一种冰箱及蒸发器的制作方法

文档序号:31579449发布日期:2022-09-21 00:23阅读:143来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统冰箱除霜效率低、影响食物保鲜的问题,提出通过相变换热器与加热组件协同工作的新方案。利用均温板内相变介质的蒸发-凝结循环,结合加热组件产生的热量,实现快速均匀化霜,缩短除霜时间并保持食物保鲜效果。
关键词:相变除霜,均温板,加热组件

1.本技术涉及冰箱技术领域,特别涉及一种冰箱及蒸发器。


背景技术:

2.冰箱在使用一端时间后,空气中的水蒸气会在蒸发器的表面凝结,造成蒸发器的表面结霜,结霜会增大蒸发器的表面热阻,所以需要及时对蒸发器进行化霜处理。
3.蒸发器化霜时,压缩机需要停机。现有技术中蒸发器采用紧贴蒸发器侧壁的加热管进行化霜,加热管采用铝型材制作,导热效率低,蒸发器化霜所需的时间长,进而导致压缩机停机时间长,引起冰箱储藏室内温度波动大,降低对食物的保鲜效果。
4.因此,如何缩短蒸发器化霜的时间,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素:

5.本技术提出了一种蒸发器,以缩短蒸发器化霜的时间。本技术还提出了一种冰箱。
6.为了实现上述目的,本技术提供了一种蒸发器,包括相变换热器和加热组件,
7.所述相变换热器包括:
8.制冷管,与制冷系统连通;
9.均温板,所述均温板的外周设置所述制冷管,所述均温板的吹胀侧安装用于加热所述均温板内相变介质的所述加热组件。
10.优选地,在上述蒸发器中,所述制冷管包括进水管和回水管,所述进水管的一端与所述制冷系统的节流件连通,所述进水管的另一端与所述回水管连通,所述回水管与所述制冷系统的气液分离器连通;
11.所述加热组件同时与所述回水管和所述均温板连接。
12.优选地,在上述蒸发器中,所述进水管和所述回水管的个数均为一个。
13.优选地,在上述蒸发器中,所述进水管的个数至少为两个且并联布置,所述回水管的个数为一个。
14.优选地,在上述蒸发器中,所述均温板与所述吹胀侧相对的一侧设置有翅片。
15.优选地,在上述蒸发器中,所述加热组件包括:
16.基座,安装在所述均温板上;
17.电加热器,安装在所述基座上;
18.固定板,与所述基座连接,用于压紧所述电加热器在所述基座上。
19.优选地,在上述蒸发器中,所述电加热器为ptc热敏电阻或碳纤维加热丝。
20.优选地,在上述蒸发器中,所述基座为铝基座,所述固定板为铝板。
21.优选地,在上述蒸发器中,所述制冷管与所述均温板通过铝板挤压工艺一体成型。
22.一种冰箱,包括蒸发器,所述蒸发器为上述任一个方案记载的所述蒸发器。
23.本技术实施例提供的蒸发器,适用于冰箱,包括相变换热器和加热组件,相变换热器包括制冷管和均温板,加热组件用于加热均温板内的相变介质。除霜时,加热组件产生热
量,与制冷管的回水管传递的热量叠加,促进均温板的蒸发端的相变介质蒸发为气态,蒸气再经均温板内的流路流向均温板的冷凝端,并在冷凝端释放潜热,积聚在冷凝端的液态相变介质在重力作用下回流至到均温板的蒸发端,再吸热蒸发。通过相变介质的不断蒸发、凝结,把热量连续传递至整个均温板,实现化霜。均温板具有高传热、高导热和均温性好等优势,能够缩短蒸发器的化霜时间,从而缩短压缩机的停机时长,保证对食物的保鲜效果。
24.本技术还公开了一种冰箱,包括蒸发器,蒸发器为上述任意一个方案中公开的蒸发器。由于蒸发器具有上述技术效果,具有该蒸发器的冰箱也具有同样的技术效果,在此不再赘述。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图,而且还可以根据提供的附图将本技术应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构或操作。
26.图1是本技术公开的冰箱的制冷系统与蒸发器连接的结构示意图;
27.图2是本技术公开的蒸发器的结构示意图;
28.图3是本技术公开的蒸发器的爆炸图;
29.图4是本技术公开的第一种形式的制冷管与均温板连接的结构示意图;
30.图5是本技术公开的第二种形式的制冷管与均温板连接的,结构示意图。
31.附图说明如下:
32.1、相变换热器,11、制冷管,111、进水管,112、回水管,12、均温板,
33.2、加热组件,21、基座,22、电加热器,23、固定板;
34.3、翅片;
35.4、制冷系统,41、气液分离器,42、压缩机,43、冷凝器,44、节流件。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请,而非对该申请的限定。所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
37.需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与有关申请相关的部分。在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.应当理解,本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而,如果其他词语可实现相同的目的,则可通过其他表达来替换该词语。
39.如本技术和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备
也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
40.其中,在本技术实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,a/b可以表示a或b;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,在本技术实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
41.以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
42.本技术中使用了流程图用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是,前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反,可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时,也可以将其他操作添加到这些过程中,或从这些过程移除某一步或数步操作。
43.请参阅图1-图5。
44.本技术一些实施例公开了一种蒸发器,适用于冰箱,包括相变换热器1和加热组件2。
45.相变换热器1包括制冷管11和均温板12,其中,制冷管11与冰箱的制冷系统连通,能够向相变换热器1引入制冷系统产生的低温制冷剂,低温制冷剂在吸收热量后回流至制冷系统,使相变换热器1能够作为冰箱的蒸发器使用;
46.均温板12内灌注相变介质后封装,均温板12上安装加热组件2,加热组件2用于加热均温板12内的相变介质。
47.如图1所示,制冷系统4包括气液分离器41、压缩机42、冷凝器43、节流件44,低温制冷剂经过压缩机42、冷凝器43、节流件44后进入蒸发器的制冷管11,对冰箱的储藏室进行降温,吸收热量后的制冷剂通过气液分离器41再次进入压缩机。
48.本技术中,命名制冷管11靠近节流件的部分命名为进水管111,制冷管11靠近气液分离器的部分命名回水管112,实际上进水管111与回水管112连通,可以为同一根管或同一组管。进水管111和回水管112构成的整体管路围设在均温板12的外周。
49.如图2-5所示,均温板12为矩形均温板,相应的,制冷管11围设成的形状也为矩形。均温板12不限于矩形均温板,还可以为其他形状的均温板12,在此不做具体限定。
50.本技术中均温板12的面积大于制冷管11的面积,空气中的水蒸气凝结甚至结霜会发生在均温板12所在的位置,因此均温板12需要覆盖制冷管11围成的空间内的最大面积,以使均温板12能够充分发挥优势,实现快速化霜。
51.以均温板12为矩形均温板为例,制冷管11与节流件连接的进水管111内制冷剂的温度低于制冷管11与气液分离器连接的回水管112内制冷剂的温度,本技术中命名均温板12靠近进水管111的一端为冷凝端,靠近回水管112的一端为蒸发端。
52.优选地,加热组件2设置在均温板12的蒸发端和回水管112上,且位于均温板12的吹胀侧,由于回水管112内制冷剂为吸收热量后的制冷剂,吸收热量后的制冷剂具有一定的温度,能够通过加热组件2向均温板12导热。
53.除霜时,加热组件2产生热量,与回水管112传递的热量叠加,促进均温板12的蒸发
端的相变介质蒸发为气态,蒸气再经均温板12内的流路流向均温板12的冷凝端,并在冷凝端释放潜热并传递至至均温板12的壁面,凝结为液态,积聚在冷凝端的液态相变介质在重力作用下回流至到均温板12的蒸发端,再吸热蒸发。通过相变介质的不断蒸发、凝结,把热量连续传递至整个均温板12,实现化霜。
54.均温板12具有高传热、高导热和均温性好等优势,能够缩短蒸发器的化霜时间,从而缩短压缩机的停机时长,保证对食物的保鲜效果。
55.本技术公开了两种制冷管的设置形式:
56.第一种,如图4所示,制冷管11包括一个进水管111和一个回水管112,进水管111和回水管112连通;
57.第二种,如图5所示,制冷管11包括两个进水管111和一个回水管112,两个进水管111并联布置,两个进水管111的进水口均与节流件连通,两个进水管111的出水口同时与回水管112连通。
58.第一种布置方式制冷管11占用的面积小,相应的,均温板12的面积可以适当增大,化霜效果好。
59.第二种布置方式增加了进水管111的覆盖面积,能够增强对冰箱的储藏室的冷却效果。
60.制冷管的设置形式不限于上述两种,还可以为其他形式,在此不做具体限定。
61.为了进一步增大相变换热器1的换热效率,本技术在均温板12与吹胀侧相对的一侧设置有翅片3,翅片3与相变换热器1紧密贴合固定,强化传热,增大蒸发器的换热效率。
62.在本技术的一些实施例中,翅片3选用扣fin(鳍)翅片或折叠翅片,翅片3焊接在均温板12与吹胀侧相对的一侧。优选地,选用扣fin翅片,扣fin翅片整体性好,且制作简单。
63.在本技术的一些实施例中,翅片3与相变换热器1通过导热胶连接或者焊接连接,保证接触面间紧密高效传热。
64.在本技术的一些实施例中,加热组件2包括基座21、电加热器22和固定板23,基座21、电加热器22和固定板23层叠布置。
65.具体的,基座21安装在均温板12上,电加热器22安装在基座21上,固定板23位于电加热器22上且与基座21连接。
66.基座21为加热组件2与均温板12的连接提供了安装基础,同时能够将电加热器22产生的热量均匀传递给均温板12;
67.电加热器22通电产生热量,产生的热量加热均温板12的相变介质;
68.固定板23用于压紧电加热器22在基座21上,同时防止电加热器22裸露,对电加热器22起到保护作用。
69.优选地,基座21与固定板23之间均匀涂抹厚薄适宜的导热硅脂,以减小接触热阻。
70.在本技术的一些实施例中,基座21与均温板12螺纹连接,基座21与固定板23螺纹连接。
71.优选地,基座21和固定板23的形状尺寸和厚度相等,降低基座21和固定板23的加工难度。
72.基座21的厚度不宜过厚,也不宜过薄,过厚会增加导热热阻,不利于向均温板12传热,过薄会影响与均温板12的连接强度。
73.基座21与均温板12的连接位置需要避开均温板12的设计流路,防止在安装过程中戳破均温板12的管路引发工质泄漏。
74.优选地,基座21为铝基座,固定板23为铝板。
75.在本技术的一些实施例中,电加热器22为ptc(positive temperature coefficient,正的温度系数)热敏电阻或碳纤维加热丝。
76.电加热器22的功率为130w-200w,但不严格限定于此范围,可根据具体条件选用适当大小功率的电加热器22。电加热器22也不限定于ptc以及碳纤维加热丝,适合于装配的热源均可以选择。
77.相变换热器1的耐温程度有限,为防止温度过高,导致壁面爆裂,需要在靠近加热组件2的位置加装限温传感器,且在均温板12的吹胀侧布置珍珠棉,以隔热防火。
78.制冷管11与均温板12通过铝板挤压工艺一体成型,通过吹胀形成均温板12的流道,相变换热器1上具有两个独立的流道,其中一个流道形成制冷管11,制冷管11上设置有两个开口,分别与制冷系统的节流件44和气液分离器41相连;另一个流道为均温板12内用于灌注相变介质的流道,作为吹胀式热管。
79.制冷管11分别与节流件和气液分离器连通的两个口上焊接有能够延伸出相变换热器1的铜管或铝管,降低与制冷系统的连接难度。
80.制冷管11不限于直管、蛇形盘管、分流汇流管和多条并联流道等形式,但是要保证均温板12覆盖的面积足够大,以保证其传热效率。
81.本技术还公开了一种冰箱,包括蒸发器,蒸发器为上述任意一个方案中公开的蒸发器。
82.由于蒸发器具有上述技术效果,具有该蒸发器的冰箱也具有同样的技术效果,在此不再赘述。
83.本技术在蒸发器的下端设置有接水盘,用于接收化霜留下的水。
84.蒸发器整体布置在冰箱的储藏室后背的风道内,背板上设计有进出风口,下侧进风,上侧出风,在风扇的气流扰动下强制对流换热,然后将冷风吹出,实现制冷过程对冰箱储藏室的降温。
85.冰箱制冷过程,加热组件2断电,制冷系统的压缩机启动,液态制冷剂工质在相变换热器1的制冷管11内流动,通过风道内风扇吸风,储藏室空气由背板下进风口进入风道,经过蒸发器吸热降温后,由背板上侧出风口进入储藏室,对储藏室内食物降温保鲜,吸收风道内空气的热量后的液态制冷剂工质变为气态进入压缩机。
86.冰箱化霜过程,加热组件2通电,制冷系统的压缩机停止工作,加热组件2产生热量,利用均温板12以及制冷管11存有的一定量的工质,结合固体导热,可以迅速将热量均匀的传到整个均温板12,迅速均匀化霜。
87.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明而已,并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。本技术中所涉及的申请范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离上述申请构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
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