一种蓄冷—释冷冰箱

技术领域

本发明涉及一种冰箱，尤其是涉及一种蓄冷—释冷冰箱，属于相变蓄冷技术领域。

背景技术

冰箱作为食品储存保鲜必不可少的工具，深入我们生活的方方面面。冰箱最大的能耗在于压缩机，尤其是普通定频压缩机在启停过程中耗能巨大。因此，降低压缩机的启停频率是冰箱节能改造的重要方向。

相变蓄冷技术是一种广受关注的节能环保技术，在多种领域都有所应用。可应用于“移峰填谷”，即在夜晚低谷电价时运行制冷系统，将冷量存储在相变材料中，等到白天需要的时候释放出来进行使用，达到降低电费成本、缓解白天电网负荷的作用。而将其应用于冰箱中，同样可以在低谷电期间存储冷量，减少耗电费用。更重要的是可以在压缩机运转时在相变材料内存储冷量，当压缩机关闭时利用相变潜热给冰箱供冷，当无法保证安全温度的时候再开启压缩机，从而降低压缩机的启停频率，有效降低冰箱能耗。

发明内容

本发明提供了一种蓄冷—释冷冰箱，以解决现有旧冰箱压缩机启停频繁、能耗高的问题，同时还能在压缩机不停机的情况下进行除霜，可以应用于现有冰箱商品的蓄冷节能升级，而无需对冰箱的整体进行重新设计，降低改造成本。本发明采用在现有冰箱的基础上加装蓄冷箱、热管及温控阀实现蓄冷节能改造，蓄冷箱内充注有相变蓄冷材料。通过控制热管的通断改变蓄冷模块的运行模式，从而在保证冰箱内部温度的同时减少压缩机的启停次数，有效减少能耗。还可以在冰箱压缩机不停机的情况下进行除霜，有效减小停机除霜对食物的影响。

本发明采用的技术方案为一种蓄冷—释冷冰箱，包括冷藏室1、冷冻室2、蓄冷箱3、热管冷凝段4、热管冷藏室蒸发段5、热管冷冻室蒸发段6、热管除霜蒸发段7、第一温控阀8、第二温控阀9、第三温控阀10。蓄冷箱3内填充封装有相变蓄冷材料11，相变蓄冷材料11的相变温度为-24～-12℃。热管冷凝段4位于蓄冷箱3的相变蓄冷材料11中。

所述蓄冷箱3、热管冷凝段4、热管除霜蒸发段7、第一温控阀8、第二温控阀9、第三温控阀10以及充注封装的相变蓄冷材料11位于冰箱外部，所述冷藏室1、冷冻室2、热管冷藏室蒸发段5、热管冷冻室蒸发段6位于冰箱内部。热管除霜蒸发段7紧密贴合于冰箱冷凝器外表面。

本发明的蓄冷—释冷冰箱包括两根热管，两根热管的热管冷凝段4均位于蓄冷箱的相变蓄冷材料11中。其中一根热管的蒸发段位于热管冷藏室蒸发段5内；另一根热管有两个蒸发段，一个位于热管冷冻室蒸发段6内，另一个紧密贴合于冰箱冷凝器的热管除霜蒸发段7外表面。两根热管上分别设有第一温控阀8、第二温控阀9和第三温控阀10。

所述第一温控阀8、第二温控阀9、第三温控阀10均为开关型的温控阀门，起到流通或断开的作用。每个阀门都有相应的温度测点，测点将温度信号传递给主控板，主控板根据控制逻辑输出开关命令给阀门。

所述相变蓄冷材料11的相变温度为-24℃～-12℃，出于安全考虑，相变材料应尽量选择无毒无害且不易燃不易爆的材料。相变蓄冷材料按照成分可以分为无机材料、有机材料和复合材料三类。无机类相变蓄冷材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金等，例如：甲酸钠-氯化钾-蒸馏-水浓度比为22％﹕8％﹕70％的相变温度为-23.8℃。有机相变蓄冷材料主要包括烷烃类和非烷烃类，例如：乙二醇的相变温度为-13℃。复合相变蓄冷材料是指有机材料与无机材料相混合，从而获得高性能的材料，例如：丙三醇-氯化钠-水质量分数为15％：10％：75％的相变温度为-21.4℃。可供选择的相变材料有很多，只要满足相变温度在-24～-12℃之间即可。

具体的“蓄冷-释冷”工作原理如下：

设冰箱冷藏室设定温度T

当冰箱冷藏室1的温度高于T

当冷藏室1的温度升至T

当冷藏室1内温度升至最大值T

具体的“除霜”工作原理如下：

当冰箱冷冻室2内结冰较多时，冰箱压缩机无需停机，操作人员手动打开冰箱的除霜模式，第二温控阀9关闭，第三温控阀10开启。热管除霜蒸发段7吸收冰箱冷凝器散发的热量和空气中的热量，传递给热管冷冻室蒸发段6。利用冰箱冷凝器的热量直接加热霜层，无需关闭压缩机，减小对储存食物造成的影响。此时第一温控阀仍自由工作，可按照温度控制是否由蓄冷箱3向冷藏室1传递冷量。

当观察到除霜完毕时，手动关闭除霜模式，第三温控阀10关闭，恢复到正常工作状态。

现有蓄冷技术均为冰箱内部设置蓄冷材料，或将电储存在蓄电池中，再用电池的电驱动冰箱工作。前者由于蓄冷材料位于冰箱内部，会占用较多储物空间；而后者的蓄电池存在一定的安全隐患。基于以上考虑，本发明提出外置式蓄冷结构，可用于改造现有冰箱，不占用内部空间，同时安全环保，而且成本低改造方便。

此外，本发明还能将外置储冷装置与压缩机的冷凝热利用机制耦合在一起，通过模式切换，实现利用压缩机排热除去内部的结霜或结冰，与常规电热除霜比节省电能。

本发明可直接用于改造现有冰箱，通过蓄冷模块的加入减少冰箱压缩机的启停频率，从而减少能耗。

附图说明

图1是本发明提供的一种蓄冷—释冷冰箱结构示意图。

图中序号，冷藏室1、冷冻室2、蓄冷箱3、热管冷凝段4、热管冷藏室蒸发段5、热管冷冻室蒸发段6、热管除霜蒸发段7、第一温控阀8、第二温控阀9、第三温控阀10、相变蓄冷材料11。

图2是本发明提供的一种蓄冷—释冷冰箱结构示意图。

图中序号，冷藏室1、冷冻室2、蓄冷箱3、热管冷凝段4、热管冷藏室蒸发段5、热管冷冻室蒸发段6、热管除霜蒸发段7、第一温控阀8、第二温控阀9、第三温控阀10、相变蓄冷材料11、热管变温室蒸发段12、第四温控阀13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：

实施例1：

如图1所示，一种蓄冷—释冷冰箱，包括冷藏室1、冷冻室2、蓄冷箱3、热管冷凝段4、热管冷藏室蒸发段5、热管冷冻室蒸发段6、热管除霜蒸发段7、第一温控阀8、第二温控阀9、第三温控阀10。蓄冷箱3内填充封装有相变蓄冷材料11，相变蓄冷材料11的相变温度为-24～-12℃。热管冷凝段4位于蓄冷箱3的相变蓄冷材料11中。

所述蓄冷箱3、热管冷凝段4、热管除霜蒸发段7、第一温控阀8、第二温控阀9、第三温控阀10以及充注封装的相变蓄冷材料9位于冰箱外部，所述冷藏室1、冷冻室2、热管冷藏室蒸发段5、热管冷冻室蒸发段6位于冰箱内部。热管除霜蒸发段7紧密贴合于冰箱冷凝器外表面。

其中，本发明中包括两根热管，两根热管的冷凝段4均位于蓄冷箱的相变蓄冷材料11中。其中一根热管的蒸发段位于冷藏室内5；另一根热管有两个蒸发段，一个位于冷冻室内6，另一个紧密贴合于冰箱冷凝器的外表面7。两根热管上分别设有第一温控阀8、第二温控阀9和第三温控阀10。

实施例2：

在图1所示的实施例中采用的是只有冷藏室和冷冻室的冰箱，本发明的蓄冷改造方法同样适用于具有其他结构的冰箱。例如图2中采用了具有变温室的冰箱，变温室的具体温度可在5～-20℃中自由设置，方便用户存放药品、护肤品等需要特定温度存储的物品。

以上所述，仅是本发明较佳可行的实施例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的普通技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形都应属在本发明权利要求的保护范围之内。