专利名称：具有温度调平装置的用于保鲜产品的冰箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有用于调平温度的无源装置的、用于保鲜和冷冻产品的冰箱。
背景技术：
如所公知的那样，针对保存保鲜易腐烂产品的关键要求是尽可能接近地将温度维 持到通常在0°c以下的最大冰点，将湿度维持在90%以上的值并且缺少通风。如所公知的那样，随着保存参数变化的变质系数的变化关于其相互作用及变化不 是线性的，所以例如当使用传统或者工业冰箱的典型值时，存在平均从+2°C到+5°C振荡的 温度，具有接近60%的相对湿度和内部通风，并且因此变质系数大于5，从而减小到小于产 品的使用寿命的五分之一。目前商业上可获得的冰箱通常配备有保存隔间，该保存隔间是隔热的并且在其里 面或者与其接触地存在由线圈或者板(Plate)构成的蒸发电路，该蒸发电路连接到压缩 机，所以在提供于冰箱内部的蒸发电路中存在气体的直接蒸发，所以存在这样的温度，该温 度显著低于这样的保存隔间的温度值，这种温度差一般超过10°C。保存隔间内的温度由恒温器调节，并且因此冰箱的操作是开关型的。由于蒸发气体和环境的温度之间的高温差，这种类型的操作导致空气的极度脱 水，结果是所保存的产品变干燥；此外，由于压缩机的操作类型，保存隔间内存在温度的连 续振荡。恒温器的使用引入了对调整保存隔间内的温度的需要，以便考虑恒温器的滞后及 其精确性。构造和操作的类型不可避免地导致隔间内的温度的不均勻性，并且此外，由于空 气和蒸发气体之间的温度的巨大差别，在负温度下具有如下表面该表面在与保鲜产品直 接接触的情况下通过冷冻而破坏了该保鲜产品。另一问题还在于，传统冰箱的能量消耗主要集中在对应于电网的超负荷时期的一 天的温暖时间。另一问题还在于，尤其对于保鲜产品来说，如果电力供应不可获得，则存在破坏产 品的迅速温度变化。
发明内容
本发明的目标是通过提供具有用于调平温度的无源装置的、用于保鲜和冷冻产品 的冰箱来消除以上所指出的缺点，该冰箱允许消除由压缩机的操作类型引起的保存隔间内 的温度的连续振荡，获得与传统技术的分布曲线不同的基本上恒定的温度分布曲线，该传 统技术的分布曲线通过由热循环引起的温度的连续振荡来表征，所述热循环加速了人们设 法保存的产品的老化。在该目标内，本发明的目的是能够调整保存隔间内部的温度，而不受由恒温器的 滞后以及可能的精确性的缺乏导致的负效应的影响。
本发明的另一目的是提供允许将能量消耗从白天时期移到夜间的冰箱，如果系统地应用该技术，则该冰箱既因为可以使用当前未使用的或者仅部分使用的边缘电力而引起 相当大量的CO2排放的减少，又因为存在由较高的蒸发温度和较低的夜间温度引起的较高 压缩机效率而导致消耗的减少。本发明的另一目的是提供可以将温度和相对湿度值维持在设计参数内而不管电 源连续性是否可获得的冰箱。本发明的另一目的是提供由于其特定的构成特性而能够提供使用方面的可靠性 和安全性的最大保证的冰箱。通过具有用于温度调平的无源装置的、用于保鲜和冷冻产品的冰箱来实现在下 文中将变得更加明显的这个目标以及这些和其他目的，该冰箱包括内部形成有由隔热壁 限定界限的至少一个隔间的主体，特征在于所述隔间的至少50%的内表面由包含共晶液 (eutectic liquid)的蓄热器的表面构成，该共晶液具有接近于要在所述隔间内维持的温 度的相变温度，与压缩机相关联的蒸发电路在功能上连接到所述蓄热器。
根据通过附图中的非限制性例子所示出的、具有无源温度调平装置的用于保鲜和 冷冻产品的冰箱的优选的但不是排他的实施例的描述，本发明的进一步的特性和优点将变 得更加明显，其中图1是冰箱的示意透视图；图2是沿着垂直平面得到的冰箱的截面视图；图3是沿着水平平面得到的冰箱的示意截面图；图4是示出冰箱部件的、冰箱的切口的透视图。
具体实施例方式参考附图，一般由参考数字1标明的、具有无源温度调平装置的、用于保鲜和冷冻 产品的冰箱包括以任何方式成形的主体2，主体2内部形成有一般由参考数字3标明的至少 一个隔间或者室，该隔间或者室由通过参考数字4标明的隔热壁限定界限。可以以公知的方式，通过提供外表面并且包含膨胀材料的传统金属板来获得隔热 壁；可选择地也可以通过制造在其中提供真空的壁来实现隔热。本发明的特有特征由使用热质量的熔化焓所提供的能量的能力构成，该热质量通 过在蓄热器中在低温下循环冷冻液而被预先冷冻，以便借助于穿过壁的热和产品所消耗的 热的吸收来维持最优的相对湿度和温度条件，该吸收是渐进的并且与需求成比例。调整操作、交换表面/体积比以及累积的能量/体积比允许迅速地吸收由门的打 开而导致的瞬变，并且允许将24小时期间的内部温度变化限制到小于+/_1°C的值，同时空 气和表面本身之间的温差小于4°C避免了空气的除湿，使得任何除霜功能变得不必要。由于 如下事实而实现该性能隔间3的内表面的大部分，对于至少50%的表面来说，由一般由参 考数字10标明的蓄热器的表面构成，该蓄热器具有形成隔间3的表面内壁的内表面11。可以从由金属材料或者塑料制成的两个壳获得蓄热器，其中内壳限定了保存隔间 的界限，而外壳包围第一个壳的大部分表面并且沿着整个周边而焊接在其上。
如此提供的容器包含共晶液并且与隔热材料接触。为了避免由静水压力导致的变形，两个壳机械地连接到彼此而不是热连接到彼 此。根据尤其在图3中示出的，也可以提供相互接触布置的并且实际上由挤压元件提供的盒状元件，该挤压元件形成被导向隔间3的内壁11以及被导向膨胀材料的外壁12。如此提供的轮廓被制定尺寸，以便避免由静水压力导致的变形，并且实际上由具有变形的蓄热器的内壁吸收正的或者负的体积变化，该变形保持在材料的弹性范围内。内部放置共晶液。蓄热器连接到蒸发电路，在半壳的情况下，该蒸发电路可以布置在这种半壳的内 部，并且在轮廓由管状主体13构成的情况下，该蒸发电路可以布置在轮廓的外部，以便相 对于与内部接触的边缘而尽可能远离；因此，管状主体或者元件13布置在被导向隔热壁4 的轮廓的壁14的中央部分。本发明的特性由如下事实构成在循环于蒸发电路中的冷冻液 和隔间3内的温度之间维持温差小于8°C，因此有助于显著的能量节约。使用这种布置，可以不在盒状主体的末端处吸收热，其中在该盒状主体中存在由 边缘构成的直接热接触。为了允许包含在盒状元件中的全部共晶液内的状态的均勻转换，由外壁12构成 的热阻必须等于所包含的共晶液的热阻。实际上构成线圈的管状元件可以与盒状元件共同挤压，因此提供单片主体。为了允许隔间3内的均勻温度分布并且共晶液的相变温度和保存隔间的温度之 间的温差小于4°C，以平方米计的隔间的表面和以立方米计的隔间3的体积之间的比率必 须大于3. 5。使用这种布置，蓄热器的内表面的温度具有在最温暖的点和最冷的点之间小于 2°C的差别。使用所描述的布置，实际上包含在蓄热器中的共晶液提供介于蒸发电路和保存隔 间之间的热过滤器，该热过滤器削弱了开关操作固有的温度振荡并且允许在所有的点维持 如下温度，该温度避免了对与保存隔间的表面接触的产品解冻和破坏。使用这种布置，通过将由压缩机的开关操作导致的温度振荡维持在低于+/-rem 值，获得了近乎平坦的温度分布曲线。为此，介于蒸发气体和保存隔间或者室的内壁之间的共晶液必须具有大于5mm的 平均厚度，并且在标准操作条件下，在充电的末端必须维持接近10%的液相百分比，以及在 放电的末端必须维持基本上30%的固态百分比。通过以下获得液相/固相百分比检查共晶液的温度，并且在存在相对于额定状 态转换值正/负十分之二度的温差的情况下，停止/启动压缩机。使用所述解决方案，即使在没有由缺乏电源或者可能由仅在夜间计划的、以便减 小能量成本和高峰时间的日间消耗的操作导致的压缩机操作的情况下，也可以保持保存隔 间内的温度恒定；为了实现这个目的，共晶液的熔化焓必须具有如下值，该值允许吸收从由 传导、由重复的门打开以及由特定量的产品的制冷导致的热流而导出的所有热。压缩机可以是在高压下具有直接的气体膨胀的类型，具有从_5°C到1°C的典型蒸发温度。
压缩机可以直接连接到冰箱主体，或者可选择地可以通过配备有快速耦合的管与 蒸发电路可分离地关联，该快速耦合允许即使是非技术人员也能断开和连接制冷电路。此外，一旦从压缩机断开，冰箱可以构成在热和能量方面自主并且能够将内部温 度和相对湿度值维持范围在1到30天的一段时期的运输装置。如上所述的操作可以预置在特定时间带中。已经进行的实验测试表明，实际上构成热过滤器的蓄热器的存在允许在隔间的内 壁和内部之间获得小于4°C的温差，其中在大于3. 5m2/m3的表面上，蓄热器中的共晶液的平 均厚度大于5mm。
这种表面与体积的比率也允许保持内隔间的顶部和底部之间的温差低于2°C，并 且为了获得这个值，建议在双壳蓄热器的情况下准备以均勻分布的变化从顶部向下逐渐减 小的蒸发器线圈密度，其中平均中心距离为60mm，最小中心距离为30mm，并且最大中心距 离为90mm。如附图所示，在具有盒状元件的蓄热器版本的情况下，建议具有下述蒸发电路，该 蒸发电路具有优选地从顶部向下的气体膨胀的定螺距。从已经描述的可以看出，本发明实现了所提出的目标和目的，并且尤其强调了如 下事实提供了修改用于提供冰箱的传统技术的冰箱，因为使用了蓄热器，通过保留介于蒸 发电路和保存隔间之间，该蓄热器创建了过滤器，使得保存隔间内的温度梯度总是严格低 于 4°C。此外，从共晶液的相变得到的积聚允许维持压缩机基本上仅在夜间操作，总是具 有维持冰箱内的最优温度水平的确定性。如此构想的本发明容许有大量的修改和变化，所有这些修改和变化都在所附权利 要求的范围内。所有细节可进一步用其它技术上等效的元件代替。实际上，只要与特定的用途以及可能的形状和尺寸兼容，所使用的材料可以是根 据要求的任何材料。通过引用，将本申请要求其优先权的意大利专利申请第MI2007A001259号中的公 开内容合并于此。其中任一权利要求中提及的技术特征后面有参考符号，针对增加权利要求的可理 解性的单独目的而包括了那些参考符号，并且因此这种参考符号对经由通过这种参考符号 的示例识别的每个元件的解释不具有任何限制影响。
权利要求
一种用于保鲜产品的冰箱，具有用于在不使用通风的情况下进行温度调平的无源装置，所述冰箱包括在内部形成有由隔热壁限定界限的至少一个隔间的主体，其特征在于所述隔间的至少50％的内表面由包含共晶液的蓄热器的表面构成，所述共晶液具有接近于所述隔间内要维持的温度的相变温度，与压缩机相关联的蒸发电路在功能上连接到所述蓄热器。
2.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于所述蓄热器限定构成所述隔间的内壁的内 表面，所述内表面限定用于容纳所述共晶液的空腔的界限。
3.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于所述蓄热器由两个壳构成，其中内壳限定 所述隔间的界限，而外壳包围第一个壳的大部分表面并且沿着其上的整个周边连接，在所 述壳之间提供隔热的机械连接点。
4.根据权利要求3所述的冰箱，其特征在于所述冰箱包括蒸发电路，其与所述外壳热关联，并且布置在所述空腔外。
5.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述冰箱包括蒸发电路，其与所述外壳相关联，布置在所述空腔外，并且以在冷冻液和内部温度之间 小于8°C的温差操作。
6.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于与盒状元件 单片地提供所述蒸发电路，所述盒状元件相互接触地布置并且限定所述内壁。
7.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述蒸发电 路的管状主体布置在每个所述盒状元件的外部。
8.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述管状主 体被布置成相对于所述盒状元件的边缘等距，所述盒状元件的边缘与形成所述内壁的盒状 元件的部分相接触。
9.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于以平方米计 的所述隔间的表面和以立方米计的所述隔间的体积之间的比率大于3. 5。
10.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述共晶 液的相变温度和所述隔间中的温度之间的温差小于5°C。
11.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述蓄热 器的内表面的温度具有在最温暖的点和最冷的点之间小于2°C的差别。
12.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于介于所述 蒸发电路和所述内壁之间的共晶液具有大于5mm的平均厚度。
13.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于在标准操 作条件下，所述蓄热器在充电的末端具有接近10%的液相百分比，并且在放电的末端具有 基本上30 %的固态百分比，因此提供热过滤器，该热过滤器介于所述蒸发电路和所述内壁 之间，并且能够吸收由所述压缩机的操作和停止导致的所述蒸发电路的温度波动。
14.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于，在相对于 额定状态转换值正/负十分之二度的温差的情况下，通过用于控制共晶液的温度来启动和 停止压缩机的装置来获得液相/固相百分比。
15.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述蓄热器影响除了闭合门、底部和天花板之外的所述隔间的横向内表面。
16.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述冰箱 包括定时器，所述定时器在一天的预置时间、优选地在夜间驱动所述蒸发电路的压缩机的操作。
17.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述冰箱 包括用于当所述蓄热器的充电条件停止时独立于所述定时器的所述压缩机的自动动作的装置.
18.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于使用双壳 蓄热器，所述蒸发电路的线圈密度以均勻分布的变化从顶部向下逐渐减小，其中平均中心 距离为60mm，最小中心距离为30mm，并且最大中心距离为90mm。
19.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述冰箱 在没有独立加湿装置的情况下维持相对湿度值大于90%。
20.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于所述压缩 机在所述冰箱的主体的外部，并且可以通过配备有快速耦合的管而可分离地连接到所述蒸 发电路。
21.根据前述权利要求中的一个或者多个权利要求所述的冰箱，其特征在于在断开所 述压缩机之后，所述冰箱变成在热和能量方面自主并且能够将内部温度和相对湿度值维持 范围在1到30天的一段时期的运输装置。
全文摘要
本发明提供了一种具有无源装置的、用于保鲜和冷冻产品的冰箱(1)，该无源装置用于温度调平而不具有通风，并且用于在即使不存在到电网的连接的情况下，通过使用由热质量的熔化焓提供的能量，也能维持相对湿度在90％以上，该热质量通过在蓄热器内在低温下循环冷冻液而被预先冷冻，该蓄热器允许渐进地并且与要求成比例地吸收穿过壁的热以及由产品消耗的热，所述冰箱包括在内部限定由隔热壁限定界限的至少一个隔间(3)的主体(2)，隔间的至少50％的内表面由包含共晶液的蓄热器(10)的表面构成，该共晶液具有接近于要在隔间内维持的温度的相变温度，与压缩机相关联的蒸发电路在功能上连接到蓄热器。
文档编号F25D11/00GK101842651SQ200880021444
公开日2010年9月22日 申请日期2008年6月18日 优先权日2007年6月22日
发明者阿尔贝托·吉拉尔迪 申请人:高科技合伙公司