[發(fā)明專利]利用定形相變材料的蓄熱型冷凝器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910243820.2
• 申請日: 2009-12-22
• 公開（公告）號: CN101718482A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程文龍;梅寶軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: F25B39/04
• 分類號: F25B39/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;賈玉忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷凝器，特別是一種利用定形相變材料的蓄熱型冷凝器，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域，適用于電冰箱、電冰柜、低溫箱、冷飲機、冰激凌機及間斷式工作的小型制冷機等制冷設(shè)備。

技術(shù)背景

目前，冰箱冷凝器中箱壁式冷凝器有結(jié)構(gòu)緊湊、不占用外部空間、不易損傷、便于清潔、平整美觀等優(yōu)點逐漸成為主流冷凝器。但是管壁式冷凝器中冷凝管和箱壁的連粘，理論上其接觸只能是一條線，因此冷凝管與箱壁間導(dǎo)熱效果較差。而且，由于冰箱冷凝器與環(huán)境之間的散熱主要是通過自然與輻射換熱來進行的，這就使得冷凝器與環(huán)境間的換熱效率低下。隨著對家用電器節(jié)能要求的不斷提高，冰箱冷凝器換熱問題一直成為冰箱節(jié)能水平提高的一個主要制約因素。

冰箱等小型制冷裝置都是間歇性工作的，其開機率僅為40％左右，因此冷凝器也是間歇性工作的，當冰箱處于關(guān)機狀態(tài)時，冷凝器也停止工作。如何將冰箱關(guān)機時間利用上來實現(xiàn)冰箱冷凝器的不間斷換熱，是提高冰箱冷凝器效率的一大突破口。專利ZL98100512.8提出了一種蓄熱式不間斷冷凝器，能實現(xiàn)冰箱冷凝器的不間斷換熱，但其采用的相變材料或液體材料具有流動性特點，因此必須要經(jīng)過嚴密封裝，這種冷凝器的生產(chǎn)加工復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。專利ZL01115147電冰箱中也同樣使用了相變蓄熱來延長冰箱冷凝器的換熱時間，其主要是將相變材料先封裝在密封管中，然后將其安裝在冷凝器管道之間，來實現(xiàn)相變儲能。與其類似的專利還有專利ZL01218267帶有熱管的蓄熱式冷凝器、專利ZL200520133237蓄熱板管式冷凝器。

以上這些專利中采用的蓄熱方式均是用嚴密封裝相變物質(zhì)來實現(xiàn)，因而這種冷凝器主要問題有：一是蓄熱物質(zhì)蓄熱時會發(fā)生相變，液體具有流動性，因此必須嚴密防止泄露，這就造成加工復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高；二是相變物質(zhì)在相變過程中其密度會發(fā)生變化，導(dǎo)致體積發(fā)生改變，這樣會在換熱器的局部發(fā)生擠壓變形，這樣周而復(fù)始的變形最終會造成封裝上的困難；三是一般來說液體具有一定的腐蝕性，而且液體會在冰箱箱壁形成一定壓強，長久的腐蝕與壓強作用下很有可能會發(fā)生泄露。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用定形相變材料的蓄熱型冷凝器，解決目前冰箱箱壁式冷凝器中冷凝管與冰箱箱壁接觸不好問題，強化冷凝器與冰箱箱壁間的傳熱，提高散熱效率，同時無毒無腐蝕，因此使得該冷凝器的生產(chǎn)難度降低、安全可靠，生產(chǎn)成本較低。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種利用定形相變材料的蓄熱型冷凝器，包括：定形相變材料、冷凝管、冰箱隔熱材料、冰箱箱壁；定形相變材料完全包圍或部分包圍冷凝管，且定形相變材料將冷凝管固定在冰箱隔熱材料與冰箱箱壁之間。

所述冷凝管可以冰箱箱壁直接接觸，也可以不與冰箱箱壁直接接觸。

所述冷凝管既可以橫排，也可以是豎排；同時冷凝管可以是圓管，也可以是D型管，也可以是其它形狀的管道。

所述定形相變材料由相變材料、支撐材料和導(dǎo)熱增強劑組成，所述相變材料為石蠟類物質(zhì)，其質(zhì)量百分比為65％~90％；所述支撐材料為聚乙烯，質(zhì)量百分比為9％~34％；所述導(dǎo)熱增強劑為膨脹石墨，質(zhì)量百分比為1％~7％。所述定形相變材料的相變點溫度在25℃-50℃之間。所述的石蠟類物質(zhì)為切片石蠟、半精煉石蠟或全精煉石蠟中的任何一種，所述石蠟類物質(zhì)的熔點在10℃-75℃之間。

當然本發(fā)明的優(yōu)選方案為：石蠟類物質(zhì)，其質(zhì)量百分比為65％～80％；支撐材料為聚乙烯，質(zhì)量百分比為19％～34％；導(dǎo)熱增強劑為膨脹石墨，質(zhì)量百分比為1％～7％；另一種優(yōu)選方案為：石蠟類物質(zhì)，其質(zhì)量百分比為80％～90％；支撐材料為聚乙烯，質(zhì)量百分比為9％～19％；導(dǎo)熱增強劑為膨脹石墨，質(zhì)量百分比為1％～7％。

所述定形相變材料可以完全充滿冰箱箱壁與冰箱隔熱材料間的間隔，也可以是部分充滿冰箱箱壁與冰箱隔熱材料間的間隔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：

(1)在本發(fā)明中冷凝管與定形相變材料相接觸，從而增大冷凝器管道向外傳熱面積。定形相變材料可以蓄積冰箱冷凝器熱量，蓄積的熱量可以在冰箱停機時通過冰箱箱壁向外散出，實現(xiàn)冰箱冷凝器的不間斷工作，提高冷凝器換熱時間，從而增加了換熱量。該蓄熱材料在發(fā)生相變時外形不會發(fā)生，在蓄熱時不會發(fā)生流動，不用專門設(shè)計密封裝置來進行封裝從而使得該冷凝器的結(jié)構(gòu)簡單，容易生產(chǎn)制造，同時無毒無腐蝕，安全可靠。本發(fā)明適用于電冰箱、低溫箱、電冰柜、冷飲機、冰激凌機及間斷式小型制冷機等制冷設(shè)備。