CN114576894A - 制冷***及冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种制冷***及冰箱。制冷***包括依次连接的压缩机、冷凝装置、毛细管和蒸发器,冷凝装置包括串联设置的第一冷凝器和第二冷凝器,第一冷凝器与压缩机连接,第二冷凝器与毛细管连接;制冷***还包括热管和风机,热管包括相连通的蒸发段和冷凝段,蒸发段设置于第一冷凝器和第二冷凝器之间;风机朝向第一冷凝器。冰箱包括箱体、门体和制冷***,制冷***设置于箱体上。风机吹过第一冷凝器的高温气体在热管的蒸发段作用下降温,然后再与第二冷凝器换热,提升了冷凝装置的散热效果,降低了能耗,同时热管将蒸发段吸收的热量传递到冷凝段在冰箱箱体放热,可有效利用冷凝装置的废热来防凝露。
Description
技术领域
本发明涉及制冷设备领域,特别涉及一种制冷***及冰箱。
背景技术
随着人们生活水平的提高,冰箱的能耗和凝露问题日益受到人们的重视。冰箱凝露容易导致用户体验感差,凝露水滴到地板上容易泡坏地板,滴到电源部分,容易导致安全隐患。
目前,防止冰箱凝露的主要技术手段为:增加防凝露辅助加热丝或者通过除露管提高冰箱表面温度。辅助加热丝会增加耗电量,并存在安全隐患,除露管防凝露的原理是利用制冷***中冷凝段高温制冷剂放出热量,使冰箱门框及外表面温度高于环境露点温度,从而防止凝露。但如果冷凝段温度过高,门框及外表面容易烫手且压缩机能耗大,如果冷凝温度偏低,能耗较低但防凝露效果差。因此现有的防冰箱凝露手段无法在实现除露的同时使制冷***能耗较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制冷***及冰箱,以降低能耗并利用冷凝装置的废热除露。
为实现上述发明目的之一,本发明一实施方式提供一种制冷***,包括依次连接的压缩机、冷凝装置、毛细管和蒸发器,所述冷凝装置包括串联设置的第一冷凝器和第二冷凝器,所述第一冷凝器与所述压缩机连接,所述第二冷凝器与所述毛细管连接;
所述制冷***还包括:
热管,所述热管包括相连通的蒸发段和冷凝段,所述蒸发段设置于所述第一冷凝器和第二冷凝器之间;
风机,所述风机朝向所述第一冷凝器,以使得所述风机运转时其送风依次穿过第一冷凝器、所述热管的蒸发段、所述第二冷凝器。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述第一冷凝器、热管的蒸发段、第二冷凝器沿着所述风机的送风方向依次排布。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述热管的冷凝段设置于所述蒸发段的上方,所述热管还包括:
蒸汽管路,所述蒸汽管路的底端与所述蒸发段连接,顶端与所述冷凝段的顶端连接;
液体管路,所述液体管路的底端与所述蒸发段连接,顶端与所述冷凝段的底端连接。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述制冷***还包括除露管,所述除露管的一端与所述第一冷凝器的出口连接,另一端与所述第二冷凝器的进口连接。
为实现上述发明目的之一,本发明一实施方式提供一种冰箱,包括箱体、打开或关闭所述箱体的门体、所述的制冷***,所述制冷***设置于所述箱体上。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述箱体具有位于上侧的储物间室和设置于储物间室下方的机械室,所述第一冷凝器、第二冷凝器和热管的蒸发段均设置于所述机械室。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述箱体具有外壳、形成所述储物间室的内胆和设置于所述内胆和外壳之间的保温层,所述热管的冷凝段相邻所述外壳设置。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述冰箱还包括:
除露管,所述除露管的一端与所述第一冷凝器的出口连接,另一端与所述第二冷凝器的进口连接,所述箱体朝向所述门体的一侧具有门框部,所述除露管安装于所述箱体的门框部;
环境温度传感器,设置于所述箱体上以检测环境的温度;
环境湿度传感器,设置于所述箱体上以检测环境的湿度;
除露管温度传感器,设置于所述除露管上以检测所述除露管出口的温度;
控制模块,所述控制模块与所述环境温度传感器、环境湿度传感器、除露管温度传感器、风机连接,所述控制模块用于控制风机的转速。
作为本发明一实施方式的进一步改进,设定所述压缩机第x次工作时风机的转速为Nx,所述除露管温度传感器获取压缩机第x次工作时除露管出口温度Tx;
所述控制模块通过所述环境温度传感器获取的温度值和环境湿度传感器获取的湿度值计算露点温度Tc,所述控制模块判断Tx与Tc+△T的大小,其中,△T为预设的数值且△T大于等于零;
在Tx大于等于Tc+△T时,所述控制模块在压缩机第x+1工作时控制所述风机的转速Nx+1=Nx;
在Tx小于Tc+△T时,所述控制模块在压缩机第x+1工作时控制所述风机的转速Nx+1<Nx。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述除露管出口温度Tx为压缩机第x次工作过程中n个时段的除露管出口瞬时温度的平均值。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:风机吹过的风依次穿过第一冷凝器、热管的蒸发段和第二冷凝器,吹过第一冷凝器的高温气体在热管的蒸发段作用下降温,然后再与第二冷凝器换热,热管配合风机对冷凝装置进行降温散热,提升了冷凝装置的散热效果,使冷凝温度降低,从而有效降低压缩机和风机的能耗。热管的蒸发段吸热,冷凝段放热,冷凝段放出的热量用于去除冰箱的凝露,本发明利用冷凝装置的废热去除冰箱凝露,提升了能量的利用率。
附图说明
图1是本发明一实施方式的制冷***的结构示意图;
图2是本发明一实施方式的热管的结构示意图;
图3是本发明一实施方式的冰箱的结构示意图;
其中,100、制冷***;110、压缩机;120、冷凝装置;121、第一冷凝器;122、第二冷凝器;130、毛细管;140、蒸发器;150、热管;151、蒸发段;152、冷凝段;153、蒸汽管路;154、液体管路;160、风机;170、除露管;200、箱体;210、储物间室;220、机械室。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在本发明的各个图示中,为了便于图示,结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大,因此,仅用于图示本发明的主题的基本结构。
如图1所示,本发明提供了一种制冷***100,包括压缩机110、冷凝装置120、毛细管130、蒸发器140、热管150和风机160。
压缩机110、冷凝装置120、毛细管130、蒸发器140依次设置,压缩机110、冷凝装置120、毛细管130、蒸发器140构成的回路内设置有制冷剂。制冷***100工作时,制冷剂通过压缩机110压缩成高温高压的气体后,进入冷凝装置120换热形成中温高压的液态制冷剂。液态制冷剂穿过毛细管130,节流降压,然后制冷剂进入蒸发器140换热气化,最后气态的制冷剂回到压缩机110,完成制冷循环。
冷凝装置120包括串联设置的第一冷凝器121和第二冷凝器122。第一冷凝器121的进口与压缩机110的连接,出口与第二冷凝器122的进口连接,第二冷凝器122的出口与毛细管130连接。从压缩机110进入冷凝装置120的制冷剂先进入第一冷凝器121,进行第一次换热,然后再进入第二冷凝器122,进行第二次换热。
如图2所示,热管150包括相连通的蒸发段151和冷凝段152。热管150内部设置有工作液体,工作液体以气相和液相的形式在蒸发段151和冷凝段152之间循环流动。蒸发段151设置于第一冷凝器121和第二冷凝器122之间。
风机160朝向第一冷凝器121,以使得风机160运转时其送风依次穿过第一冷凝器121、热管150的蒸发段151、第二冷凝器122。为了确保换热效果,第一冷凝器121、蒸发段151、第二冷凝器122沿着风机160的送风方向依次排布,第一冷凝器121、蒸发段151、第二冷凝器122的边缘相贴。
风机160吹过的风依次穿过第一冷凝器121、热管150的蒸发段151和第二冷凝器122,吹过第一冷凝器121的高温气体在热管150的蒸发段151作用下降温,然后再与第二冷凝器122换热。第二冷凝器122通过蒸发段151降温后的气体散热,提升了冷凝装置120的散热效果。由于相对第一冷凝器121距离风机160较远的第二冷凝器122可以利用蒸发段151的换热效果降温,以使冷凝温度,从而降低压缩机的能耗。而且风机160不需要保证高速运转,因此风机160可以在较低转速情况下对冷凝装置120散热,降低了风机的能耗。
当热管150的蒸发段151吸收第一冷凝器121的热量后,蒸发段151内的工作液体气化,并进入冷凝段152内,工作液体在冷凝段152内将热量散发出后液化。因此,热管150的蒸发段151具有吸热的功能,冷凝段152具有放热的功能。冷凝段152放出的热量用于去除冰箱的凝露。本发明利用冷凝装置120的废热去除冰箱凝露,提升了能量的利用效率。
本发明的热管150可以在现有的多种热管中任意选择,例如热管150可以为重力热管、毛细热管、动力型热管,脉动热管等。在本发明的一实施方式中,热管150选择为环路热管。
参考图2,具体的,热管150还包括蒸汽管路153和液体管路154,其中,蒸汽管路153用于使气化后的工作液体在蒸发段151和冷凝段152之间流动,液体管路154用于使液态的工作液体在蒸发段151和冷凝段152之间流动。
冷凝段152设置于蒸发段151的上方。蒸汽管路153的底端与蒸发段151连接,顶端与冷凝段152的顶端连接;液体管路154的底端与蒸发段151连接,顶端与冷凝段152的底端连接。
当蒸发段151吸收外部热量时,蒸发段151内的工作液体气化,气化后的工作液体流过蒸汽管路153并进入冷凝段152的顶端。工作液体在冷凝段152内液化,并沿着冷凝段152从上向下运动,然后液化的工作液体流过液体管路154后进入蒸发段151内。
本发明一实施方式的热管150,通过设置液体管路154和蒸汽管路153使冷凝段152和蒸发段151分离,相对一般的热管150不存在使用方位和长度的限制,利于热管150的空间布局。并且热管150通过分开设置的液体管路154和蒸汽管路153,使蒸汽通道和液体通道分离,避免工作液体在蒸发段151和冷凝段152之间流动时气相和液相混合的现象发生。
在本发明的一实施方式中,制冷***100还包括除露管170。当该制冷***100安装于冰箱时,除露管170可以去除冰箱上的凝露。
除露管170连接第一冷凝器121和第二冷凝器122,除露管170的一端与第一冷凝器121的出口通过管道连接,另一端与第二冷凝器122的进口通过管道连接。
制冷剂在第一冷凝器121内进行第一次降温,从第一冷凝器121出口排出的制冷剂,流经除露管170后,进入第二冷凝器122进行第二次降温。第一次降温后的制冷剂具有较高的温度,除露管170可以利用制冷剂的温度加热冰箱的待除露部位,从而防止凝露现象的发生。
现有的除露管170一般设置在冷凝装置120与压缩机110之间或冷凝装置120与毛细管130之间。当除露管170设置在冷凝装置120与压缩机110之间时,从压缩机110排出的制冷剂先进入除露管170然后再进入冷凝装置120内,除露管170内的制冷剂温度过高,导致除露部位的温度较高,用户易烫手。当除露管170设置在冷凝装置120与毛细管130之间时,制冷剂先流过冷凝装置120再进入除露管170,除露管170内制冷剂的温度较低,无法有效防止凝露。
本发明设置第一冷凝器121和第二冷凝器122,并且使除露管170设置在二者之间,除露管170的温度适中,既不会因为温度过高而烫手,也不会因为温度过低而无法实现防凝露功能。
如图3所示,本发明还提供了一种冰箱,包括箱体200、打开或关闭箱体200的门体、以及上述的制冷***100。
箱体200具有位于上侧的储物间室210和设置于储物间室210下方的机械室220。且箱体200朝向门体一侧的边缘为门框部。箱体200具有外壳、形成储物间室210的内胆和设置于内胆和外壳之间的保温层。
制冷***100设置于箱体200上,以向箱体200内部制冷。
具体的,第一冷凝器121、第二冷凝器122和热管150的蒸发段151均设置于机械室220。冷凝装置120和热管150的蒸发段151设置于位于储物间室210下方的机械室220内,均位于冰箱箱体200的下部,有利于冷凝装置120的散热。
热管150的冷凝段152相邻外壳设置,因此热管150的冷凝段152可以向冰箱的外壳加热,防止冰箱使用过程中在保温层损坏时外壳出现凝露现象。
当制冷***100中包括除露管170时,除露管170安装于箱体200的门框部。由于箱体200储物间室210的温度较低,当门体打开时,箱体200的门框部极易出现凝露,因此需要对箱体200的门框部进行除露。
进一步的,冰箱还包括环境温度传感器、环境湿度传感器、除露管温度传感器和控制模块。
环境温度传感器设置于箱体200上以检测环境的温度,环境湿度传感器设置于箱体200上以检测环境的湿度。在环境的湿度和温度变化时,露点温度也会随之变化。因此当环境的湿度和温度不同时,除露管170除露的温度条件需要根据露点温度的变化而改变。
除露管温度传感器设置于除露管170上以检测除露管170出口的温度,除露管170温度传感通过获取除露管170出口的温度,以确定除露管170的除露温度在当前的环境湿度和温度条件下是否合适。
控制模块与环境温度传感器、环境湿度传感器、除露管温度传感器连接。环境温度传感器、环境湿度传感器、除露管温度传感器分别将检测到的数值发送给控制模块。控制模块还与风机160连接,控制模块可以检测和控制风机160的转速。当风机160的转速加快,对第一冷凝器121的散热效果提升,除露管170的出口温度会下降。反之,当风机160的转速降低,对第一冷凝器121的散热效果下降,除露管170的出口温度升高。
控制模块可以安装在箱体200的外部,也可以安装在箱体200内,本发明不做具体限定。
设定压缩机110第x次工作时风机160的转速为Nx。压缩机110的一次工作指的是一次压缩机110开机到停机的全过程。在压缩机110的一次工作过程中,风机160的转速保持不变。
除露管温度传感器获取压缩机110第x次工作时除露管出口温度为Tx。
控制模块通过环境温度传感器获取的温度值和环境湿度传感器获取的湿度值计算露点温度Tc。控制模块判断Tx与Tc+△T的大小,其中,△T为预设的数值且△T大于等于零。设置△T的目的是获取Tx相对Tc的偏离程度,以获取压缩机110在第x次工作过程中除露管170相对当前的环境条件是否可以有效去除凝露。
在Tx大于等于Tc+△T时,表明Tx的值高,可以有效去除凝露,压缩机110第x+1工作时风机160的转速不需要改变。因此控制模块在压缩机110第x+1工作时控制风机160的转速Nx+1=Nx;
在Tx小于Tc+△T时,表明Tx的值低,无法有效去除凝露,需要使风机160的转速下降以使压缩机110第x+1工作时风机160的转速下降。因此控制模块在压缩机110第x+1工作时控制风机160的转速Nx+1<Nx。
由于除露管170的出口温度在压缩机110的一次工作过程中是变化的,为了确保控制地精确度,使除露管出口温度Tx为压缩机110第x次工作过程中n个时段的除露管出口瞬时温度的平均值。
例如,压缩机110第一次工作时长为一分钟,每隔一秒除露管温度传感器检测一次除露管出口瞬时温度,取60个时段的除露管出口瞬时温度。将压缩机110第一次工作过程检测到的所有除露管出口瞬时温度取平均值,即为压缩机110第一次工作时除露管出口温度为T1。
为了保证Tx可以合理地反应压缩机110一个工作过程中除露管170的出口温度,检测除露管出口瞬时温度的时段之间的间隔是均匀的。时段的数量n以及时段之间的间隔可根据实际需求限定,数量n越大、间隔越短越可以准确地反应压缩机110一个工作过程中除露管170的出口温度。
具体地,除露管温度传感器检测n个除露管出口的瞬时温度,并将温度值发送至控制模块。控制模块获取n个除露管出口瞬时温度的平均值。
本发明的制冷***使除露管走第一冷凝器和第二冷凝器之间,避免了除露管先走冷凝装置前端烫手,走冷凝装置后端凝露的问题。热管将蒸发段吸收的热量传递到冷凝段在冰箱后背和侧板放热,可有效利用第一冷凝器的废热来防凝露,同时提升了能量的利用率;另外风机吹出的风经过热管的蒸发段使温度降低后,再与第二冷凝器换热,可提高冷凝装置散热效果,降低第二冷凝器的温度,从而使制冷***冷凝温度降低,有效降低压机和风机的能耗。另外,热管***独立于压缩机制冷回路以外,不会增压缩机的功耗,从而进一步降低能耗。
本发明的冰箱实时监测环境湿度、环境温度和除露管的出口温度,在高湿度工况下降低冷却风机转速,提高冷凝温度,有效实时防凝露。
综上所述,本发明的制冷***和冰箱可有效降低能耗,又可有效防止凝露,同时实现废热利用,提升了能量的利用率。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制冷***,包括依次连接的压缩机、冷凝装置、毛细管和蒸发器,其特征在于,所述冷凝装置包括串联设置的第一冷凝器和第二冷凝器,所述第一冷凝器与所述压缩机连接,所述第二冷凝器与所述毛细管连接;
所述制冷***还包括:
热管,所述热管包括相连通的蒸发段和冷凝段,所述蒸发段设置于所述第一冷凝器和第二冷凝器之间;
风机,所述风机朝向所述第一冷凝器,以使得所述风机运转时其送风依次穿过第一冷凝器、所述热管的蒸发段、所述第二冷凝器。
2.根据权利要求1所述的制冷***,其特征在于,所述第一冷凝器、热管的蒸发段、第二冷凝器沿着所述风机的送风方向依次排布。
3.根据权利要求1所述的制冷***,其特征在于,所述热管的冷凝段设置于所述蒸发段的上方,所述热管还包括:
蒸汽管路,所述蒸汽管路的底端与所述蒸发段连接,顶端与所述冷凝段的顶端连接;
液体管路,所述液体管路的底端与所述蒸发段连接,顶端与所述冷凝段的底端连接。
4.根据权利要求1所述的制冷***,其特征在于,所述制冷***还包括除露管,所述除露管的一端与所述第一冷凝器的出口连接,另一端与所述第二冷凝器的进口连接。
5.一种冰箱,其特征在于,包括箱体、打开或关闭所述箱体的门体、如权利要求1至3任一项所述的制冷***,所述制冷***设置于所述箱体上。
6.根据权利要求5所述的冰箱,其特征在于,所述箱体具有位于上侧的储物间室和设置于储物间室下方的机械室,所述第一冷凝器、第二冷凝器和热管的蒸发段均设置于所述机械室。
7.根据权利要求6所述的冰箱,其特征在于,所述箱体具有外壳、形成所述储物间室的内胆和设置于所述内胆和外壳之间的保温层,所述热管的冷凝段相邻所述外壳设置。
8.根据权利要求5所述的冰箱,其特征在于,所述冰箱还包括:
除露管,所述除露管的一端与所述第一冷凝器的出口连接,另一端与所述第二冷凝器的进口连接,所述箱体朝向所述门体的一侧具有门框部,所述除露管安装于所述箱体的门框部;
环境温度传感器,设置于所述箱体上以检测环境的温度;
环境湿度传感器,设置于所述箱体上以检测环境的湿度;
除露管温度传感器,设置于所述除露管上以检测所述除露管出口的温度;
控制模块,所述控制模块与所述环境温度传感器、环境湿度传感器、除露管温度传感器、风机连接,所述控制模块用于控制风机的转速。
9.根据权利要求8所述的冰箱,其特征在于,设定所述压缩机第x次工作时风机的转速为Nx,所述除露管温度传感器获取压缩机第x次工作时除露管出口温度Tx;
所述控制模块通过所述环境温度传感器获取的温度值和环境湿度传感器获取的湿度值计算露点温度Tc,所述控制模块判断Tx与Tc+△T的大小,其中,△T为预设的数值且△T大于等于零;
在Tx大于等于Tc+△T时,所述控制模块在压缩机第x+1工作时控制所述风机的转速Nx+1=Nx;
在Tx小于Tc+△T时,所述控制模块在压缩机第x+1工作时控制所述风机的转速Nx+1<Nx。
10.根据权利要求9所述的冰箱,其特征在于,所述除露管出口温度Tx为压缩机第x次工作过程中n个时段的除露管出口瞬时温度的平均值。
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