 est� fabricada por embutici�n y en el mismo proceso se ha conformado el espacio 15.
La Figura 3 muestra una vista en perspectiva de la parte frontal interior del aparato refrigerador de la Figura 1, con el flujo de aire frio en los recintos de refrigeración y en el recinto de congelación. En la realización de la invención que se muestra en las Figuras 1 y 3, el contorno 14 comprende una pared de fondo 16 frente a la puerta 17 del recinto de refrigeración 2. La sección de pared 6 est� situada frente a dicha pared de fondo 16 y limita con ella el espacio 15 en el cual se extiende el canal de refrigeración 4.
En la realización que se muestra en la Figura 2, la sección de pared 6 es al menos un canal hueco cerrado en cuyo interior se forma el canal de refrigeración 4, siendo las paredes del canal una lámina de material con buena conductividad térmica, que puede ser aluminio o una aleación de aluminio, o siendo las paredes del canal una placa, formada como un s�ndwich, que est� formada en su interior por un material de cambio de fase (PCM), rodeado por láminas exteriores de material con buena conductividad térmica, que puede ser aluminio o una aleación de aluminio. Estos materiales permiten el almacenamiento de frio, y la transmisión de la energía térmica 7 desde el flujo de aire forzado 9 que circula por el recinto de refrigeración 2, que es más caliente que el lado 36 de la sección de pared 6, absorbiendo el calor de dicho aire y enfri�ndolo, y transmitiendo dicho calor al flujo de aire frio 5 a través del lado 35 de la sección de pared 6.
El canal de refrigeración 4 se divide, en cualquiera de las realizaciones, al menos mediante un nervio 18 dispuesto en la dirección del flujo de aire frio 5, configurando de este modo una sección de refrigeración de entrada, y una sección de refrigeración de salida. En la realización mostrada en la Figura 3, el canal de refrigeración 4 se divide mediante dos nervios 18, configurando de este modo una sección de refrigeración de entrada, y dos secciones de refrigeración de salida, siendo de esta forma una distribución del flujo de aire frio 5 más equilibrada y con reparto más uniforme en la sección de pared 6. Estos nervios 18 pueden estar fabricados por embutici�n en el mismo proceso que la cavidad interior 3 y el espacio 15, o pueden estar fabricados de plástico o de metal formando una pieza que se une directamente a la pared interior 14 o a la sección de pared 6, formando del mismo modo el canal de refrigeración 4.
En las Figuras 1, 2, 3 y 4 se muestra el aparato refrigerador 1 que comprende un recinto de congelación 23, el cual
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dispone de una cavidad interior 24 que es enfriada por un flujo de aire frío 25. El recinto de congelación 23 comprende una lámina 27, que lo cierra, y es de plástico en las realizaciones mostradas. Dicha lámina 27 est� dispuesta en la cavidad interior 24, y divide la misma entre un depósito interior 28 donde se almacenan los alimentos para su congelación, y una cámara 29, circulando el flujo de aire frío 25 por dicha cámara 29 antes de pasar a la cavidad interior
5 24 del recinto de congelación 23. La lámina 27 comprende una pluralidad de orificios 30 que permiten la circulación del flujo de aire frío 25 entre la cámara 29 y el depósito interior 28, obteniendo de esta forma un flujo uniformemente distribuido de aire en el depósito 28 donde se encuentran los alimentos en congelación.
El aparato refrigerador 1 según cualquiera de las realizaciones comprende un circuito de agente refrigerante con una unidad de evaporador 31 y un ventilador 32. En las Figuras 3 y 4 se muestran los flujos de aire frio 5 y 25 y su recorrido 10 por los diferentes recintos. La unidad de evaporador 31 y el ventilador 32 est�n dispuestos en la cámara 29, que es el lugar a donde llegan y confluyen los flujos de aire frío 5, después de haber pasado por el recinto de refrigeración 2, y el flujo de aire frio 25 después de haber pasado por el recinto de congelación 23. Una vez que dichos flujos de aire frio llegan a la cámara 29, se mezclan y pasan a través de la unidad de evaporador 31 impulsados por el ventilador 32, encontrándose en relación de intercambio térmico con la misma, y siendo impulsados de nuevo por el ventilador 32 y
15 dirigidos hacia el canal de refrigeración 4 y el recinto de congelación 23 por una serie de conductos.
El ventilador 8 que se encuentra alojado en la cavidad interior 3 del recinto de refrigeración 2, puede estar dispuesto en el depósito interior 21 o puede estar dispuesto en uno de los orificios 22 de la lámina 19, y por tanto estar unido a ésta, consiguiendo as� una circulación del flujo de aire forzado 9 más eficiente. Dicho ventilador 8 puede ser de absorción o de impulsión, en el primer caso absorbiendo el ventilador 8 el aire del depósito interior 20, e impuls�ndolo hacia la
20 cámara 21, y en el segundo caso absorbiendo el ventilador 8 el aire de la cámara 21 e impuls�ndolo hacia el depósito interior 20, utilizando uno u otro en función de la distribución interna del depósito interior 20 y de la temperatura definida para dicho recinto.
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Claims (14)
- REIVINDICACIONES1.- Aparato refrigerador que comprende:al menos un recinto de refrigeración (2) que dispone de una cavidad interior (3) que es enfriada por un flujo de aire frío (5), durante el funcionamiento del aparato refrigerador (1), que pasa por un canal de refrigeración (4) del recinto de refrigeración (2), yal menos una sección de pared (6) dispuesta en el recinto de refrigeración (2), que impide la salida del flujo de aire frío(5) a la cavidad interior (3), produci�ndose una transmisión de energía térmica (7) desde la cavidad interior (3) al flujo de aire frío (5) a través de la sección de pared (6),caracterizado porque el aparato refrigerador (1) comprende al menos un ventilador (8), alojado en la cavidad interior (3), provocando que la transmisión de energía térmica (7) se realice mediante una circulación de flujo de aire forzado (9).
- 2.- Aparato refrigerador según la reivindicación 1, en donde el recinto de refrigeración (2) comprende al menos una lámina (19) dispuesta en la cavidad interior (3) frente a la sección de pared (6), dividiendo la cavidad interior (3) en un depósito interior (20) donde almacenar los alimentos para su refrigeración, y en una cámara (21) por donde circula el flujo de aire forzado (9), comprendiendo la lámina (19) una pluralidad de orificios (22) que permiten la circulación del flujo de aire forzado (9) entre la cámara (21) y el depósito interior (20).
- 3.- Aparato refrigerador según las reivindicaciones 1 o 2, en donde el ventilador (8) comprende un motor de velocidad variable (10) que permite variar el caudal del flujo de aire forzado (9) para de este modo variar la temperatura y la humedad en la cavidad interior (3).
- 4.- Aparato refrigerador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el canal de refrigeración (4) en su entrada al recinto de refrigeración (2) comprende un equipo de regulaci�n (11) del flujo de aire frío (5) que permite variar su caudal para de este modo variar la temperatura y la humedad en la cavidad interior (3).
- 5.- Aparato refrigerador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la sección de pared (6) comprende una lámina de material con buena conductividad térmica, preferentemente aluminio o aleaciones de aluminio.
- 6.- Aparato refrigerador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la sección de pared (6) comprende una placa que est� formada en su interior por un material de cambio de fase (PCM), rodeado por láminas exteriores de material con buena conductividad térmica, preferentemente aluminio o aleaciones de aluminio.
- 7.- Aparato refrigerador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el canal de refrigeración (4) est� delimitado entre el contorno (14) de la cavidad interior (3) y la sección de pared (6).
- 8.- Aparato refrigerador según la reivindicación anterior, en donde el contorno (14) de la cavidad interior (3) est� fabricado por embutici�n.
- 9.- Aparato refrigerador según las reivindicaciones 7 u 8, en donde el canal de refrigeración (4) est� dispuesto en la pared de fondo (16) del contorno (14) de la cavidad interior (3).
- 10.- Aparato refrigerador según las reivindicaciones 1 a 4, en donde la sección de pared (6) comprende un canal hueco cerrado en cuyo interior se forma el canal de refrigeración (4), siendo las paredes del canal una lámina de material con buena conductividad térmica, o siendo las paredes del canal una placa que est� formada en su interior por un material de cambio de fase (PCM), rodeado por láminas exteriores de material con buena conductividad térmica, siendo las láminas preferentemente aluminio o aleaciones de aluminio.
- 11.- Aparato refrigerador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el canal de refrigeración (4) est� dividido al menos por un nervio (18), estando fabricado dicho nervio (18) por embutici�n en el mismo proceso que la cavidad interior (3), o siendo dicho nervio (18) una pieza de plástico o de metal unida al contorno (14) o a la sección de pared (6).
- 12.- Aparato refrigerador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el ventilador (8) es de absorcióno de impulsión, y est� dispuesto unido a la lámina (19) en uno de los orificios (22).
- 13.- Aparato refrigerador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aparato refrigerador (1) comprende al menos un recinto de congelación (23) que comprende una cavidad interior (24), la cual es enfriada por un flujo de aire frío (25), comprendiendo dicho recinto (23) una lámina (27) dispuesta en la cavidad interior (24), que divide la misma en un depósito interior (28) donde se almacenan los alimentos para su congelación, y en una cámara (29), comprendiendo dicha lámina (27) una pluralidad de orificios (30) que permiten la circulación del flujo de aire frío (25) entre la cámara (29) y el depósito interior (28).ES 2 399 016 A2
- 14.- Aparato refrigerador según la reivindicación anterior, en donde el aparato refrigerador (1) comprende un circuito de agente refrigerante con al menos una unidad de evaporador (31) y un ventilador (32) dispuestas en la cámara (29), retornando y confluyendo en dicha cámara (29) los flujos de aire frío (5, 25) desde el recinto de refrigeración (2) y el recinto de congelación (23) respectivamente, encontrándose en relación de intercambio térmico con la unidad de evaporador (31), y siendo impulsados y dirigidos al canal de refrigeración (4) y al recinto de congelación (23) respectivamente.
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