一种太阳能环形热管型蓄冷冰箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能冰箱，特别涉及一种太阳能环形热管型蓄冷冰箱，其为由太阳能光伏直流制冷系统驱动的环形热管型蓄冷冰箱，属于太阳能利用技术领域。
【背景技术】
[0002]太阳能是清洁可再生能源，在现代社会中的应用非常广泛。但在太阳能制冷，特别是太阳能冰箱的应用和推广上仍存在一些问题。在多种太阳能制冷技术中，太阳能光伏制冷技术具有较高的实用价值，它由太阳能光伏发电驱动冰箱压缩机制冷，具有制冷效果好、能量利用率高、自身损失较低的优点。
[0003]为保持冰箱箱体内温度稳定，已有的太阳能光伏冰箱压缩机需要间歇运行，当冰箱压缩机停止工作时光伏发电所产生的电能就需要储存在蓄电池中供夜间制冷或日间辐照不足时使用。由于蓄电池中电能的二次转化效率较低，蓄电能力会随时间逐渐降低，而且蓄电模块笨重且体积大，大大降低了太阳能冰箱的经济性。已有的设计方案中，即使使用相变蓄冷材料蓄冷，白天冰箱压缩机停止工作时光伏发电所产生的电能也必须储存在蓄电池中，降低了太阳能的利用效率。
[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]本实用新型为了提高实际应用中太阳能光伏直流冰箱的太阳能利用效率，精确控制冰箱冷冻、冷藏室温度，本实用新型通过结构改进提供一种太阳能环形热管型蓄冷冰箱。
[0006]本实用新型具体的技术方案如下:
[0007]一种太阳能环形热管型蓄冷冰箱，包括光伏电池板、控制器和环形热管型蓄冷冰箱，冰箱的箱体主要分为冷藏室和冷冻室，还包括直流变频压缩机、蒸发器、毛细管、冷凝器，其中毛细管、直流变频压缩机和冷凝器均位于箱体的保温层的外部，其特征在于:
[0008]所述箱体上设有蓄冷室，所述蓄冷室设在冷冻室、冷藏室的外侧上部，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。
[0009]其中，该蓄冷冰箱包括两根环形热管，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位于冷冻室内，每根环形热管上均设有温控阀。
[0010]其中，所述相变蓄冷材料的相变温度为-20?-30°c。
[0011]具体的工作原理如下:
[0012]白天太阳辐照强烈时太阳能电池板发电驱动直流变频压缩机持续稳定工作，通过制冷循环为相变蓄冷室中相变材料凝固不断提供冷量，相变材料相变在蓄冷的同时也通过两根环形热管为冰箱冷冻室和冷藏室提供冷量；冰箱压缩机在夜间或白天太阳辐照过低时停止工作，依靠相变材料通过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，直到第二天太阳辐照足够强烈时压缩机恢复工作。
[0013]两根环形热管将蓄冷室中相变蓄冷材料储存的冷量分别送达冰箱冷冻室和冷藏室，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。由于环形热管的蒸发段铜管设计为类似于传统非变频冰箱内蒸发器盘管的结构，环形热管循环上的温控阀高频率地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。
[0014]本实用新型的有益技术效果体现在以下方面:
[0015](I)本实用新型的直流变频压缩机在白天太阳辐照强烈时持续工作，完全通过相变蓄冷材料储存太阳能，避免蓄电池中电能的二次转化，明显提高了太阳能冰箱的太阳能利用效率。
[0016](2)本实用新型的两根环形热管换热过程的启停，提高了频率较高，以此降低冰箱冷冻冷藏室的温度波动幅度，达到了太阳能冰箱精确控温的目的，为食物提供更优良的保鲜环境。
[0017](3)本实用新型中制冷循环在白天太阳辐照强烈时不间断地稳定运行，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。
[0018]因此本实用新型首先通过制冷循环在白天持续为相变材料提供冷量，然后通过环形热管循环间断地转移相变材料中的冷量至冷冻冷藏室，实际上循环简单，提高了实际应用中太阳能光伏直流冰箱的太阳能利用效率，更能够精确控制冰箱冷冻室和冷藏室温度。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型一种太阳能环形热管型蓄冷冰箱原理图；
[0020]图2为本实用新型冰箱结构示意图。
[0021]上图中序号:直流变频压缩机1、冷凝器2、毛细管3、蒸发器4、环形热管冷凝段5、环形热管冷藏室蒸发段6、环形热管冷冻室蒸发段7、温控阀8、蓄冷室9、冷藏室10、冷冻室11、相变蓄冷材料12、光伏电池板13、控制器14。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
[0023]实施例1
[0024]参见图1，太阳能环形热管型蓄冷冰箱，包括光伏电池板13、控制器14和冰箱，冰箱箱体主要分为冷藏室10和冷冻室11，还包括直流变频压缩机1、蒸发器4、毛细管3、冷凝器2，其中直流变频压缩机1、毛细管3和冷凝器均位于箱体的保温层的外部。
[0025]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。
[0026]两根环形热管的冷凝段5均位于蓄冷室9的相变蓄冷材料12中。一根环形热管的冷藏室蒸发段6位于冷藏室10内，另一根环形热管的冷冻室蒸发段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。
[0027]参见图1，上述太阳能环形热管型蓄冷冰箱在白天太阳辐照强烈时控制器14控制光伏电池板13稳定发电驱动直流变频压缩机I保持工作，制冷循环蒸发器4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；在夜间或太阳辐照不足的情况下，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，维持其低温环境直到第二天太阳辐照足够强烈时压缩机I恢复工作。
[0028]冷藏室10或冷冻室11温度升高时，温控阀打开，环形热管管道中的工质在环形热管冷藏室蒸发段6或环形热管冷冻室蒸发段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5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环形热管冷藏室蒸发段6或环形热管冷冻室蒸发段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的温度降低后，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。环形热管高频率地间断工作以精确控制冰箱冷藏室10、冷冻室11的温度。
【主权项】
1.一种太阳能环形热管型蓄冷冰箱，包括光伏电池板(13)、控制器(14)和环形热管型蓄冷冰箱，冰箱的箱体主要分为冷藏室(10)和冷冻室(11)，还包括直流变频压缩机(1)、蒸发器(4)、毛细管(3)、冷凝器(2)，其中毛细管(3)、直流变频压缩机(I)和冷凝器(2)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(9)，所述蓄冷室(9)设在冷冻室(11)、冷藏室(10)的外侧上部，所述蓄冷室(9)内填充封装有相变蓄冷材料(12);所述蒸发器(4)位于蓄冷室(9)的相变蓄冷材料(12)中。
2.根据权利要求1所述的太阳能环形热管型蓄冷冰箱，其特征在于:该蓄冷冰箱包括两根环形热管，两根环形热管的冷凝段(5)均位于蓄冷室(9)的相变蓄冷材料(12)中，其中，一根环形热管的蒸发段(6)位于冷藏室(10)内，另一根环形热管的蒸发段(7)位于冷冻室(11)内，每根环形热管上均设有温控阀(8)。
3.根据权利要求1所述的太阳能环形热管型蓄冷冰箱，其特征在于:所述相变蓄冷材料(12)的相变温度为-20?-30 0C ο
【专利摘要】本实用新型涉及一种太阳能环形热管型蓄冷冰箱，包括光伏电池板、控制器和环形热管型蓄冷冰箱，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；两根环形热管的冷凝段位于蓄冷室的相变蓄冷材料中，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位于冷冻室内。直流变频压缩机在白天太阳辐照强烈时稳定运行，完全通过相变蓄冷材料储存冷量，避免使用蓄电池时电能的二次转化，明显提高了太阳能冰箱的太阳能利用效率。本实用新型环形热管高频率地间断工作以精确控制太阳能冰箱冷冻室和冷藏室内温度。
【IPC分类】F25D19-00, F25D11-02
【公开号】CN204460887
【申请号】CN201520029225
【发明人】裴刚, 曹静宇, 李晶, 季杰
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月15日