环形热管型蓄冷冰箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及环形热管型蓄冷冰箱。包括冰箱箱体、压缩机、蒸发器、毛细管和冷凝器等；箱体上还设有蓄冷室，蓄冷室内填充封装有相变蓄冷材料；蒸发器位于蓄冷室的相变蓄冷材料中；一根以上的环形热管的冷凝段位于蓄冷室的相变蓄冷材料中，环形热管的蒸发段中的一部分位于冷藏室内，蒸发段中的另一部分位于冷冻室内。本实用新型冷冻室和冷藏室的温度保持在国家标准的范围内，当冷藏冷冻室温度高于设定值时环形热管开始运行，冷藏冷冻室温度低于设定值时环形热管停止运行。在谷电时段储存冷量，在峰电时段不消耗电能，并且全天释放其储存的冷量；环形热管释冷过程的启停频率远高于压缩机工作的启停频率，实现精确地控制冰箱冷冻冷藏室内温度波动。
【专利说明】环形热管型蓄冷冰箱
【技术领域】
[0001]本实用新型属于家电类冰箱【技术领域】，具体涉及一种蓄冷冰箱。
【背景技术】
[0002]在如今国内电力供应紧张，电网峰谷差不断拉大的大背景下，电力部门推出了“分时电价”，使白天电价上涨，晚上电价下降，驱使部分电力负荷向用电低谷转移，通过“削峰填谷”的方式消化高峰时段电网的电力负荷。在此基础上，电冰箱领域中已经探索出一些电冰箱利用相变材料在谷电时段蓄冷，在峰电时段放冷的理论方案。一种应用于“分时电价”的蓄冷冰箱并没有考虑到冰箱冷冻冷藏室的实际温度需求，并且当压缩机停止工作后，依靠位于冰箱底部的相变材料自然融化放冷来维持箱体内的低温，会造成冰箱内部温度分布不均匀。另一种蓄冷冰箱采用了可拆卸式安装的相变材料，具有一定的实用价值，但是同样依靠相变材料自然融化放冷来维持箱体内的低温。在实际应用中，当压缩机停止工作时此类蓄冷冰箱都会存在冷冻冷藏室温度不能人为调控、温度分布不均匀、相变材料相变过程速度不合理的问题。
[0003]传统非变频式冰箱运行过程中，当压缩机工作时冷冻冷藏箱体内温度降低，压缩机停止工作后冷冻冷藏箱体内温度升高，冰箱压缩机启停周期直接影响冰箱冷冻冷藏箱体内温度波动范围。压缩机功耗和寿命问题限制其启停频率不可过高，导致了冰箱冷冻冷藏箱体内温度存在较大波动，难以实现精确控温。
[0004]环形热管是一种通过相变传热，具有优良的传热能力，同时能够实现远距离传输热量的元件。其中重力型即自然循环式的环形热管仅靠系统本身的压差即可自动运行，不需要外部辅助能源的消耗，且运行过程无噪声，尤为重要的是环形热管的冷凝段铜管易与相变材料结合，其蒸发段铜管也可以在冰箱冷冻冷藏室内合理分布，完成相变材料与冷冻冷藏室的充分换热，其自动传热过程还可以随时中断并及时恢复。
实用新型内容
[0005]为了解决蓄冷冰箱实际应用中存在冷冻冷藏室温度不能人为调控、温度分布不均匀、相变材料相变过程速度不合理的问题，也为了解决传统非变频冰箱箱体内温度波动大的缺陷，本实用新型通过结构改进提供一种应用于电网“削峰填谷”和精确控温的环形热管型蓄冷冰箱。
[0006]具体的技术解决方案如下:
[0007]环形热管型蓄冷冰箱，其箱体主要分为冷藏室和冷冻室，还包括压缩机、蒸发器、毛细管、冷凝器，其中毛细管、压缩机和冷凝器均位于箱体的保温层的外部，所述箱体上设有蓄冷室，所述蓄冷室内填充封装有相变蓄冷材料；所述蒸发器位于蓄冷室的相变蓄冷材料中；
[0008]还包括一根以上的环形热管，其中环形热管的冷凝段位于蓄冷室的相变蓄冷材料中，环形热管的蒸发段中的一部分位于冷藏室内，蒸发段中的另一部分位于冷冻室内；
[0009]每根环形热管上均设有温控阀。
[0010]所述相变蓄冷材料的相变温度为-20?-30°C。
[0011]本实用新型的有益技术效果体现在以下方面:
[0012](I)本实用新型的压缩机只在夜间谷电时段稳定运行，通过制冷循环为相变蓄冷室中相变材料凝固提供冷量，相变材料相变在蓄冷的同时也通过一根或两根环形热管为冰箱冷冻室和冷藏室提供冷量；冰箱压缩机在日间峰电时段停止工作，依靠完全凝固的相变材料通过一根或两根环形热管为冰箱冷冻室和冷藏室提供冷量，维持其低温环境，直到下一个谷电时段的到来。由此为用户节省用电开支，普及后也能极大的减小国家电网的峰谷差，为国家节省能源；
[0013](2)本实用新型使用环形热管将蓄冷室中相变材料储存的冷量送达冷冻冷藏室，由于环形热管的蒸发段铜管可以设计为类似于传统非变频冰箱内蒸发器盘管的结构，并且环形热管循环上的温控阀可以合理控制环形热管换热过程的启停，所以冰箱任何时候冷冻室和冷藏室的温度分布以及温度变化范围都能够符合国家标准。尤为重要的是可以将温控阀调节为较高的精度，增大环形热管换热过程的启停频率，以此降低冰箱冷冻冷藏室的温度波动幅度，避免压缩机的频繁启停，解决了现有非变频冰箱冷冻冷藏室温度波动大的难题，达到了精确控温的目的，还可以使用两根环形热管为冰箱冷冻室和冷藏室分别提供冷量，并使用两个温控阀分别控制两根环形热管换热过程的启停，更加精确地控制冷冻室和冷藏室的温度，为食物提供更优良的保鲜环境；
[0014](3)本实用新型中制冷循环在夜间谷电时段不间断地稳定运行，避免了压缩机频繁启停时启动功率高于稳定工作时功率的弊端，稳定制冷循环的工况，可以有效延长压缩机使用寿命。
[0015]因此本实用新型首先通过制冷循环为相变材料提供冷量，然后通过环形热管循环转移相变材料中的冷量至冷冻冷藏室，实际上循环简单，在传统冰箱上作简单的改进后，只需增加了一个蓄冷室就可以实现“削峰填谷”式蓄冷冰箱的实用化，同时也解决了传统冰箱冷冻冷藏室温度波动大，难以做到精确控温的难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型结构示意图。
[0017]图2为具有两根环形热管的结构示意图。
[0018]上图中序号:压缩机1、冷凝器2、毛细管3、蒸发器4、热管冷凝段5、热管冷藏室蒸发段6、热管冷冻室蒸发段7、温控阀8、蓄冷室9、冷藏室10、冷冻室11、相变蓄冷材料12。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
[0020]实施例1
[0021]参见图1，环形热管型蓄冷冰箱包括冰箱的箱体，箱体主要分为冷藏室10和冷冻室11，还包括压缩机1、蒸发器4、毛细管3、冷凝器2，其中压缩机1、毛细管3和冷凝器均位于箱体的保温层的外部。
[0022]箱体的顶部设有蓄冷室9，蓄冷室9内填充封装有相变蓄冷材料12，相变蓄冷材料12的相变温度为-20?-30°C。蒸发器4位于蓄冷室的相变蓄冷材料中。
[0023]一根环形热管的热管冷凝段5位于蓄冷室9的相变蓄冷材料12中，环形热管的蒸发段分为热管冷藏室蒸发段6和热管冷冻室蒸发段7，热管冷藏室蒸发段6位于冷藏室10内，热管冷冻室蒸发段7位于冷冻室11内；环形热管上安装有温控阀8，温控阀8位于冷藏室10内。
[0024]本实用新型的工作原理说明如下:
[0025]参见图1，上述谷电蓄冷冰箱在夜间谷电时段制冷循环开始工作，制冷循环蒸发器4稳定工作使得蓄冷室9内相变蓄冷材料12放出热量逐渐凝固，并保持在低温状态；在日间峰电时段制冷循环停止工作，相变蓄冷材料12逐渐液化，吸收冷藏室10、冷冻室11内的热量，实现冰箱冷冻保鲜功能。
[0026]冷藏室10温度较高时，温控阀8打开，环形热管管道中的工质在热管冷藏室蒸发段6和热管冷冻室蒸发段7受热蒸发变成气态，气体上升进入蓄冷室9，在环形热管冷凝段换热冷却成液态，冷凝后的液态工质再依靠重力作用回流到热管冷藏室蒸发段6和热管冷冻室蒸发段7完成循环，同时工质将相变蓄冷材料12的冷量传递到冷藏室10和冷冻室11中，降低其温度；冷藏室10和冷冻室11的温度较低时，温控阀8关闭，环形热管工质不能循环流动，相变蓄冷材料12的冷量不能传递到冷藏室10和冷冻室11中，则冷藏室10和冷冻室11温度缓慢回升，直到温度较高时温控阀8再次打开。环形热管间断工作以维持冰箱冷藏室10、冷冻室11温度稳定。
[0027]实施例2
[0028]参见图2，包括两根环形热管，两根环形热管的冷凝段均位于蓄冷室9的相变蓄冷材料12中。一根环形热管的热管冷藏室蒸发段6位于冷藏室10内，另一根环形热管的热管冷冻室蒸发段7位于冷冻室11内。两根环形热管上各安装有一个温控阀8。
[0029]其它结构同实施例1。
【权利要求】
1.环形热管型蓄冷冰箱，包括冰箱的箱体，箱体主要分为冷藏室和冷冻室，还包括压缩机、蒸发器、毛细管、冷凝器，其中毛细管、压缩机和冷凝器均位于箱体的保温层的外部，其特征在于:所述箱体上设有蓄冷室，所述蓄冷室内填充封装有相变蓄冷材料；所述蒸发器位于蓄冷室的相变蓄冷材料中；还包括一根以上的环形热管，其中环形热管的冷凝段位于蓄冷室的相变蓄冷材料中，环形热管的蒸发段中的一部分位于冷藏室内，蒸发段中的另一部分位于冷冻室内；每根环形热管上均设有温控阀。
2.根据权利要求1所述的环形热管型蓄冷冰箱，其特征在于:包括两根环形热管，两根环形热管的冷凝段均位于蓄冷室的相变蓄冷材料中，其中，一根环形热管的蒸发段位于冷藏室内，另一根环形热管的蒸发段中的另一部分位于冷冻室内。
3.根据权利要求1或2所述的环形热管型蓄冷冰箱，其特征在于:所述蓄冷室设在冷冻室、冷藏室的外侧上部。
4.根据权利要求1或2所述的环形热管型蓄冷冰箱，其特征在于:所述相变蓄冷材料的相变温度为-20?-30°C。
【文档编号】F25D19/00GK204085012SQ201420629473
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】裴刚, 曹静宇, 张鹏宇, 李晶, 杨明, 季杰 申请人:中国科学技术大学