转轮式干燥器和制冷设备及制冷设备的控制方法与流程

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转轮式干燥器和制冷设备及制冷设备的控制方法与流程

本发明涉及空气除湿技术领域,特别是涉及一种转轮式干燥器和制冷设备及制冷设备的控制方法。



背景技术:

在冰箱/冷柜等制冷设备的使用过程中,当压缩机开机时储物间室内部温度降低,当压缩机停机时储物间室内部的温度随着环境温度上升,从而随着压缩机的开停机,储物间室内部温度存在波动(一般3~5℃温差)。储物间室内部温度的变化会引起储物间室内部的空气体积的变化,从而与环境中的空气形成压差。而由于制冷设备的储物间室不是完全密封的结构,因此储物间室内部中的空气会随着储物间室内温度的降低而压强减小,从而制冷设备外部环境中的空气会通过门封等漏入储物间室内;而随着储物间室内温度的升高而压强变大,从而储物间室内部空气又通过门封等处漏出到制冷设备外部环境。这种现象被称作为制冷设备的“呼吸”作用,“呼吸”作用会产生这样的现象:随着压缩机的开停,门封处空气会频繁的漏入和漏出储物间室。

一般情况下,环境中的空气湿度是比较高的,当环境中的空气漏入到储物间室内时,空气在储物间室内温度被降低,从而凝结出水来,导致在储物间室内结霜。这就是为什么长期不开门的制冷设备一样会结霜的原因,过多的霜,一来影响感官性、二来霜层也影响制冷设备的换热性能,最终导致制冷设备的能耗上升,而且需要定期的手动除霜。



技术实现要素:

本发明第一方面的一个目的是要提供一种具有较好吸湿效果的转轮式干燥器。

本发明第一方面的另一个目的是要提供一种适合用于制冷设备中,以在制冷设备吸气时外部环境空气经由其干燥后进入储物间室,从而减少储物间室的结霜量。

本发明第二方面的目的是要提供一种具有该转轮式干燥器的制冷设备,以 在外部环境空气在制冷设备吸气时经由该转轮式干燥器进入储物间室,并在流经转轮式干燥器时被干燥。

本发明第三方面的目的是要提供一种制冷设备的控制方法。

按照本发明的第一方面,提供了一种转轮式干燥器,包括:可绕中央轴线转动的筒体以及封盖于所述筒体两端的、固定不动的第一端盖和第二端盖;其中

所述筒体内部形成相互隔离、且沿所述中央轴线的方向延伸贯穿所述筒体的至少四个分隔腔室,其中任意两个相邻的所述分隔腔室中的一个容装有吸湿材料,另一个容装有隔热材料;

所述第一端盖具有用于接收待干燥气流的干燥进气通道,所述第二端盖具有排出所述待干燥气流的干燥出气通道;所述第一端盖和所述第二端盖中的一个还具有用于接收再生气流的再生进气通道,另一个还具有用于排出所述再生气流的再生出气通道;且

其中在所述筒体处于不同转动角度的工作位置时,所述干燥进气通道和所述干燥出气通道与一个容装有所述吸湿材料的所述分隔腔室连通,所述再生进气通道和所述再生出气通道与另一个容装有所述吸湿材料的所述分隔腔室连通。

可选地,所述干燥进气通道和所述再生出气通道形成在所述第一端盖上;

所述干燥出气通道和所述再生进气通道形成在所述第二端盖上。

可选地,所述分隔腔室的数量为四个;且

容装有吸湿材料的两个所述分隔腔室相对设置;

容装有隔热材料的两个所述分隔腔室相对设置。

可选地,每个所述分隔腔室的截面为扇形,且相对设置的两个所述分隔腔室关于所述中央轴线中心对称。

可选地,容装有所述吸湿材料的所述分隔腔室的截面积大于容装有所述隔热材料的所述分隔腔室的截面积。

可选地,容装有所述吸湿材料的所述分隔腔室的截面积是容装有所述隔热材料的所述分隔腔室的截面积的3~6倍。

可选地,所述吸湿材料为纤维干燥剂。

可选地,所述纤维干燥剂为片状,且多片所述纤维干燥剂自其所处的容纳腔室的径向内侧延伸至径向外侧。

可选地,所述转轮式干燥器还包括:

驱动结构,配置成驱动所述筒体绕所述中央轴线转动,以使所述筒体从当前的工作位置转至下一工作位置。

按照本发明的第二方面,提供了一种制冷设备,包括储物间室和如前任一所述的转轮式干燥器,

其中所述干燥出气通道与所述制冷设备的储物间室连通,且所述干燥进气通道与所述制冷设备外部环境连通,以在所述储物间室的温度下降气压降低时,外部环境空气在气压作用下经由所述干燥进气通道、一个容装有所述吸湿材料的所述分隔腔室以及所述干燥出气通道进入所述储物间室中。

可选地,所述转轮式干燥器的再生进气通道的入口邻近所述制冷设备的压缩机设置;

所述制冷设备还包括:风机,设置在所述再生进气通道的入口处,配置成将所述制冷设备的压缩机周围的温度高于环境空气的再生气流引入所述再生进气通道中,以对与所述再生进气通道和所述再生出气通道连通的分隔腔室内的吸湿材料进行再生。

按照本发明的第三方面,提供了一种制冷设备的控制方法,所述制冷设备为前述的制冷设备,其中所述控制方法包括:

获取所述制冷设备的压缩机的运行状态;

在所述压缩机从开机状态转换到停机状态后,使所述转轮式干燥器的筒体转动一预设角度以使其从当前的工作位置转至下一工作位置;

开启所述制冷设备的风机,以将所述制冷设备的压缩机周围的温度高于环境空气的再生气流引入所述转轮式干燥器的再生进气通道中,从而对与所述再生进气通道和所述再生出气通道连通的分隔腔室内的吸湿材料进行再生。

可选地,所述控制方法还包括:在所述压缩机从停机状态转换到开机状态后,关停所述制冷设备的风机。

本发明的转轮式干燥器,通过在筒体内设置相互隔离、沿中央轴线的方向延伸贯穿筒体的至少四个分隔腔室,其中任意两个相邻的分隔腔室中的一个容装有吸湿材料,另一个容装有隔热材料,以使转轮式干燥器的至少两个分隔腔室中容装有吸湿材料,且容装有吸湿材料的分隔腔室之间由容装有隔热材料的分隔腔室隔开。在转轮式干燥器中的一个分隔腔室的吸湿材料对待干燥气流进行吸湿时,容装有吸湿材料的其余分隔腔室中的一个中的吸湿材料可同时利用再生气流进行再生;并且,由于利用隔热材料将处于再生位置的吸湿材料和处于吸湿位置的吸湿材料与其他吸湿材料互相隔离,从而可以提高转轮式干燥器的吸湿和再生效率,以免由于热传导而影响吸湿和再生效率。也就是说,在对处于再生位置的吸湿材料进行再生时,可以避免温度较高的再生气体将热量传 递至处于其他位置的吸湿材料,从而影响其他吸湿材料的吸湿性能,同时也影响处于再生位置的吸湿材料的再生效率。

进一步地,筒体内部形成四个分隔腔室,有利于增大吸湿材料的容量以增强除湿效果。并且可利用隔热材料将处于再生位置的吸湿材料和处于吸湿位置的吸湿材料相互热隔离,以提高转轮式干燥器的吸湿和再生效率,以免由于两个分隔腔室之间存在热传导而影响吸湿和再生效率。也就是说,可以避免在对处于再生位置的吸湿材料进行再生时,温度较高的再生气体会将热量传递至相对低温的处于吸湿位置的吸湿材料,从而影响处于吸湿位置的吸湿材料的吸湿性能,同时也影响对处于再生位置的吸湿材料的再生效率。

进一步地,由于分隔腔室沿前述中央轴线的方向延伸贯穿筒体的分隔腔室,从而使得干燥进气通道和干燥出气通道之间、再生进气通道和再生出气通道之间的流路较为平缓,进而使进入转轮式干燥器的待干燥气流和再生气流的流动较为顺畅。从而,本发明的制冷设备在其储物间室的温度下降气压降低(即制冷设备向内吸气)时,外部环境的空气可从转轮式干燥器中相对顺利地流入储物间室,以减少从门缝等处泄露的空气,从而尽量较少湿度高的环境空气进入储物间室中,减少了结霜量。由此可见,本发明的转轮式干燥器特别适合用于制冷设备中,以在制冷设备吸气时外部环境空气经由其干燥后进入储物间室,从而减少储物间室的结霜量。

进一步地,本发明的转轮式干燥器通过将其容装有吸湿材料的分隔腔室的截面积设置的较大,特别设置成是容装有隔热材料的分隔腔室的截面积的3~6倍,从而使得容装有吸湿材料的分隔腔室具有充足的吸湿空间和吸湿材料来对待干燥气流进行较好的干燥,以免对待干燥气流的干燥不足,影响干燥效率。

进一步地,本发明的制冷设备,通过设置转轮式干燥器,使得当制冷设备储物间室内温度下降气压降低(即制冷设备向内吸气)时,外部环境空气可在气压作用下通过转轮式干燥器的处于吸湿位置的分隔腔室进入储物间室中;环境空气在流经转轮式干燥器的分隔腔室时,被其中的吸湿材料吸附至少部分水分,从而使得进入储物间室内的空气的湿度较小,避免湿度高的环境空气进入储物间室中后温度降低而凝结为霜,从而可减少制冷设备的储物间室或蒸发器的结霜量。

进一步地,本发明的控制方法,通过在压缩机从开机状态转换到停机状态后,使转轮式干燥器的筒体转动一预设角度以使其从当前的工作位置转至下一工作位置,并开启制冷设备的风机,对处于再生位置的吸湿材料进行再生,从 而可随着压缩机的一个开停周期,将转轮式干燥器的处于吸湿位置的吸湿材料和处于再生位置的吸湿材料进行替换,保证了处于吸湿位置的吸湿材料始终具有较好的吸湿能力。并且,由于本发明的控制方法在压缩机停机后才开始对处于再生位置的吸湿材料进行再生,故进一步降低了再生气流对处于吸湿位置的吸湿材料的不利影响。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:

图1是根据本发明一个实施例的转轮式干燥器的示意性爆炸图;

图2是从另一角度观察图1所示的转轮式干燥器的示意图;

图3是大致沿图1所示的转轮式干燥器的中央轴线方向观察转轮式干燥器的示意图,图中省略了第一端盖;

图4是根据本发明一个实施例的制冷设备的示意性原理图;

图5是根据本发明一个实施例的制冷设备的控制方法的示意性流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的转轮式干燥器100的示意性爆炸图;图2是从另一角度观察图1所示的转轮式干燥器100的示意图。参见图1和图2,根据本发明实施例的转轮式干燥器100包括:可绕中央轴线a转动的筒体10以及封盖于筒体10两端的、固定不动的第一端盖20和第二端盖30。或者,也可理解为转轮式干燥器100包括固定不动的筒体10以及封盖于筒体10两端的、可绕中央轴线a转动的第一端盖20和第二端盖30。

筒体10内部形成相互隔离、且沿中央轴线a的方向延伸贯穿筒体10的至少四个分隔腔室。其中,任意两个相邻的分隔腔室中的一个容装有吸湿材料,另一个容装有隔热材料;可以看出,这意味着筒体10内部形成的分隔腔室的数量为偶数个。

在本发明一个优选的实施例中,筒体10内部形成的分隔腔室的数量为四个。在另一些实施例中,筒体10内部形成的分隔腔室的数量也可为六个、八 个、十个、十二个等等。

为了便于区分,在图示的实施例中,分隔腔室14中容装有吸湿材料11,分隔腔室13中容装有隔热材料(图中未示出)。

吸湿材料11优选为能够吸附空气中的水分且能够通过加热等方式将水分脱附的吸湿剂(或称为干燥剂),吸湿材料11例如可为硅胶、氧化铝、分子筛等。分隔腔室13中可填充发泡聚苯板(eps)、泡沫材料或者其他隔热材料。

第一端盖20具有用于接收待干燥气流的干燥进气通道21;第二端盖30具有排出待干燥气流的干燥出气通道31。在筒体10处于不同转动角度的工作位置时,干燥进气通道21、干燥出气通道31与一个分隔腔室14连通,以使经由干燥进气通道21进入筒体10的待干燥气流经干燥后从干燥出气通道31流出。也就是说,在筒体10转至处于任一工作位置时,干燥进气通道21、干燥出气通道31均与一个分隔腔室14连通,从而使得经由干燥进气通道21进入筒体10的待干燥气流在流经相应的分隔腔室14时,被该分隔腔室14中的吸湿材料11将部分水分吸附,成为干燥气流,实现对待干燥气流的干燥。

在进一步的实施例中,第一端盖20和第二端盖30中的一个还具有用于接收再生气流的再生进气通道32,另一个还具有用于排出再生气流的再生出气通道22。在一些实施例中,再生出气通道22可与干燥进气通道21一起设置在第一端盖20上;再生进气通道32可与干燥出气通道31一起设置在第二端盖30上。在一些实施例中,再生出气通道22和干燥进气通道21分别与再生进气通道32和干燥出气通道31相对地设置。在替代性实施例中,再生出气通道22也可与干燥出气通道31一起设置在第二端盖30上;再生进气通道32也可与干燥进气通道21一起设置在第一端盖20上。

当干燥进气通道21和干燥出气通道31与一个容装有吸湿材料11的分隔腔室14连通(即该分隔腔室14处于吸湿位置)时,再生进气通道32和再生出气通道22与另一个容装有吸湿材料11的分隔腔室14连通(即该分隔腔室14处于再生位置)。即在筒体10处于任一工作位置时,其干燥进气通道21、干燥出气通道31与一个分隔腔室14连通,再生进气通道32和再生出气通道22与另一个分隔腔室14连通,从而可使转轮式干燥器100可同时进行吸湿和再生操作,或者至少使处于吸湿位置的吸湿材料的吸湿操作和处于再生位置的吸湿材料的再生操作互不影响。也就是说,在筒体10处于任一工作位置时,待干燥气流可流经一个分隔腔室14以被其内的吸湿材料11干燥,再生气流可流经另一个分隔腔室14以对其中的吸湿材料11进行再生,从而可保证转轮式 干燥器100长期具有除湿性能。

本发明的转轮式干燥器100,通过在筒体10内设置相互隔离的沿其中央轴线a方向延伸贯穿筒体10的至少四个分隔腔室,且在任意两个相邻的分隔腔室中的一个容装有吸湿材料,另一个容装有隔热材料,从而使得干燥进气通道31与干燥出气通道21之间的流路平缓,进而使进入干燥进气通道31中的待干燥气流流动更加顺畅。并且在转轮式干燥器100的一个分隔腔室14的吸湿材料11进行吸湿时,其另一个分隔腔室14的吸湿材料11可利用再生气体进行再生。由于本发明利用隔热材料将处于再生位置的吸湿材料11和处于吸湿位置的吸湿材料11相互热隔离,和/或将处于再生位置的吸湿材料11和处于吸湿位置的吸湿材料11与处于其他位置的吸湿材料11相互热隔离,有利于提高转轮式干燥器100的吸湿和再生效率,以免由于两个分隔腔室14之间存在热传导而影响吸湿和再生效率。即在对处于再生位置的吸湿材料11进行再生时,可以避免温度较高的再生气体将热量传递至相对低温的处于吸湿位置的吸湿材料11,从而影响处于吸湿位置的吸湿材料11的吸湿性能,同时也影响对处于再生位置的吸湿材料11的再生效率。

在一些实施例中,第一端盖20和第二端盖30可均包括各自的圆形盖板和自圆形盖板的周缘朝筒体10延伸的周壁,第一端盖20和第二端盖30的圆形盖板和周壁与筒体10共同限定形成相对密封的空间。

下面以筒体10内部形成四个分隔腔室的实施例为例,描述本发明转轮式干燥器100的结构。

在筒体10内部形成的分隔腔室的数量为四个的实施例中,容装有吸湿材料11的两个分隔腔室14相对设置;容装有隔热材料的两个分隔腔室13相对设置。在一些实施例中,每个分隔腔室的截面为扇形,且相对设置的两个分隔腔室关于中央轴线a中心对称。在这样的实施例中,相对设置的两个分隔腔室14的形状、体积均相同,且相对设置的两个分隔腔室13的形状、体积均相同。这样,筒体10转动180度即可将当前的吸湿位置和当前的再生位置交换。即筒体10转动180度时,当前处于再生位置的吸湿材料11转至处于吸湿位置,且当前处于吸湿位置的吸湿材料11转至处于再生位置。筒体10可配置成绕中央轴线a转动180度,以将当前的吸湿位置和当前的再生位置交换。

在一些实施例中,转轮式干燥器100还包括驱动机构,该驱动机构例如可为图4示出的步进电机60,其配置成受控地带动筒体10绕中央轴线a转动,以使筒体10从当前的工作位置转至下一工作位置。在相对设置的两个分隔腔 室关于中央轴线a中心对称的实施例中,驱动机构可驱动筒体10绕中央轴线a转动180度,以使筒体10从当前的工作位置转至下一工作位置。在一些实施例中,转轮式干燥器100还可包括沿筒体10的中央轴线a设置的转轴12,该转轴12可伸出第一端盖20和/或第二端盖30,以与驱动机构转动连接,从而由驱动机构带动筒体10转动。

在优选的实施例中,容装有吸湿材料11的分隔腔室14的截面积大于容装有隔热材料的分隔腔室13的截面积。即分隔腔室14的圆心角大于分隔腔室13的圆心角。在这样的实施例中,可将分隔腔室14设置得较大,从而使分隔腔室14中的吸湿材料11较多,能够使待干燥气流与吸湿材料充分接触以被充分干燥。以免由于分隔腔室14过小,待干燥气流在流经分隔腔室14时,难以与其中的吸湿材料11充分接触,造成干燥效果较差。

进一步地,容装有吸湿材料11的分隔腔室14的截面积是容装有隔热材料的分隔腔室13的截面积的3~6倍。即分隔腔室14的圆心角为分隔腔室13的圆心角的3~6倍。在这样的实施例中,待干燥气流在流经分隔腔室14时,可与其中的吸湿材料11的接触较为充分,从而使得转轮式干燥器100具有较好的干燥效果。在进一步优选的实施例中,分隔腔室14的截面积是分隔腔室13的截面积的5倍。即分隔腔室14的圆心角为分隔腔室13的圆心角的5倍。在这样的实施例中,待干燥气流在流经分隔腔室14时,可与其中的吸湿材料11的接触更加充分,从而使得转轮式干燥器100具有更好的干燥效果。

图3是大致沿图1所示的转轮式干燥器100的中央轴线a方向观察转轮式干燥器100的示意图,图中省略了第一端盖20。参见图3,在一些实施例中,筒体10内接近轴心位置可设置转轴安装座18,转轴12从转轴安装座18的中心穿过或与转轴安装座18一体成型。在转轴安装座18与筒体10之间可设置四块隔板19,以在筒体10内部形成四个相互隔离、且沿中央轴线a的方向延伸贯穿筒体10的分隔腔室。

继续参见图2,在一些实施例中,第一端盖20和第二端盖30各自的圆形盖板中心处形成有转轴保持座38,转轴12保持在圆形盖板的转轴保持座38中且可相对于转轴保持座38转动。在一些实施例中,第一端盖20和第二端盖30各自的圆形盖板的内表面可向筒体10内部延伸出四块引导肋板23,第一端盖20和第二端盖30各自的四块引导肋板23、周壁和转轴保持座38在第一端盖20和第二端盖30上分别限定出两对相对的扇形区域,且干燥进气通道21和再生出气通道22分别位于第一端盖20的相对的两个扇形区域。干燥出气通道31 和再生进气通道32分别位于第二端盖30的相对的两个扇形区域中,且干燥出气通道31与干燥进气通道21对准,再生出气通道22与再生进气通道32对准。即干燥出气通道31与干燥进气通道21在垂直于中央轴线a的平面上的投影至少部分重合;再生出气通道22与再生进气通道32在垂直于中央轴线a的平面上的投影至少部分重合。

在筒体10处于任一工作位置时,第一端盖20、第二端盖30的四块引导肋板23与筒体10的四块隔板19相接,以保证经由干燥进气通道21进入的待干燥气流基本都进入处于吸湿位置的分隔腔室14中,且基本经由干燥出气通道31流出;同时保证经由再生进气通道32进入的再生气流基本进入处于再生位置的分隔腔室14中,且基本经由再生出气通道22流出。

吸湿材料11优选为纤维干燥剂。纤维干燥剂为片状,且多片纤维干燥剂自其所处的容纳腔室14的径向内侧延伸至径向外侧。多片纤维干燥剂可均匀分布,即多片纤维干燥剂将分隔腔室14分隔成横截面的面积和形状相同的多个小扇形区域。纤维干燥剂的厚度可在0.5~2mm之间,例如为1mm左右。对于纤维干燥剂而言,当对其进行再生的再生气流和其干燥的待干燥气流之间的温差达到10℃以上时,可对纤维干燥剂起到再生作用。即处于再生位置的纤维干燥剂的再生温度与处于吸湿位置的纤维干燥剂的吸湿温度相比,大致高出10℃以上时,即可对纤维干燥剂起到再生作用。从而,可在再生气流温度相对较低的情况下实现对吸湿材料进行再生。本发明通过利用纤维干燥剂的吸湿能力强、比表面积大、在一定的风速和温差(10℃)的情况下可以再生的特性,通过步进电机60的旋转,实现两个吸湿/再生区域的轮流进行吸湿/再生,从而实现去除吸入空气中水分的功能。

在转轴安装座18的位于分隔腔室14中的径向外侧周壁上形成有多个沿中央轴线a的方向延伸的安装卡槽,相应地,在与筒体10的位于分隔腔室14中的径向内侧周壁上形成有多个沿中央轴线a的方向延伸的安装卡槽,且多片纤维干燥剂的径向两端分别卡设在转轴安装座18和筒体10的安装卡槽上。

如前所述,由于本发明实施例的转轮式干燥器100的干燥进气通道21与干燥出气通道31之间的流路较为平缓,使得进入干燥进气通道21中的待干燥气流的流动较为顺畅。对于具有如图所示结构的转轮式干燥器100,测试表明,沿着气流流动方向,转轮式干燥器100的干燥进气通道21和干燥出气通道31两端的压差小于3pa。

进一步地,本发明还提供了一种制冷设备,其具有储物间室和转轮式干燥 器100,以利用转轮式干燥器100对进入储物间室中的空气进行除湿。图4是根据本发明一个实施例的制冷设备200的示意性原理图。参见图4,制冷设备200包括具有上部开口的隔热箱体201。该隔热箱体201的内部形成用于贮藏食品等的储物间室210。根据保存温度及用途,隔热箱体201的内部可分隔为至少一个储物间室210。在图示的实施例中,隔热箱体201的内部仅分隔为一个用作冷冻室的储物间室210。制冷设备200还可包括分别用于打开/关闭储物间室210的门体220。

干燥出气通道31通过管道50与制冷设备200的储物间室210连通,且干燥进气通道21与制冷设备200外部环境连通,以在储物间室210的温度下降气压降低时,外部环境空气在气压作用下经由干燥进气通道21、一个容装有吸湿材料11的分隔腔室14以及干燥出气通道31进入储物间室210中。

本领域技术人员所熟知的,制冷设备200可随着其压缩机(图中未示出)的周期性开停,形成周期性的吸气、呼气的现象。即在压缩机开机期间,储物间室210内温度降低,储物间室210内的空气压强减小,在压缩机停机期间,储物间室210内温度升高,储物间室210内的空气压强增大。

具体地,当制冷设备200为一容积为300l的冷冻冷柜时,假定其外部环境的温度为25℃(298k),相对湿度为75%rh,大气压力为一个标准大气压(即1.01325×105pa)。当储物间室210的温度上升至-15℃(258.13k)时压缩机开机,当储物间室210的温度下降至-20℃(253.13k)时压缩机停机。

假定储物间室210完全密封,且当储物间室210温度为-15℃时,其内气压为一个标准大气压。根据波义耳-马略特定律:p1×t1=p2×t2,可以得出p2=p1×t1÷t2,则δp=p2-p1=1.01325×105×258.13÷253.13-1.01325×105=2001pa。其中p1等于一个标准大气压;t1等于-15℃;t2等于-20℃。即当储物间室210的温度下降至-20℃时,其内气压增大了2001pa。也就是说,储物间室210完全密封时,在一个制冷周期内,储物间室210内外的压差最大为2001pa。但是实际上储物间室210不是完全密封的,外部环境空气会在储物间室210内外压差作用下从门封处缓慢泄漏进入储物间室210内部。根据2天(50个制冷周期)内实际测量的数据,储物间室210内外最大压差为30pa。

假定储物间室210密封不好,内外压强保持一致,则根据盖-吕萨克定律:v1×t1=v2×t2,可以得出v2=v1×t1÷t2,则δv=v2-v1=v1×t1÷t2-v1=(t1-t2)×v1÷t2=(258.13-253.13)×300÷253.13=5.9l。其中v1为储物间室210容积,即等于300l;t1等于-15℃;t2等于-20℃。即在一个制冷周期内, 储物间室210要吸入5.9l的空气,同时温度回升周期排除5.9l空气。这一数据和实际测量数据基本一致,从另一方面说明门封的密封效果相对较差。即,在一个制冷周期内,储物间室210大致吸入占总容积2%的空气(δv÷v1=5.9÷300=2%)。

查表得知,温度为25℃、相对湿度为75%rh、体积为5.9l的空气的绝对含水量为14.939g/kg;温度为-18℃、相对湿度为70%rh(温度为-18℃时储物间室210内实际测量值)、体积为5.9l的空气的绝对含水量为0.64g/kg;温度为25℃时空气密度为1.181kg/m3;温度为-18℃时空气密度为1.385kg/m3;呼吸作用的一个周期(即一个制冷周期+一个温度回升周期)可以视为0.5小时,则可得出每天(24小时)储物间室210吸入并且凝结的水重量为:

24÷0.5×5.9×10-3×(1.181×14.939-1.385×0.64)=4.75g。

即每天由门封漏入储物间室210内的水分的重量为4.75g。

由计算及测量可知,需要达到储物间室210除湿的目的需要满足2个条件,第一,转轮式干燥器100的干燥进气通道21的入口与干燥出气通道31的出口之间的阻力应远小于30pa,这样储物间室210在吸气时,外部环境空气才能较多地经由转轮式干燥器100流入储物间室210内(即外部环境空气基本不从门封处漏入储物间室210内),起到吸湿的作用。第二,转轮式干燥器100需至少满足24小时吸附1.9g水的能力,即转轮式干燥器100至少吸附总进水量的40%(即4.75g×40%),才可起到较好的吸湿作用。

如前所述,转轮式干燥器100的干燥进气通道21和干燥出气通道31两端的压差小于3pa,远小于门封漏气所需要的30pa,可以认为制冷设备的储物间室210吸入的气体基本全从转轮式干燥器100进入储物间室210内部。即在压缩机开机期间,制冷设备200外部的环境空气(即待干燥气流)基本通过转轮式干燥器100的干燥进气通道21、处于吸湿位置的吸湿材料11、干燥出气通道31进入到储物间室210内。

此外,经测试表明,温度为25℃、相对湿度为75%rh的空气流经干燥时转轮式干燥器100后,在干燥出气通道31出口处的相对湿度可降至40%rh(对应绝对含水量为7.879g/kg),假设在每个制冷周期,转轮式干燥器100的处于吸湿位置的吸湿材料的吸湿能力基本相同,则可得出每天(即24小时)转轮式干燥器100吸附的水重量为:

24÷0.5×5.9×10-3×1.181×(14.939-7.879)=2.355g。

即,利用转轮式干燥器100每天可以减少储物间室210在制冷周期吸入总 水量的49.6%(即2.355÷4.75×100%)。

由此可见,本发明实施例的转轮式干燥器100特别适合应用于制冷设备中,以在制冷设备的储物间室210的温度下降气压降低时,外部环境的空气可从转轮式干燥器100中相对顺利地流入储物间室210,从而尽量减少从门缝等处泄露的空气,以尽量较少湿度高的环境空气进入储物间室210中。由于进入的空气经过吸湿材料11吸湿干燥,因此在储物间室210内不会由于降温而结霜。从而,本发明可有效减少储物间室210内的结霜量。

当蒸发器直接布设于储物间室210内或通过风道与储物间室210相连通时,亦可有效减少蒸发器表面的结霜。在压缩机停机后,储物间室210内温度缓慢升高,储物间室210内的空气压强增大,储物间室210内部的空气可通过转轮式干燥器100的干燥出气通道31、处于吸湿位置的吸湿材料11、干燥进气通道21进入外部环境中。

在一些实施例中,制冷设备200还可包括风机40,其设置在再生进气通道32的入口处,配置成将再生气流引入再生进气通道32中,以对与再生进气通道32和再生出气通道22连通的分隔腔室14内的吸湿材料11进行再生。在替代性实施例中,风机40为吸风风机,其可设置在再生出气通道22的出口处。

在一些实施例中,转轮式干燥器100的再生进气通道32的入口邻近制冷设备200的压缩机设置;风机40配置成将压缩机周围的温度高于环境空气的热空气(即再生气流)引入再生进气通道32中,以对与再生进气通道32和再生出气通道22连通的分隔腔室14内的吸湿材料11进行再生。本领域技术人员可以理解,此处“邻近”是指经由再生进气通道32的入口进入再生进气通道32的空气可被压缩机开机时散发的热量加热。

在另一些实施例中,转轮式干燥器100的再生进气通道32的入口邻近制冷设备200的冷凝器(图中未示出)设置;风机40配置成将冷凝器周围的温度高于环境空气的再生气流引入再生进气通道32中,以对与再生进气通道32和再生出气通道22连通的分隔腔室14内的吸湿材料11进行再生。

在这些实施例中,制冷设备200可依靠其自身的压缩机或冷凝器废热进行吸湿材料11的加热再生,无需另外设置加热丝等热源。

在另一些实施例中,若压缩机的热量不够,则可在风机40处增设一电加热装置,以补充提供热量。

在替代性实施例中,可单独设置电加热装置(图中未示出),以将经由再生进气通道32的入口进入再生进气通道32的空气加热,从而对吸湿材料11 进行再生。

下面,再次参见图4来说明具有上文结构的制冷设备200的一种可选的工作过程。

开启压缩机,在压缩机开机期间,制冷设备200吸气,外部环境空气经由转轮式干燥器100的与干燥进气通道21和干燥出气通道31连通的分隔腔室14进入储物间室210,并利用该分隔腔室14内的吸湿材料11将漏入储物间室210的空气干燥。当压缩机停机时,转轮式干燥器100上的步进电机60启动,带动转轮式干燥器100的筒体10旋转180°(此时,再生后的吸湿材料转至吸湿位置,吸湿后的吸湿材料转至再生位置),同时(或稍前或稍后)风机40启动(绝大部分的热量由压缩机的温度提供,必要时可在风机40处增加电加热装置),通过温度高于环境空气10℃左右或以上的再生气流将与再生进气通道32和再生出气通道22连通的分隔腔室14中的吸湿材料11再生。储物间室内的空气经由转轮式干燥器100的与干燥进气通道21和干燥出气通道31连通的分隔腔室14流入外部环境。当再次开启压缩机时,制冷设备200再次吸气,外部环境空气经由转轮式干燥器100的与干燥进气通道21和干燥出气通道31连通的分隔腔室14进入储物间室210,同时(或稍前或稍后)风机40停止运行,从而停止对处于再生位置的吸湿材料11进行再生。如此循环,利用转轮式干燥器100的轮流循环再生,达到持续除湿的目的。

本领域技术人员应理解,本发明涉及的制冷设备200可为具有冷藏和/或冷冻功能的装置,如冰箱、冰柜、酒柜、冷藏罐等。制冷设备200优选为冰柜。冰柜通常用于商业用途,其储物间室210的容积通常较大,并且冰柜通常采用直冷的方式进行制冷,故其内部的结霜更为频繁。本发明通过利用转轮式干燥器100对冰柜在其吸气过程中进入其内部的空气进行干燥,减少了冰柜内部的结霜量。

本发明实施例还提供了一种制冷设备200的控制方法,用于控制制冷设备200的转轮式干燥器100转动。图5是根据本发明一个实施例的制冷设备200的控制方法的示意性流程图。如图5所示,该控制方法包括步骤s502至步骤s506。

步骤s502,获取制冷设备200的压缩机的运行状态。

步骤s504,判断压缩机是否从开机状态转换到停机状态,若压缩机从开机状态转换到停机状态,则执行步骤s506,否则可返回执行步骤s502。

步骤s506,使转轮式干燥器100的筒体10转动一预设角度以使其从当前 的工作位置转至下一工作位置;开启风机40,以将压缩机周围的温度高于环境空气的再生气流引入转轮式干燥器100的再生进气通道32中,从而对与再生进气通道32和再生出气通道22连通的分隔腔室14内的吸湿材料11进行再生。

在步骤s502中,可利用电流传感器或电压传感器获取压缩机的运行状态。

在步骤s504中,可根据电流传感器或电压传感器检测的电流或电压判断压缩机是否从开机状态转换到停机状态。例如当电流传感器刚检测到压缩机有电流时,认为压缩机从停机状态转换到开机状态。

在筒体10内部形成四个分隔腔室的实施例中,步骤s506中提及的预设角度例如可为180度。在步骤s506中,可不特别限定转动筒体10和开启风机40的先后顺序。优选的实施例中,可先使筒体10转动一预设角度以使其从当前的工作位置转至下一工作位置;而后开启风机40。执行步骤s506后可返回执行步骤s502。

本发明的控制方法,通过在压缩机从开机状态转换到停机状态后,使转轮式干燥器100的筒体10转动一预设角度以使其从当前的工作位置转至下一工作位置,并开启风机40,对处于再生位置的吸湿材料11进行再生,从而可随着压缩机的一个开停周期,将转轮式干燥器100的处于吸湿位置的吸湿材料11和处于再生位置的吸湿材料11进行替换,保证了处于吸湿位置的吸湿材料11始终具有较好的吸湿能力,从而可利用转轮式干燥器100每天减少储物间室210在制冷周期吸入总水量的49.6%。并且,由于本发明的控制方法在压缩机停机后才开始对处于再生位置的吸湿材料11进行再生,故进一步降低了再生气流对处于吸湿位置的吸湿材料11的不利影响。

继续参见图5,在一些实施例中,在步骤s504中,若压缩机没有从开机状态转换到停机状态,则可继续执行步骤s508。

步骤s508,判断压缩机是否从停机状态转换到开机状态,若压缩机从停机状态转换到开机状态,则执行步骤s510,否则返回执行步骤s502。

步骤s510,在压缩机从停机状态转换到开机状态后,关停制冷设备200的风机40。

在步骤s508中,可根据电流传感器或电压传感器检测的电流或电压判断压缩机是否从停机状态转换到开机状态。例如当电流传感器刚检测到压缩机没有电流时,认为压缩机从开机状态转换到停机状态。

在执行步骤s510后可返回执行步骤s502。

本领域技术人员可理解,步骤s504和s508的执行顺序可互换,即在步骤 s502后,可先执行步骤s508,判断压缩机是否从停机状态转换到开机状态;若压缩机从停机状态转换到开机状态,则执行步骤s510,否则执行步骤s504。在执行步骤s510后,返回执行步骤s502。在执行步骤s504后,判断压缩机是否从开机状态转换到停机状态,若压缩机从开机状态转换到停机状态,则执行步骤s506而后返回执行步骤s502,否则可直接返回执行步骤s502。当然,也可同时执行步骤s504和s508。

至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

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