CN100338167C

CN100338167C - 电冰箱组合蓄冷剂

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Publication number: CN100338167C
Application number: CNB2005100325220A
Authority: CN
Inventors: 刘益才
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: CN1775891A

Abstract

本发明涉及电冰箱用的组合型蓄冷剂，也即是电冰箱或电冰柜用的蓄冷器由两种蓄冷剂组成，其中蓄冷剂1的蓄冷温度区间为-10℃～-21℃，这种蓄冷剂主要由重量百分比为1～6%氯化钾、重量百分比为0.5～1%NaF或硼砂和重量百分比0.05～0.5%家用洗涤灵及纯净水组成；蓄冷剂2的蓄冷温度区间为0～-10℃，这种蓄冷剂主要由重量百分比为12～18%氯化钠、重量百分比为0.5～1%NaF或硼砂和重量百分比为0.05～0.5%家用洗涤灵及纯净水组成。在蓄冷剂2中也可以添加重量百分比为6～8%的氯化钾。另外在两种蓄冷剂之间还可以添加0.01%导热增强剂泡沫铝颗粒(颗粒直径为300～500微米)。这二种蓄冷剂的配方可以提供不同的低温温度范围，可单独使用；配合使用时，可有效地减少冰箱室内冷空气和蓄冷器之间的传热温差，大大延长其保冷时间。本发明充分利用了相变潜热，具有合适的相变温度和相变潜热。本组合蓄冷剂所制作的蓄冷器可用于旅行中保鲜食品、饮料，运输疫苗，本发明的蓄冷剂蓄冷量大，冻固时膨胀度小，性质稳定，无毒、无气味，便于反复使用，配制方法简单，成本低，价格便宜。

Description

电冰箱组合蓄冷剂

技术领域

本发明为电冰箱组合蓄冷剂，涉及到电冰箱及其相当温度区间的小型制冷设备的延长保冷时间装置的技术领域。

背景技术

能量贮存是节能工作的重要环节，采用冰箱蓄冷可以获得1)延缓冰箱温度回升时间、减少冰箱内温度波动；2)减少冰箱压缩机的启动次数，节约能源；3)可以作为快速冷却保温啤酒、饮料等的可选方案等很多优点。

目前在冰箱上采用的蓄冷节能器是在封闭容器内盛装的固-液相变换热器，或者是固液和固固相变材料的混合体。采用相变储冷系统的显著特点是储冷密度大，但是其效率较低，仅与显热储冷系统的效率相当。提高相变储冷系统的热效率和传热速率的传统方法有两种，一是选择或合成高性能的相变材料；二是优化储冷系统结构和运行参数。组合式相变材料储冷系统是在传统相变储冷系统基础上提出的一种新型相变储冷方式。

本发明提出采用两种水合盐为相变材料的两级相变储冷系统。它是一种组合式相变储冷，可以使系统效率显著提高。

采用组合式相变储冷系统可以提高储冷系统的储冷效率，本发明提出的采用NaCl+KCl两种相变材料组合的相变储冷系统，有利于形成两个单一的储冷温度(储冷峰值温度)，这样的系统就可以获得更高的循环效率。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对电冰箱目前使用的蓄冷剂存在效率、有析冰现象以及不利于调节冰箱冷冻室的温度均匀性等问题，而设计一种在同一储冷系统中采用相变温度不同的相变材料合理组合来显著提高系统效率，基本消除析冰现象，并能够维持相变过程中相变速率的均匀性的多种水合盐蓄冷剂的组合。可以有效地减少冰箱等蓄冷的传热温差和充分利用冰箱的冷量，从而提高提高电冰箱和冰箱具有相同温度区间的小型制冷设备的冷量利用率和延长停电保冷时间。

本发明的理论依据：在同一相变储冷系统中应用相变温度不同的两种或两种以上相变材料，也即是选择特定的相变材料进行合理组合可提高相变储冷系统的效率。研究表明：采用多种相变材料组合，对于其显热储冷和放冷过程的传热速率无明显改善，但是潜热储冷和放冷过程的传热速率可以提高15％。而采用纯度更高、相变温度恒定，其潜热储冷和放冷过程的效率将更高。因此本发明就提出这样一种组合相变蓄冷剂的配置方法。

本发明所采用的技术方案：本发明目的是这样实现的，组合式蓄冷剂的基本材料为水合盐，其中相变温度区间为0～-10℃的蓄冷剂1为氯化钾(KCl)、水、成核剂(NaF或硼砂)、表面活性剂(洗涤剂)和导热增强剂泡沫铝颗粒；相变温度区间为-10～-21℃的蓄冷剂2为氯化钠(NaCl)、水、成核剂(NaF或硼砂)、表面活性剂(洗涤剂)和导热增强剂泡沫铝颗粒。

蓄冷剂1的配方说明如下：

本发明的蓄冷剂1，是由1～6％(重量百分比，下同)的氯化钾，0.5～1％的成核剂NaF或硼砂，0.05～0.5％的表面活性剂(主要为家用洗涤灵)，0.01％导热增强剂泡沫铝颗粒(颗粒直径为300～500微米)，其余为纯净水组成。相变温度区间为-1～-10℃。

蓄冷剂2的配方说明如下：

本发明的蓄冷剂2，是由12～18％(重量百分比，下同)的氯化钠，6～8％(重量百分比，下同)的氯化钾，0.5～1％的成核剂NaF或硼砂，0.05～0.5％的表面活性剂(主要为家用洗涤灵)，0.01％导热增强剂泡沫铝颗粒(颗粒直径为300～500微米)，其余为纯净水组成。相变温度区间为-10～-21℃。

本发明的有益效果：本发明的组合蓄冷剂充分利用了相变潜热蓄冷的基本原理，同时又克服了以往相变蓄冷的一些缺点，比如：析冰现象，有刺激性的异味(氯化氨等)，相变潜热小，单一的相变温度等，因此采用上述组合蓄冷剂的冰箱蓄冷器，就可以调节冰箱正常工作时候的冷量分配，减少冰箱冷冻室的温度波动，提高冰箱的整体冷量分配水平，关键就是可以延长冰箱的保冷时间，降低开机率，进而降低冰箱的能耗水平。并且本发明比传统的冰箱蓄冷剂配置简单，传热效率高，价格便宜，配置、使用均很方便。

附图说明

图1是蓄冷剂1的一种配方的差示量热扫描仪(DSC)测量的相变潜热和相变温度曲线。

图2是蓄冷剂2的一种配方的差示量热扫描仪(DSC)测量的相变潜热和相变温度曲线。

图3是组合式蓄冷器的封装结构示意图。图中1——为蓄冷剂1的盛装空间，2——为蓄冷剂2的盛装空间，由这两种蓄冷剂组合成一个蓄冷器。

图4是组合式蓄冷剂在冰箱中的布置示意图。图中1——为冷藏室；2——冰箱保温层；3——组合式蓄冷器；4——冷冻室蒸发器盘管；5——冷冻室。

图5是使用了实施例1组合式蓄冷剂后的冰箱冷冻室温度回升曲线(横坐标为时间，纵坐标为温度)。

图6是使用了实施例2组合式蓄冷剂的配方的冰箱冷冻室温度降温和温度回升曲线。

图7是使用了实施例2组合式蓄冷剂的配方的冰箱冷冻室温度降温和温度回升曲线。

图8是没有使用本发明的组合式蓄冷剂的冰箱冰箱冷冻室温度回升曲线。

具体实施方式

实施实例1：

一种具体实施方案是蓄冷剂1，其配方为5％KCl+94.44％H₂O+0.5％硼砂+0.05％家用洗涤灵+0.01％泡沫铝颗粒(颗粒直径为300～500微米)。其相变潜热为289J/g和主要相变温度为-9.5℃，相应的DSC测量结果见图1所示。

蓄冷剂2的配方为17％NaCl+7％KCl+74.44％H₂O+0.5％硼砂+0.05％家用洗涤灵+0.01％泡沫铝颗粒(颗粒直径为400微米)。其相变潜热为230J/g和相变温度为-21.3℃，相应的的DSC测量结果见图2所示。

由上述两种蓄冷剂组合而成的组合式蓄冷剂的具体结构示意图见图3所示，该结构为一个扁平型的浅状导热性能良好的盒状容器，布置在冰箱冷冻室蒸发器盘管与箱体之间，在冰箱中的布置位置见图4所示，保冷曲线见图5所示。

实施实例2：

一种具体实施方案是蓄冷剂1，其配方为5％KCl+94.44％H₂O+0.5％硼砂+0.05％家用洗涤灵+0.01％泡沫铝颗粒(颗粒直径为300微米)。蓄冷剂2的配方为15％NaCl+7％KCl+77.44％H₂O+0.5％硼砂+0.05％家用洗涤灵+0.01％泡沫铝颗粒(颗粒直径为300～500微米)。其冷冻室降温和温度回升曲线见图6所示。

实施实例3：

一种具体实施方案是蓄冷剂1，其配方为2％KCl+97.44％H₂O+0.5％硼砂+0.05％家用洗涤灵+0.01％泡沫铝颗粒(颗粒直径为300微米)。蓄冷剂2的配方为12％NaCl+7％KCl+80.44％H₂O+0.5％硼砂+0.05％家用洗涤灵+0.01％泡沫铝颗粒(颗粒直径为300～500微米)。其冷冻室降温和温度回升曲线见图7所示。

本发明提供的蓄冷剂，有两种具有不同蓄冷相变温度的水合盐组合而成。

本发明所提供的冰箱蓄冷器，比传统的冰箱蓄冷器具有更高的循环效率和效率，它的构造简单、配置方便、原料易得、价格便宜，能有效地延长冰箱等设备的停电保冷时间。

从图5、图6、图7、图8中可以看出，使用了本发明的蓄冷器的冰箱温度回升时间长，温度回升平稳，有效地延长了冰箱的保冷时间。所以本组合式蓄冷器具有非常明显的延长冰箱等的保冷时间的作用。

通过冰箱保温实验研究表明，采用组合相变材料的储冷系统的相变时间可以减少10％～30％，因此，本次研究采用组合式储冷方案是冰箱储冷节能器研究上的一次突破，但在研究和使用过程中必须合理地选择相变温度的分布。

本发明提供的是一种配方简单、蓄冷剂价廉、蓄冷器结构灵活多样的冰箱组合蓄冷剂，用于延长冰箱和与冰箱具有相当温度区间的小型制冷设备的停电保冷和正常工作过程中的冷量调节，使家用制冷设备的能耗达到更低的水平，拓展了家用制冷设备的冷量使用范围。

Claims

1、一种电冰箱组合蓄冷剂，其特征在于：该组合蓄冷剂为由两种不同相变温度的蓄冷剂组成，即蓄冷剂1和蓄冷剂2，且两种蓄冷剂需分别放置在组合式蓄冷器的封装结构中，其中蓄冷剂1为含有氯化钾的水溶液，所述氯化钾的重量百分比为1～6％，NaF或硼砂重量百分比为0.5～1％，家用洗涤灵重量百分比为0.05～0.5％，泡沫铝颗粒重量百分比为0.01％，泡沫铝颗粒直径为300～500微米，其余为纯净水组成；蓄冷剂2为含有氯化钠的水溶液，所述氯化钠的重量百分比为12～18％，NaF或硼砂重量百分比为0.5～1％，家用洗涤灵重量百分比为0.05～0.5％，泡沫铝颗粒重量百分比为0.01％，泡沫铝颗粒直径为300～500微米，其余为纯净水组成；蓄冷剂2中还可以添加重量百分比为6～8％的氯化钾，则相应地减少纯净水的比例。

2、根据权利要求书1所述的组合式蓄冷器的封装结构，其特征在于：该结构为一个扁平型的浅状导热性能良好的盒状容器，布置在冰箱冷冻室蒸发器盘管与箱体之间。