環(huán)形熱管型蓄冷冰箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)形熱管型蓄冷冰箱。包括冰箱箱體、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、毛細(xì)管和冷凝器等；箱體上還設(shè)有蓄冷室，蓄冷室內(nèi)填充封裝有相變蓄冷材料；蒸發(fā)器位于蓄冷室的相變蓄冷材料中；一根以上的環(huán)形熱管的冷凝段位于蓄冷室的相變蓄冷材料中，環(huán)形熱管的蒸發(fā)段中的一部分位于冷藏室內(nèi)，蒸發(fā)段中的另一部分位于冷凍室內(nèi)。本發(fā)明冷凍室和冷藏室的溫度保持在國家標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，當(dāng)冷藏冷凍室溫度高于設(shè)定值時(shí)環(huán)形熱管開始運(yùn)行，冷藏冷凍室溫度低于設(shè)定值時(shí)環(huán)形熱管停止運(yùn)行。在谷電時(shí)段儲(chǔ)存冷量，在峰電時(shí)段不消耗電能，并且全天釋放其儲(chǔ)存的冷量；環(huán)形熱管釋冷過程的啟停頻率遠(yuǎn)高于壓縮機(jī)工作的啟停頻率，實(shí)現(xiàn)精確地控制冰箱冷凍冷藏室內(nèi)溫度波動(dòng)。
【專利說明】環(huán)形熱管型蓄冷冰箱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于家電類冰箱【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種蓄冷冰箱。

【背景技術(shù)】
[0002]在如今國內(nèi)電力供應(yīng)緊張，電網(wǎng)峰谷差不斷拉大的大背景下，電力部門推出了“分時(shí)電價(jià)”，使白天電價(jià)上漲，晚上電價(jià)下降，驅(qū)使部分電力負(fù)荷向用電低谷轉(zhuǎn)移，通過“削峰填谷”的方式消化高峰時(shí)段電網(wǎng)的電力負(fù)荷。在此基礎(chǔ)上，電冰箱領(lǐng)域中已經(jīng)探索出一些電冰箱利用相變材料在谷電時(shí)段蓄冷，在峰電時(shí)段放冷的理論方案。一種應(yīng)用于“分時(shí)電價(jià)”的蓄冷冰箱并沒有考慮到冰箱冷凍冷藏室的實(shí)際溫度需求，并且當(dāng)壓縮機(jī)停止工作后，依靠位于冰箱底部的相變材料自然融化放冷來維持箱體內(nèi)的低溫，會(huì)造成冰箱內(nèi)部溫度分布不均勻。另一種蓄冷冰箱采用了可拆卸式安裝的相變材料，具有一定的實(shí)用價(jià)值，但是同樣依靠相變材料自然融化放冷來維持箱體內(nèi)的低溫。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)壓縮機(jī)停止工作時(shí)此類蓄冷冰箱都會(huì)存在冷凍冷藏室溫度不能人為調(diào)控、溫度分布不均勻、相變材料相變過程速度不合理的問題。
[0003]傳統(tǒng)非變頻式冰箱運(yùn)行過程中，當(dāng)壓縮機(jī)工作時(shí)冷凍冷藏箱體內(nèi)溫度降低，壓縮機(jī)停止工作后冷凍冷藏箱體內(nèi)溫度升高，冰箱壓縮機(jī)啟停周期直接影響冰箱冷凍冷藏箱體內(nèi)溫度波動(dòng)范圍。壓縮機(jī)功耗和壽命問題限制其啟停頻率不可過高，導(dǎo)致了冰箱冷凍冷藏箱體內(nèi)溫度存在較大波動(dòng)，難以實(shí)現(xiàn)精確控溫。
[0004]環(huán)形熱管是一種通過相變傳熱，具有優(yōu)良的傳熱能力，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸熱量的元件。其中重力型即自然循環(huán)式的環(huán)形熱管僅靠系統(tǒng)本身的壓差即可自動(dòng)運(yùn)行，不需要外部輔助能源的消耗，且運(yùn)行過程無噪聲，尤為重要的是環(huán)形熱管的冷凝段銅管易與相變材料結(jié)合，其蒸發(fā)段銅管也可以在冰箱冷凍冷藏室內(nèi)合理分布，完成相變材料與冷凍冷藏室的充分換熱，其自動(dòng)傳熱過程還可以隨時(shí)中斷并及時(shí)恢復(fù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決蓄冷冰箱實(shí)際應(yīng)用中存在冷凍冷藏室溫度不能人為調(diào)控、溫度分布不均勻、相變材料相變過程速度不合理的問題，也為了解決傳統(tǒng)非變頻冰箱箱體內(nèi)溫度波動(dòng)大的缺陷，本發(fā)明通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供一種應(yīng)用于電網(wǎng)“削峰填谷”和精確控溫的環(huán)形熱管型蓄冷冰箱。
[0006]具體的技術(shù)解決方案如下:
環(huán)形熱管型蓄冷冰箱，其箱體主要分為冷藏室和冷凍室，還包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、毛細(xì)管、冷凝器，其中毛細(xì)管、壓縮機(jī)和冷凝器均位于箱體的保溫層的外部；
所述箱體上設(shè)有蓄冷室，所述蓄冷室內(nèi)填充封裝有相變蓄冷材料；所述蒸發(fā)器位于蓄冷室的相變蓄冷材料中；
還包括一根以上的環(huán)形熱管，其中環(huán)形熱管的冷凝段位于蓄冷室的相變蓄冷材料中，環(huán)形熱管的蒸發(fā)段中的一部分位于冷藏室內(nèi)，蒸發(fā)段中的另一部分位于冷凍室內(nèi)； 每根環(huán)形熱管上均設(shè)有溫控閥。
[0007]所述相變蓄冷材料的相變溫度為-20?-30°C。
[0008]本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面:
(1)本發(fā)明的壓縮機(jī)只在夜間谷電時(shí)段穩(wěn)定運(yùn)行，通過制冷循環(huán)為相變蓄冷室中相變材料凝固提供冷量，相變材料相變在蓄冷的同時(shí)也通過一根或兩根環(huán)形熱管為冰箱冷凍室和冷藏室提供冷量；冰箱壓縮機(jī)在日間峰電時(shí)段停止工作，依靠完全凝固的相變材料通過一根或兩根環(huán)形熱管為冰箱冷凍室和冷藏室提供冷量，維持其低溫環(huán)境，直到下一個(gè)谷電時(shí)段的到來。由此為用戶節(jié)省用電開支，普及后也能極大的減小國家電網(wǎng)的峰谷差，為國家節(jié)省能源；
(2)本發(fā)明使用環(huán)形熱管將蓄冷室中相變材料儲(chǔ)存的冷量送達(dá)冷凍冷藏室，由于環(huán)形熱管的蒸發(fā)段銅管可以設(shè)計(jì)為類似于傳統(tǒng)非變頻冰箱內(nèi)蒸發(fā)器盤管的結(jié)構(gòu)，并且環(huán)形熱管循環(huán)上的溫控閥可以合理控制環(huán)形熱管換熱過程的啟停，所以冰箱任何時(shí)候冷凍室和冷藏室的溫度分布以及溫度變化范圍都能夠符合國家標(biāo)準(zhǔn)。尤為重要的是可以將溫控閥調(diào)節(jié)為較高的精度，增大環(huán)形熱管換熱過程的啟停頻率，以此降低冰箱冷凍冷藏室的溫度波動(dòng)幅度，避免壓縮機(jī)的頻繁啟停，解決了現(xiàn)有非變頻冰箱冷凍冷藏室溫度波動(dòng)大的難題，達(dá)到了精確控溫的目的，還可以使用兩根環(huán)形熱管為冰箱冷凍室和冷藏室分別提供冷量，并使用兩個(gè)溫控閥分別控制兩根環(huán)形熱管換熱過程的啟停，更加精確地控制冷凍室和冷藏室的溫度，為食物提供更優(yōu)良的保鮮環(huán)境；
(3)本發(fā)明中制冷循環(huán)在夜間谷電時(shí)段不間斷地穩(wěn)定運(yùn)行，避免了壓縮機(jī)頻繁啟停時(shí)啟動(dòng)功率高于穩(wěn)定工作時(shí)功率的弊端，穩(wěn)定制冷循環(huán)的工況，可以有效延長壓縮機(jī)使用壽命O
[0009]因此本發(fā)明首先通過制冷循環(huán)為相變材料提供冷量，然后通過環(huán)形熱管循環(huán)轉(zhuǎn)移相變材料中的冷量至冷凍冷藏室，實(shí)際上循環(huán)簡單，在傳統(tǒng)冰箱上作簡單的改進(jìn)后，只需增加了一個(gè)蓄冷室就可以實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”式蓄冷冰箱的實(shí)用化，同時(shí)也解決了傳統(tǒng)冰箱冷凍冷藏室溫度波動(dòng)大，難以做到精確控溫的難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為具有兩根環(huán)形熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]上圖中序號(hào):壓縮機(jī)1、冷凝器2、毛細(xì)管3、蒸發(fā)器4、熱管冷凝段5、熱管冷藏室蒸發(fā)段6、熱管冷凍室蒸發(fā)段7、溫控閥8、蓄冷室9、冷藏室10、冷凍室11、相變蓄冷材料12。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。
[0014]實(shí)施例1
參見圖1，環(huán)形熱管型蓄冷冰箱包括冰箱的箱體，箱體主要分為冷藏室10和冷凍室11，還包括壓縮機(jī)1、蒸發(fā)器4、毛細(xì)管3、冷凝器2，其中壓縮機(jī)1、毛細(xì)管3和冷凝器均位于箱體的保溫層的外部。
[0015]箱體的頂部設(shè)有蓄冷室9，蓄冷室9內(nèi)填充封裝有相變蓄冷材料12，相變蓄冷材料12的相變溫度為-20?-30°C。蒸發(fā)器4位于蓄冷室的相變蓄冷材料中。
[0016]一根環(huán)形熱管的熱管冷凝段5位于蓄冷室9的相變蓄冷材料12中，環(huán)形熱管的蒸發(fā)段分為熱管冷藏室蒸發(fā)段6和熱管冷凍室蒸發(fā)段7，熱管冷藏室蒸發(fā)段6位于冷藏室10內(nèi)，熱管冷凍室蒸發(fā)段7位于冷凍室11內(nèi)；環(huán)形熱管上安裝有溫控閥8，溫控閥8位于冷藏室10內(nèi)。
[0017]本發(fā)明的工作原理說明如下:
參見圖1，上述谷電蓄冷冰箱在夜間谷電時(shí)段制冷循環(huán)開始工作，制冷循環(huán)蒸發(fā)器4穩(wěn)定工作使得蓄冷室9內(nèi)相變蓄冷材料12放出熱量逐漸凝固，并保持在低溫狀態(tài)；在日間峰電時(shí)段制冷循環(huán)停止工作，相變蓄冷材料12逐漸液化，吸收冷藏室10、冷凍室11內(nèi)的熱量，實(shí)現(xiàn)冰箱冷凍保鮮功能。
[0018]冷藏室10溫度較高時(shí)，溫控閥8打開，環(huán)形熱管管道中的工質(zhì)在熱管冷藏室蒸發(fā)段6和熱管冷凍室蒸發(fā)段7受熱蒸發(fā)變成氣態(tài)，氣體上升進(jìn)入蓄冷室9，在環(huán)形熱管冷凝段換熱冷卻成液態(tài)，冷凝后的液態(tài)工質(zhì)再依靠重力作用回流到熱管冷藏室蒸發(fā)段6和熱管冷凍室蒸發(fā)段7完成循環(huán)，同時(shí)工質(zhì)將相變蓄冷材料12的冷量傳遞到冷藏室10和冷凍室11中，降低其溫度；冷藏室10和冷凍室11的溫度較低時(shí)，溫控閥8關(guān)閉，環(huán)形熱管工質(zhì)不能循環(huán)流動(dòng)，相變蓄冷材料12的冷量不能傳遞到冷藏室10和冷凍室11中，則冷藏室10和冷凍室11溫度緩慢回升，直到溫度較高時(shí)溫控閥8再次打開。環(huán)形熱管間斷工作以維持冰箱冷藏室10、冷凍室11溫度穩(wěn)定。
[0019]實(shí)施例2
參見圖2，包括兩根環(huán)形熱管，兩根環(huán)形熱管的冷凝段均位于蓄冷室9的相變蓄冷材料12中。一根環(huán)形熱管的熱管冷藏室蒸發(fā)段6位于冷藏室10內(nèi)，另一根環(huán)形熱管的熱管冷凍室蒸發(fā)段7位于冷凍室11內(nèi)。兩根環(huán)形熱管上各安裝有一個(gè)溫控閥8。
[0020]其它結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.環(huán)形熱管型蓄冷冰箱，包括冰箱的箱體，箱體主要分為冷藏室和冷凍室，還包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、毛細(xì)管、冷凝器，其中毛細(xì)管、壓縮機(jī)和冷凝器均位于箱體的保溫層的外部，其特征在于:所述箱體上設(shè)有蓄冷室，所述蓄冷室內(nèi)填充封裝有相變蓄冷材料；所述蒸發(fā)器位于蓄冷室的相變蓄冷材料中；還包括一根以上的環(huán)形熱管，其中環(huán)形熱管的冷凝段位于蓄冷室的相變蓄冷材料中，環(huán)形熱管的蒸發(fā)段中的一部分位于冷藏室內(nèi)，蒸發(fā)段中的另一部分位于冷凍室內(nèi)；每根環(huán)形熱管上均設(shè)有溫控閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形熱管型蓄冷冰箱，其特征在于:包括兩根環(huán)形熱管，兩根環(huán)形熱管的冷凝段均位于蓄冷室的相變蓄冷材料中，其中，一根環(huán)形熱管的蒸發(fā)段位于冷藏室內(nèi)，另一根環(huán)形熱管的蒸發(fā)段中的另一部分位于冷凍室內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形熱管型蓄冷冰箱，其特征在于:所述蓄冷室設(shè)在冷凍室、冷藏室的外側(cè)上部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形熱管型蓄冷冰箱，其特征在于:所述相變蓄冷材料的相變溫度為-20?-30°C。
【文檔編號(hào)】F25D11/02GK104296456SQ201410586399
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】裴剛, 曹靜宇, 張鵬宇, 李晶, 楊明, 季杰 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)