CN204085013U - 双蓄冷室冰箱 - Google Patents

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裴刚
曹静宇
张鹏宇
李晶
高广涛
季杰
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/006—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cold storage accumulators

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本实用新型涉及环形热管型蓄冷冰箱。包括冰箱箱体、压缩机、蒸发器、毛细管和冷凝器等；箱体上还设有两个蓄冷室，两个蓄冷室内均填充封装有相变蓄冷材料；两只串联的蒸发器均位于两个蓄冷室的相变蓄冷材料中；两根环形热管的冷凝段分别位于两个蓄冷室的相变蓄冷材料中，两根环形热管的蒸发段分别位于冷藏室和冷冻室内。本实用新型冷藏室和冷冻室的温度保持在国家标准的范围内，当冷藏室温度高于设定值时其环形热管开始运行，冷藏室温度低于设定值时环形热管停止运行，冷冻室原理相同。在谷电时段储存冷量，在峰电时段不消耗电能，全天释放其储存的冷量；环形热管释冷过程的启停频率远高于压缩机工作的启停频率，能精确地控制冰箱冷冻冷藏室内温度波动。

Description

双蓄冷室冰箱
技术领域
本实用新型属于家电类冰箱技术领域，具体涉及一种蓄冷冰箱。
背景技术
在如今国内电力供应紧张，电网峰谷差不断拉大的大背景下，电力部门推出了“分时电价”，使白天电价上涨，晚上电价下降，驱使部分电力负荷向用电低谷转移，通过“削峰填谷”的方式消化高峰时段电网的电力负荷。在此基础上，电冰箱领域中已经探索出一些电冰箱利用相变材料在谷电时段蓄冷，在峰电时段放冷的理论方案，但是这些方案中并没有考虑到冰箱冷冻冷藏室的实际温度需求，并且当压缩机停止工作后，依靠封装于一处相变材料自然融化放冷，以箱体内空气自然对流来维持箱体内的低温，在实际应用中都会存在冷冻冷藏室温度不能人为调控、温度分布不均匀、相变材料相变过程速度不合理的问题。
在使用单一的相变材料蓄冷时，相变材料的相变点应低于国家标准规定的冰箱冷冻室温度，则蓄冷冰箱蒸发器蒸发温度相比于普通冰箱明显降低，并且低温的相变材料也会通过冰箱隔热层导热而产生较大的冷量损失，都会一定程度上增加蓄冷冰箱的能耗。
传统非变频式冰箱运行过程中，当压缩机工作时冷冻冷藏箱体内温度降低，压缩机停止工作后冷冻冷藏箱体内温度升高，冰箱压缩机启停周期直接影响冰箱冷冻冷藏箱体内温度波动范围。压缩机功耗和寿命问题限制其启停频率不可过高，导致了冰箱冷冻冷藏箱体内温度存在较大波动，难以实现精确控温。
环形热管是一种通过相变传热，具有优良的传热能力，同时能够实现远距离传输热量的元件。其中重力型即自然循环式的环形热管仅靠***本身的压差即可自动运行，不需要外部辅助能源的消耗，且运行过程无噪声，尤为重要的是环形热管的冷凝段铜管易与相变材料结合，其蒸发段铜管也可以在冰箱冷冻冷藏室内合理分布，完成相变材料与冷冻冷藏室的充分换热，其自动传热过程还可以随时中断并及时恢复。
实用新型内容
为了解决蓄冷冰箱实际应用中存在冷冻冷藏室温度不能人为调控、温度分布不均匀、相变材料相变过程速度不合理、蓄冷过程损失冷量较多的问题，同时进一步降低冰箱能耗，也为了解决传统非变频冰箱箱体内温度波动大的缺陷，本实用新型通过结构改进提供一种应用于电网“削峰填谷”和精确控温的双蓄冷室冰箱。
具体的技术解决方案如下：
双蓄冷室冰箱包括冰箱的箱体，箱体主要分为冷藏室和冷冻室，还包括压缩机、蒸发器、毛细管、冷凝器，其中毛细管、压缩机和冷凝器均位于箱体的保温层的外部。
所述箱体上设有两个蓄冷室，每个蓄冷室内填充封装有相变蓄冷材料；
所述蒸发器由串联的第一蒸发器和第二蒸发器组成，且第一蒸发器和第二蒸发器分别位于两个蓄冷室的相变蓄冷材料中；还包括两根环形热管，两根环形热管的冷凝段分别位于两个蓄冷室的相变蓄冷材料中，一根环形热管的蒸发段位于冷藏室内，另一根环形热管的蒸发段部分位于冷冻室内；每根环形热管上均设有温控阀。
一个蓄冷室内的相变蓄冷材料为相变温度为0～-10℃，另一个蓄冷室内的相变蓄冷材料为相变温度为-20～-30℃。
本实用新型的有益技术效果体现在以下方面：
（1）本实用新型的压缩机只在夜间谷电时段稳定运行，通过制冷循环中的两个蒸发器分别为两个相变蓄冷室中相变材料凝固提供冷量，两种相变材料相变在蓄冷的同时也分别通过两套环形热管循环为冰箱冷冻室和冷藏室提供冷量；冰箱压缩机在日间峰电时段停止工作，依靠完全凝固的相变材料通过环形热管循环为冷冻冷藏室提供冷量，维持其低温环境，直到下一个谷电时段的到来。由此为用户节省用电开支，普及后也能极大的减小国家电网的峰谷差，为国家节省能源；
（2）本实用新型的使用两种不同相变温度的相变材料蓄冷时，其中冷冻蓄冷室中相变材料的相变点低于国家标准规定的冰箱冷冻室温度，而冷藏蓄冷室中相变材料的相变点只需略低于国家标准规定的冰箱冷藏室温度，则蓄冷冰箱蒸发器蒸发温度相比于普通冰箱不存在明显的降低；并且冷冻蓄冷室位于冷藏蓄冷室内部，则冷冻蓄冷室内的低温相变材料不会向环境泄露冷量，而冷藏蓄冷室内的相变材料由于与环境温差较小，泄露的冷量远低于普通蓄冷冰箱，由此在一定程度上减少蓄冷冰箱的能耗，进一步节约能源；
（3）本实用新型使用两根环形热管将冷藏蓄冷室和冷冻蓄冷室中相变材料储存的冷量送达冷冻室和冷藏室，由于环形热管的蒸发段铜管可以设计为类似于传统非变频冰箱内蒸发器盘管的结构，并且两套环形热管循环上位于冷冻室和冷藏室的温控阀可以合理控制环形热管换热过程的启停，冷冻室和冷藏室的冷量吸收和温度控制是完全独立的，所以冰箱任何时候冷冻室和冷藏室的温度分布以及温度变化范围都能够符合国家标准。尤为重要的是可以将两个温控阀调节为较高的精度，增大环形热管换热过程的启停频率，以此降低冰箱冷冻室和冷藏室的温度波动幅度，避免压缩机的频繁启停，解决了现有非变频冰箱冷冻冷藏室温度波动大的难题，精确控制冰箱冷冻室和冷藏室的温度，为食物提供更优良的保鲜环境；
（4）本实用新型中制冷循环在夜间谷电时段不间断地稳定运行，避免了压缩机频繁启停时启动功率高于稳定工作时功率的弊端，稳定制冷循环的工况，可以有效延长压缩机使用寿命。
因此本实用新型首先通过制冷循环为相变材料提供冷量，然后通过环形热管循环转移相变材料中的冷量至冷冻冷藏室，实际上循环简单，最大程度地减少了蓄冷过程中的冷量损失，在传统冰箱上作简单的改进后，增加了两个蓄冷室就可以使得“削峰填谷”式蓄冷冰箱实用化，同时实现了冰箱冷冻室和冷藏室的精确控温。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
上图中序号：压缩机1、冷凝器2、毛细管3、第一蒸发器4、第二蒸发器5、冷藏环形热管蒸发段6、冷冻环形热管蒸发段7、冷藏温控阀8、冷冻温控阀9、冷藏环形热管冷凝段10、冷冻环形热管冷凝段11、冷冻蓄冷室12、冷藏蓄冷室13、冷藏室14、冷冻室15、冷冻相变材料16、冷藏相变材料17。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
实施例1
参见图1，双蓄冷室冰箱包括冰箱的箱体，箱体主要分为冷藏室14和冷冻室15，还包括压缩机1、第一蒸发器4、第二蒸发器5、毛细管3、冷凝器2、冷藏环形热管和冷冻环形热管，其中压缩机1、毛细管3和冷凝器2均位于箱体的保温层的外部。
箱体的顶部设有冷冻蓄冷室12和冷藏蓄冷室13，冷冻蓄冷室12位于冷藏蓄冷室13内，冷冻蓄冷室12内填充封装有冷冻相变材料16，冷冻相变材料16的相变温度为-20～-30℃，第一蒸发器4位于冷冻蓄冷室12的冷冻相变材料16中。冷藏蓄冷室13内填充封装有冷藏相变材料17，冷藏相变材料17的相变温度为0～-10℃，第二蒸发器5位于冷藏蓄冷室13的冷藏相变材料17中。第一蒸发器4与第二蒸发器5为串联结构。
冷藏环形热管冷凝段10位于冷藏蓄冷室13的冷藏相变材料17中，冷藏环形热管蒸发段6位于冷藏室14内，冷藏环形热管上安装有冷藏温控阀8，冷藏温控阀8位于冷藏室14内。冷冻环形热管冷凝段11位于冷冻蓄冷室12的冷冻相变材料16中，冷冻环形热管蒸发段7位于冷冻室15内，冷冻环形热管上安装有冷冻温控阀9，冷冻温控阀9位于冷冻室15内。
本实用新型的工作原理说明如下：
参见图1，上述双蓄冷室冰箱在夜间谷电时段制冷循环开始工作，制冷循环第一蒸发器4、第二蒸发器5稳定工作使得冷冻蓄冷室12和冷藏蓄冷室13内冷冻相变材料16和冷藏相变材料17放出热量逐渐凝固，并保持在凝固状态；在日间峰电时段制冷循环停止工作，相变蓄冷材料逐渐液化，吸收冷藏室14、冷冻室15内的热量，实现冰箱冷冻保鲜功能。
冷藏室14温度较高时，冷藏温控阀8打开，冷藏环形热管管道中的工质在冷藏环形热管蒸发段6受热蒸发变成气态，气体上升进入冷藏蓄冷室13，在冷藏环形热管冷凝段10换热冷却成液态，冷凝后的液态工质再依靠重力作用回流到冷藏环形热管蒸发段6完成循环，同时冷藏环形热管管道中工质将冷藏相变材料17的冷量传递到冷藏室14中，降低冷藏室14温度。冷藏室14的温度较低时，冷藏温控阀8关闭，环形热管工质不能循环流动，冷藏相变材料17的冷量不能传递到冷藏室14中，则冷藏室14温度缓慢回升，直到温度较高时冷藏温控阀8再次打开。环形热管间断工作以维持冰箱冷藏室14温度稳定。冷冻环形热管循环的工作原理与冷藏环形热管循环相似，说明中不再赘述。

Claims (4)

1.双蓄冷室冰箱，包括冰箱的箱体，箱体主要分为冷藏室和冷冻室，还包括压缩机、蒸发器、毛细管、冷凝器，其中毛细管、压缩机和冷凝器均位于箱体的保温层的外部，其特征在于：所述箱体上设有两个蓄冷室，每个蓄冷室内填充封装有相变蓄冷材料；所述蒸发器由串联的第一蒸发器和第二蒸发器组成，且第一蒸发器和第二蒸发器分别位于两个蓄冷室的相变蓄冷材料中；还包括两根环形热管，两根环形热管的冷凝段分别位于两个蓄冷室的相变蓄冷材料中，一根环形热管的蒸发段位于冷藏室内，另一根环形热管的蒸发段部分位于冷冻室内；每根环形热管上均设有温控阀。
2.根据权利要求1所述的双蓄冷室冰箱，其特征在于：所述两个蓄冷室均设在冷冻室、冷藏室的外侧上部，其中一个蓄冷室位于另一个蓄冷室内部。
3.根据权利要求1或2所述的双蓄冷室冰箱，其特征在于：一个蓄冷室内的相变蓄冷材料的相变温度为0～-10℃，另一个蓄冷室内的相变蓄冷材料的相变温度为-20～-30℃。
4.根据权利要求1或3所述的双蓄冷室冰箱，其特征在于：填充相变温度为0～-10℃的相变蓄冷材料的蓄冷室为冷藏蓄冷室，填充相变温度为-20～-30℃的相变蓄冷材料的蓄冷室为冷冻蓄冷室；两根环形热管分为冷藏环形热管和冷冻环形热管；所述冷藏环形热管的的冷凝段位于冷藏蓄冷室，蒸发段位于冷藏室内；所述冷冻环形热管冷凝段位于冷冻蓄冷室，蒸发段位于冷冻室内。
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