专利名称：一种配用小型冷库的单体低温空调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及配用小型冷库的低温制冷装置的结构技术。
目前的空调器，都是指能让人舒适的房内高温空调器，在环境温度35℃时的蒸发温度约7.5℃。其中采用全密封型制冷系统(无任何可拆卸结头)的窗式空调器，是各种空调器中结构最简单和价位最低的一种。主要由散装的制冷部件通过在冷库现场连管安装的形式所构成的制冷装置，其制冷系统不可能达到全密封型的要求。--至少有四个可拆卸的管连结头，它们无法阻挡制冷剂分子从其紧闭的缝隙(再光滑的金属表面总是有一定粗糙度)中向外穿透泄漏，只是速度慢一些而已。并且，配用这类制冷装置形成的均是直冷式有霜小型冷库，其最大的麻烦是需要经常“补充制冷剂”和“清库化霜”，尤其在炎热的夏季，往往会由此而误事。具备或兼有冷冻功能的食品冷库，其国标要求是库温达到-18℃。
华凌空调是中国名牌产品，其中采用“全密封型”制冷系统的单体窗式空调器，是空调器各类产品中价位最廉者，从“华凌空调窗机系列”产品的说明宣传材料中可以看到其房间空调器中的各种规格的窗机都生产，就是没有配用冷库，特别是配用低温冷库的单体窗式低温空调器产品。
本发明的目的提出一种为多种温度档次小型冷库服务的具有“全密封型”制冷系统结构型式的空调器，其中最高级的结构型式是带有自动化霜功能的机型，即能构成小型无霜冷库(-18℃)的本发明产品，以此来彻底解决现有的冷库技术中上述的需要“补充冷剂”和“清库化霜”这二个令使用者烦恼的问题。
本发明是这样实现的它至少包括蒸发器、压缩机、节流器和冷凝器四大冷库制冷基本部件，为制冷系统全密封目的而将它们设置在一个底板框架结构中。其中蒸发器所在的低温区间外围设有由绝热材料构成的绝热壳体，由上下左右及位于中部断面竖向的五个层面的绝热形体构成，并通过能紧紧粘住内外壳体壁的现场发泡工艺成形的。为蒸发器设置由独立的电机和风扇构成的冷冻风机，冷冻风机可以是轴流式的，或离心式的；它可以置于蒸发器之前，或之后；其冷风的出风口和进风口可以竖向排列，也可以横向排列。冷凝器所在的高温区间的左右上下向外侧空间的方向上，为利于通风，可以无任何外包壳壁遮盖；也可以至少在其中任意的一个方向上设有用于遮掩的外包壳壁；冷凝风机可以置于冷凝器之前，或之后。
为了使小型冷库的无霜化，本发明中蒸发器所定位的低温区间应设置加热化霜设施该设施是由连接在制冷管道系统中压缩机的吸气口与排气口处的以控制制冷剂流向为目的的二位四通阀为主控体而形成的热泵型系统内部的“内化霜”机构(由高温制冷剂从蒸发器翅片盘管内部向外加热化霜)构成；也可以是由电热元件构成的在系统外部的“外化霜”装置构成；更可以是由上述的“内化霜”和“外化霜”二者共同构成。
加热化霜设施的化霜方法为“A”或“B”或“A+B”A.热泵型“内化霜”机构实施化霜时的方法
a.让二位四通换向阀换位工作(蒸发器处于制热化霜状态)；b.让冷冻风机停机；c.让压缩机和冷凝风机照开不停；B.电热型“外化霜”装置实施化霜时的方法a.至少让冷冻风机和压缩机停机；b.让电热元件通电加热；加热化霜设施的化霜间隔时间的确定方案为“A”或“B”或“A+B”A.根据压缩机的累积工作时间长短来设定。
B.根据除了“A”以外的任意因素来设定。
本发明与现有技术比较一.由于本发明在窗式空调器的结构基础上又采用了以隔绝冷热区间为主体的绝热壳体技术和冷库内侧化霜技术一类的多个举措，为小型冷库配用的制冷设备能采用价位最低且又是全密封型制冷系统(无需补充制冷剂)的单体结构型式创造了条件；并且也进而为实现小型冷库的无霜化(无需清库化霜)，以及安装的简单化和使用的方便化(类同于现有的普通家用空调器的简单安装和操作方法)创造了条件；--尤其是对它的操作难度来说，将可以降低到所有会使用家用空调器的人们(包括老人和小孩)都能够掌握和使用的程度。
二.以1.5马力的本发明产品(低于-18℃时制冷量接近千瓦)所配用并形成4至5立方米的小型无霜冷库为例它的总成市场价以1万人民币计算；其中本发明产品的市场价约5千人民币(而产品成本不足其中的一半)。--与本发明有关的这些于用户有利的价位和于制造单位有利的利润，均远远胜过现有技术所涉及的非“全密封型”同规模制冷装置及其形成的直冷式有霜冷库(其市场价是小型无霜冷库的二倍)的价位和利润。
三.上述的“一”和“二”，为本发明进占现有技术的小型有霜冷库市场创造了条件；并最终为促使价廉而先进的小型无霜冷库进入沿海渔业捕捞户和内地牲擒养殖户，以及兼有上述农务的农民家庭创造了条件。--估计我国有约2千万有关的农户家庭将会有条件引进配用本发明产品的小型无霜冷库，而发达国家多数相关的农家都已有小型有霜冷库。
图示意了本发明的一个实施例。
1外包壳壁；2高温区间；3底板框架结构；4绝热壳体；5冷凝器；6压缩机；7毛细管节流器；8蒸发器；9冷凝风机；10二位四通换向阀；11冷冻风机；12化霜水盘；13冷库；14低温区间；15进风口；16出风口；17化霜装置；18保温层；19隔潮层；20地板；21砖块；22预制钢筋水泥板；23架空通气孔层。
从图示中不难看出本发明是单体窗式空调器技术与有保温壳体的无霜冰箱技术二者的结合产物，即配用在保温库房时，能形成小型无霜冷库的低温空调器，从它的管路连接看，完全可以做到没有任何可拆卸结头的免维护型全密封制冷系统。
本发明安置在冷库〖13〗的“窗洞”中。应该注意确保本发明的绝热壳体〖4〗与冷库〖13〗的保温层〖18〗形成连续的保温形体，因此需填实它们之间的任何缝隙空间。
本发明在墙内侧的低温区间〖14〗，被绝热壳体〖4〗从上下左右及中部断面竖向的五个方向上包围着。绝热壳体〖4〗通常采用诸如聚胺脂一类的材料，并通过现场发泡成形工艺完成的。它是一个具有相当机械强度的类同于冰箱冷冻室保温箱壳的刚体，其绝热保温层厚度一般控制在6公分左右，主要目的是确保低于-18℃冷气的形成和输出。--本发明设有绝热壳体〖4〗是与现有的家用窗式空调器在结构上最为明显的不同之处。
应该注意到本发明涉及绝热壳体〖4〗的结构中绝对不应存在“冷桥”。
一、在蒸发器〖8〗所在的低温区间〖14〗外围的绝热壳体〖4〗周边的结构中，明显不应存在哪怕是螺丝钉那样细小的金属“冷桥”，这才能保证本发明本身以及设置地点附近无凝露和无结冰的现像发生。
二、冷冻风机〖11〗和冷凝风机〖9〗是相互独立的，分别设在二个不同温度的区间〖2〗和〖14〗之中。它们二者之间明显不存在“冷桥”。--如果采用同于普通的家用窗式空调器中的双风叶单电机的组合型风机系统，那么，横穿在其中之一是远低于0℃的二个高低温差很大的区间〖2〗和〖14〗的风扇机轴，会形成严重的特大金属“冷桥”，既损失了大量的制冷量，还会在该机轴上凝露，甚至结冰，影响风机的正常工作，最后导至本发明产品整机的坏损。
三.在本发明安置在冷库〖13〗后，其底板框架结构〖3〗中的任何部位，均不能有与冷库〖13〗内侧的冷空气直接接触而可以形成金属“冷桥”冷端的部位。
本发明正常工作时，压缩机〖6〗处于开机状态，冷库〖13〗外侧的冷凝风机〖9〗对着冷凝器〖5〗向外吹风，风带着冷凝器〖5〗中传递出来的热量进入大气空间散去；冷库〖13〗内侧的冷冻风机〖11〗从进风口〖15〗吸入库内的循环气流，经蒸发器〖8〗制冷降温后从出风口〖16〗吹出，以-18℃的低温冷藏或冷冻库内的食品。此时冷库〖13〗的内壁无结霜现像。
由于本发明配用的冷库库容很小(干耗也极小)，冷冻风机〖11〗的功率不必过大。
本发明采用的是自动化霜系统，并且，其加热化霜设施以热泵型“内化霜”机构为主通过有二个输入气口与压缩机〖6〗的吸气口和排气口分别相连的电控二位四通换向阀〖10〗的工位转换，使它的二个与冷凝器〖5〗和蒸发器〖8〗分别相连的输出气口的制冷剂的进出流向改变，导至冷凝器〖5〗和蒸发器〖8〗的功能相互转换，其目的是让蒸发器〖8〗制热。--让此时的蒸发器〖8〗从它的内部传出热量，化解它表面的积霜。
因此，化霜时处于制冷工况运行状态的二位四通换向阀〖10〗应暂时换位，此时，冷冻风机〖11〗也应暂时停开，而压缩机〖6〗和冷凝风机〖9〗照开不停。这就形成了本发明的热泵型“内化霜”方法。化霜水可以通过化霜水盘〖12〗的导水管从本发明中的冷库〖13〗外侧端流出。
化霜结束后冷冻风机〖11〗重新启动，同时让二位四通换向阀〖10〗复位，冷凝器〖5〗和蒸发器〖8〗也随之恢复原来的制热和制冷功能，即蒸发器〖8〗重新恢复制冷工况，此时冷冻风机〖11〗又开始吹出冷气，恢复对冷库〖13〗的制冷工作。
当然，化霜时也可以考虑采用由电热元件构成的电热型“外化霜”装置〖17〗，从蒸发器〖8〗盘管的外部对它实施化霜；必要时，还可双管齐下“内化霜”和“外化霜”同时用上，以缩短化霜的时间。
本发明相邻的二次化霜的间隔时间控制采用的方案是“压缩机〖2〗工作时间累积”与“任意定时(实为根据需要定时)”二者相结合的方式。
在刚放进欲冷冻的食品之后的24小时内，由于热负荷较大，是以压缩机〖2〗受温控而断续工作时的累积时间作为二次化霜的间隔时间来处理；再往后，被冷冻好的食品进入同温冷藏阶段，其化霜的间隔时间设定为每30小时一次即可。
只要化霜过程控制得当，每30小时一次几分钟的自动化霜时间中，从本发明中自然逸出的热量，决不会对冷库〖13〗内的库温产生明显的影响。即便-18℃的库温略有回升(库内冷冻食品极少时才易发生)，当化霜结束时恢复制冷工况后的几分钟内，就能将先前这短暂的温升影响完全消除。因此，在出风口〖16〗处和进风口〖15〗处的相关位置上可以不必设置化霜时就关闭的隔热风门装置。
本发明在墙外侧的高温区间〖2〗完全暴露在大气空间中，这于散热有利，多数情况下，应在本发明的上方应该增设一个简易的遮阳雨棚；当然，也可考虑如家用窗式空调器那样，在结构上设有完全的外包壳壁〖1〗。
本发明的压缩机〖6〗采用1.5匹马力功率，鉴于服务对象是食品，对机器噪声的要求不高。它能使4至5立方米容积的冷库〖6〗在无霜的情况下保持温度在-18℃。
本发明在单机配用冷库〖13〗时，效容积为4至5立方米。冷库〖13〗的壳体采用砖石结构(金属装配结构壳体也是个可行的实用方案)。--本发明单机配用冷库〖13〗时，兼顾冷冻和冷藏的功能；双机配用冷库〖13〗时，冷库〖13〗的容积可以成一倍多一些地增加，速冻食品时开双机，同温冷藏食品时开单机，这样使用最经济。
本发明配用的冷库〖13〗，其中的砖块〖21〗墙和由预制钢筋水泥板〖22〗构成的底板，它们与保温层〖18〗之间设有隔潮层〖19〗，主要用以阻止冷库〖13〗外的潮气渗入保温层〖18〗中凝露和结冰，使之遭到破坏。设置架空通气孔层〖23〗的目的是为了自然通风，使从冷库〖13〗底部缓慢渗透出来的冷气被及时带走，否则，冷量积压下来会造成潮湿的泥地层的冻裂，使冷库地面也随之遭到破坏。
本发明由于增设了由现场发泡工艺成形的绝热壳体〖4〗，使得其实施难度略高于家用窗式空调器；配用相应容积小型保温库房的设计图，可以附在本发明产品说明书中。由用户依图自行建造或委托建造砖石结构的保温库房，也可以购买现成的装配式金属结构壳体的保温库房。这些配套事宜均可以由本发明的制造单位协调解决。
权利要求
1.一种配用小型冷库的单体低温空调器，它至少包括冷凝器〖5〗、压缩机〖6〗、节流器〖7〗和蒸发器〖8〗四大制冷基本部件在内的冷库制冷装置，其特征是A.上述四大制冷基本部件设置在同一个底板框架结构〖3〗中；B.在蒸发器〖8〗定位的低温区间〖14〗外围设有绝热壳体〖4〗；
2.一种配用小型冷库的单体低温空调器，它至少包括冷凝器〖5〗、压缩机〖6〗、节流器〖7〗和蒸发器〖8〗四大制冷基本部件在内的冷库制冷装置，其特征是A.上述四大制冷基本部件设置在同一个底板框架结构〖3〗中；B.在蒸发器〖8〗定位的低温区间〖14〗外围设有绝热壳体〖4〗；C.为蒸发器〖8〗设置由独立的电机和风扇构成的冷冻风机〖11〗；D.在蒸发器〖8〗定位的低温区间〖14〗内设有加热化霜设施；E.加热化霜设施的化霜间隔时间确定方法为如下的“a”或“b”或“a+b”；a.由压缩机〖6〗累积工作时间设定。b.由除了“a”以外的任意因素设定。
3.按照权利要求1和2所述的一种配用小型冷库的单体低温空调器，其特征是绝热壳体〖4〗，是由上下左右及位于中部断面竖向的五个层面的绝热材料形体构成的；
4.按照权利要求1、2和3所述的一种配用小型冷库的单体低温空调器，其特征是绝热壳体〖4〗，是通过现场发泡工艺成形的；
5.按照权利要求2所述的一种配用小型冷库的单体低温空调器，其特征是冷冻风机〖11〗，它定位于蒸发器〖8〗之前；或者之后；它吹出冷风的出风口〖16〗和吸引回风的进风口〖15〗是竖向排列的；或是横向排列的；
6.按照权利要求2所述的一种配用小型冷库的单体低温空调器，其特征是加热化霜设施，它由如下的“A”或“B”或“A+B”构成；A.由连接在制冷管道系统中压缩机〖6〗的吸气口与排气口处的，并且以二位四通阀〖10〗为主控体而形成的热泵型“内化霜”机构。B.由电热元件组成的电热型“外化霜”装置〖17〗。
7.按照权利要求2和6所述的一种配用小型冷库的单体低温空调器，其特征是加热化霜设施，采用的化霜方法为如下的“A”或“B”或“A+B”。A.热泵型“内化霜”机构的化霜方法a.让二位四通换向阀〖10〗换位工作(蒸发器〖8〗处于制热化霜状态)；b.让冷冻风机〖11〗停机；c.让压缩机〖6〗和冷凝风机〖9〗照开不停。B.电热型“外化霜”装置〖17〗的化霜方法a.让电热元件通电加热；b.至少让冷冻风机〖11〗和压缩机〖6〗停机。
全文摘要
一种配用小型冷库的单体低温空调器,是窗式空调器结构与无霜冰箱制冷技术的结合产物,是对现有的形成直冷式有霜冷库的非全密封型制冷系统设备的一种改进。它主要是通过内设高低温空间的保温绝热技术和化霜技术等举措来实现的;它质量可靠,安装简单,使用方便;由它构成无霜冷库的总造价远低于现有技术的有霜冷库;因此它为小型冷库,特别是约5立方米的无霜冷库进入沿海渔业捕捞户和内地牲禽养殖户的农民家庭创造了条件。
文档编号F24F1/02GK1335474SQ0112496
公开日2002年2月13日 申请日期2001年8月8日 优先权日2001年1月9日
发明者梁嘉麟 申请人:梁嘉麟