[發明專利]環形熱管型蓄冷冰箱

無效

• 申請號: 201410586399.6
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104296456A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 裴剛;曹靜宇;張鵬宇;李晶;楊明;季杰
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: F25D11/02
• 分類號: F25D11/02;F25D19/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明屬于家電類冰箱技術領域，具體涉及一種蓄冷冰箱。

背景技術

在如今國內電力供應緊張，電網峰谷差不斷拉大的大背景下，電力部門推出了“分時電價”，使白天電價上漲，晚上電價下降，驅使部分電力負荷向用電低谷轉移，通過“削峰填谷”的方式消化高峰時段電網的電力負荷。在此基礎上，電冰箱領域中已經探索出一些電冰箱利用相變材料在谷電時段蓄冷，在峰電時段放冷的理論方案。一種應用于“分時電價”的蓄冷冰箱并沒有考慮到冰箱冷凍冷藏室的實際溫度需求，并且當壓縮機停止工作后，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的低溫，會造成冰箱內部溫度分布不均勻。另一種蓄冷冰箱采用了可拆卸式安裝的相變材料，具有一定的實用價值，但是同樣依靠相變材料自然融化放冷來維持箱體內的低溫。在實際應用中，當壓縮機停止工作時此類蓄冷冰箱都會存在冷凍冷藏室溫度不能人為調控、溫度分布不均勻、相變材料相變過程速度不合理的問題。

傳統非變頻式冰箱運行過程中，當壓縮機工作時冷凍冷藏箱體內溫度降低，壓縮機停止工作后冷凍冷藏箱體內溫度升高，冰箱壓縮機啟停周期直接影響冰箱冷凍冷藏箱體內溫度波動范圍。壓縮機功耗和壽命問題限制其啟停頻率不可過高，導致了冰箱冷凍冷藏箱體內溫度存在較大波動，難以實現精確控溫。

環形熱管是一種通過相變傳熱，具有優良的傳熱能力，同時能夠實現遠距離傳輸熱量的元件。其中重力型即自然循環式的環形熱管僅靠系統本身的壓差即可自動運行，不需要外部輔助能源的消耗，且運行過程無噪聲，尤為重要的是環形熱管的冷凝段銅管易與相變材料結合，其蒸發段銅管也可以在冰箱冷凍冷藏室內合理分布，完成相變材料與冷凍冷藏室的充分換熱，其自動傳熱過程還可以隨時中斷并及時恢復。

發明內容

為了解決蓄冷冰箱實際應用中存在冷凍冷藏室溫度不能人為調控、溫度分布不均勻、相變材料相變過程速度不合理的問題，也為了解決傳統非變頻冰箱箱體內溫度波動大的缺陷，本發明通過結構改進提供一種應用于電網“削峰填谷”和精確控溫的環形熱管型蓄冷冰箱。

具體的技術解決方案如下：

環形熱管型蓄冷冰箱，其箱體主要分為冷藏室和冷凍室，還包括壓縮機、蒸發器、毛細管、冷凝器，其中毛細管、壓縮機和冷凝器均位于箱體的保溫層的外部；

所述箱體上設有蓄冷室，所述蓄冷室內填充封裝有相變蓄冷材料；所述蒸發器位于蓄冷室的相變蓄冷材料中；

還包括一根以上的環形熱管，其中環形熱管的冷凝段位于蓄冷室的相變蓄冷材料中，環形熱管的蒸發段中的一部分位于冷藏室內，蒸發段中的另一部分位于冷凍室內；

每根環形熱管上均設有溫控閥。

所述相變蓄冷材料的相變溫度為-20～-30℃。

本發明的有益技術效果體現在以下方面：

（1）本發明的壓縮機只在夜間谷電時段穩定運行，通過制冷循環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也通過一根或兩根環形熱管為冰箱冷凍室和冷藏室提供冷量；冰箱壓縮機在日間峰電時段停止工作，依靠完全凝固的相變材料通過一根或兩根環形熱管為冰箱冷凍室和冷藏室提供冷量，維持其低溫環境，直到下一個谷電時段的到來。由此為用戶節省用電開支，普及后也能極大的減小國家電網的峰谷差，為國家節省能源；

（2）本發明使用環形熱管將蓄冷室中相變材料儲存的冷量送達冷凍冷藏室，由于環形熱管的蒸發段銅管可以設計為類似于傳統非變頻冰箱內蒸發器盤管的結構，并且環形熱管循環上的溫控閥可以合理控制環形熱管換熱過程的啟停，所以冰箱任何時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準。尤為重要的是可以將溫控閥調節為較高的精度，增大環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幅度，避免壓縮機的頻繁啟停，解決了現有非變頻冰箱冷凍冷藏室溫度波動大的難題，達到了精確控溫的目的，還可以使用兩根環形熱管為冰箱冷凍室和冷藏室分別提供冷量，并使用兩個溫控閥分別控制兩根環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，為食物提供更優良的保鮮環境；

（3）本發明中制冷循環在夜間谷電時段不間斷地穩定運行，避免了壓縮機頻繁啟停時啟動功率高于穩定工作時功率的弊端，穩定制冷循環的工況，可以有效延長壓縮機使用壽命。

因此本發明首先通過制冷循環為相變材料提供冷量，然后通過環形熱管循環轉移相變材料中的冷量至冷凍冷藏室，實際上循環簡單，在傳統冰箱上作簡單的改進后，只需增加了一個蓄冷室就可以實現“削峰填谷”式蓄冷冰箱的實用化，同時也解決了傳統冰箱冷凍冷藏室溫度波動大，難以做到精確控溫的難題。

附圖說明