CN102168904B - 一种采用斯特林制冷机的酒柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用斯特林制冷机的酒柜，包括酒柜箱体和制冷系统，其特征在于制冷系统由斯特林制冷机、重力热管散热装置、有芯热管导冷装置、通过环形锁紧件和环形紧固连接构成，并置于酒柜箱体内顶部，在所述酒柜箱体内部的后板前和所述的有芯热管导冷装置下平行于该后板设置有一块不均匀小孔的钢制薄板，在该后板和钢制薄板之间的间隙形成风道。本发明采用斯特林制冷机与热管技术结合，使酒柜内控温精度高，环境适应性好，具有在酒柜处于稳定状态时，容易实现酒柜内部温湿度恒定不变的特点。

Description

一种采用斯特林制冷机的酒柜

技术领域

本发明涉及酒柜和电器制冷，特别是一种采用斯特林制冷机的酒柜。

背景技术

储藏各种高级酒类时，为保持它的良好品质，需将其存放在一定环境中。保存葡萄酒的环境要求恒温、恒湿、避光、避震、通风、无异味。酒柜能精确地控制葡萄酒储存的环境，防止其因氧化而变质。

目前，市售的酒柜一般采用热电制冷和蒸汽压缩制冷两种制冷方式。

采用热电制冷的酒柜，使用热电致冷器(TEC)作为主要冷源。热电致冷器的工作原理基于热电第二效应(即玻尔帖效应)：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差。采用热电制冷的酒柜无振动、无噪音、无污染、重量轻，并且通过改变流过TEC的电流，可以达到精确控温。但它温控范围小，一般温控范围在10～12℃或者12～22℃，并受环境温度的影响比较大，只能比环境温度下降6～8℃，高温地区不适用。

采用蒸汽压缩制冷的酒柜的制冷系统，由压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器四个基本部分组成，各个部分通过管道连接在一起组成一个封闭的系统。系统内充以一定量的制冷剂，制冷剂在系统内通过压缩、冷凝、节流、蒸发四个循环过程制冷。采用蒸汽压缩制冷的酒柜制冷速度快，制冷效果好，技术成熟，因此性能稳定、寿命长。采用蒸汽压缩制冷的酒柜工作时，压缩机在温控器的控制下间歇启停。当酒柜中的温度高于设定温度时，压缩机启动制冷，柜内温度降低，直至酒柜中的温度达到设定温度以下的某一临界值，压缩机停止工作，柜内温度开始上升。当温度上升至另一高于设定温度的临界值时，压缩机又开始启动工作。以上过程反复循环。因此，即使酒柜处于稳定状态，酒柜中的温度和湿度也有周期性的波动，这对酒的保存不利。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出一种采用斯特林制冷机酒柜，该酒柜不仅控温精度高，环境适应性好，而且湿度、温度波动小。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案具体如下：

一种采用斯特林制冷机的酒柜，包括酒柜箱体和制冷系统，其特点在于所述的酒柜箱体由外部绝热框架和门围成的内部制冷区域构成，所述的制冷系统由斯特林制冷机、重力热管散热装置、有芯热管导冷装置、环形锁紧件和环形紧固件构成并置于所述的酒柜箱体内的顶部；

所述的重力热管散热装置包括多个U型重力热管，该重力热管的蒸发端通过所述的环形锁紧件与所述斯特林制冷机的散热面紧密接触相连，该重力热管的冷凝端设有第一翅片，该第一翅片外设有第一风扇，用以对第一翅片进行对流散热；

所述的有芯热管导冷装置包括多个有芯热管，该有芯热管的冷凝端通过所述的环形紧固件与所述斯特林制冷机的冷头相连；该有芯热管的蒸发端设有第二翅片，该第二翅片外设有第二风扇，用以对第二翅片进行对流散冷；

在所述酒柜箱体内部的后板前和所述的有芯热管导冷装置下平行于该后板设置有一块钢制薄板，在该后板和钢制薄板之间的间隙形成风道，该钢制薄板上有阵列的出风小孔，该钢制薄板的底部向酒柜后板弯折形成一定的弧度，使所述的钢制薄板底部与所述的后板的间隙减小；

在所述的制冷区域设有多个存酒架，所述酒柜箱体顶部设有通风口，所述酒柜箱体左侧对应所述第一翅片处开有散热口502，所述酒柜箱体顶部对应所述第二翅片处开有吸风口。

所述重力热管的蒸发端分别固定安装在所述环形锁紧件的环内侧沿圆周方向的环形凹槽内。

所述有芯热管的冷凝端分别固定安装在环形紧固件上表面的孔中。

所述环形锁紧件为环形并设有两个用于固定该环形锁紧件的螺栓孔，环外侧开有若干缺口。

所述重力热管的蒸发端与所述斯特林制冷机的散热面接触处涂有导热硅脂.

所述有芯热管的冷凝端与所述斯特林制冷机的冷头接触处涂有导热硅脂。

所述的钢制薄板上的出风小孔的孔径沿垂直方向自上而下由小变大。

本发明使用斯特林制冷机作为酒柜制冷系统的冷源，利用膨胀工作气体(通常为氦气)制冷，为减小振动，斯特林制冷机底部有被动式减震器。工作时，工作气体从斯特林制冷机的冷头吸收热量，在斯特林制冷机的散热面放出热量。通常，对于大冷量的斯特林制冷机，工作气体与冷头、工作气体与散热面的换热量比都较大，而热管传热效率高，使用热管进行冷量传递和热量散发，在较小的空间能达到较大的换热量。按照工作液体回流动力分，热管可分为有芯热管、两相闭式热虹吸管(又称重力热管)等等。一般有芯热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。对于长距离的热量传递，通常采用重力热管。重力热管没有吸液芯，因此结构简单。重力热管只能单向导热，且冷凝段必须高于蒸发段。工作时，重力热管内部的工作液体在蒸发段吸热汽化成为蒸气，蒸气上升至冷却段释放热量重新凝结成液体，再依靠重力回流到蒸发段。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)由于采用斯特林制冷机，通过改变驱动电压来控制制冷量，实现精确控湿、控温，在酒柜处于稳定状态时，容易实现酒柜内部温度湿度恒定不变。

(2)由于采用斯特林制冷机与热管技术结合，不仅使酒柜内控温精度高，环境适应性好，而且湿度、温度波动小。

附图说明

图1是本发明采用斯特林制冷机的酒柜中斯特林制冷机的示意图。

图2是本发明采用斯特林制冷机的酒柜中重力热管散热装置的示意图。

图3是本发明采用斯特林制冷机的酒柜中有芯热管导冷装置的示意图。

图4是本发明采用斯特林制冷机的酒柜中斯特林制冷机、重力热管散热装置和有芯热管导冷装置的组合装配示意图。

图5是本发明采用斯特林制冷机的酒柜中环形锁紧件的示意图。

图6是环形锁紧件与重力热管组装并沿着图5中的平面B剖开后的剖视图。

图7是本发明采用斯特林制冷机的酒柜的立体图。

图8是图7中酒柜拆去门和右壁面的右视图。

图9是本发明采用斯特林制冷机的酒柜的后视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

请先参阅图1-6，如图所示，重力热管散热装置200包括4个U型重力热管203，重力热管203内充注丙烷作为导热工质，该重力热管203的蒸发端分别固定安装在铝制的环形锁紧件800的环内侧沿圆周方向的环形凹槽812内，与斯特林制冷机100的散热面101紧密接触相连，并在接触处涂有导热硅脂，环形锁紧件800上设置有两个螺栓孔806、807，通过螺栓连接副205，使环形锁紧件800与斯特林制冷机100的散热面紧密固定，环形锁紧件800的环圆周外侧开有若干缺口808、809、810，用以降低环的刚度。该重力热管203的冷凝端分别设有第一翅片201，该第一翅片201外设有第一风扇202，用以对第一翅片201进行对流散热。

重力热管203的数量和型号可以根据实际的换热量进行选择。本实施例的重力热管203的数量为4，工作时，斯特林制冷机100的散热面101产生的热量由重力热管203传递给第一翅片201散热，并由重力热管的第一风扇202对该第一翅片201进行强制对流散热。

所述的环形紧固件301是一个铜制的空腔体，在该环形紧固件301外表面打孔，将有芯热管304的冷凝端分别插入孔中，并焊接成为一个热管组件，该热管组件内充注丙烷作为导热工质，该有芯热管304的蒸发端设有第二翅片308，该第二翅片308外设有第二风扇303，用以对第二翅片308进行对流散冷，环形紧固件301的内侧与斯特林制冷机100的冷头102紧密接触，并在接触处涂有导热硅脂。

在所述的环形锁紧件800与环形紧固件301之间套有绝热材料401，以尽量避免二者之间的热量传递。

如图7-9所示，本发明采用斯特林制冷机的酒柜，包括酒柜箱体500和制冷系统，其特点在于所述的酒柜箱体500由外部绝热框架511和门504围成的内部制冷区域514构成，所述的制冷系统400由斯特林制冷机100、重力热管散热装置200、有芯热管导冷装置300、环形锁紧件800和环形紧固件301构成并置于所述的酒柜箱体500内的顶部；

在所述酒柜箱体内部的后板602前和所述的有芯热管导冷装置300下平行于该后板602设置有一块钢制薄板513，在该后板602和钢制薄板513之间的间隙形成风道601，该钢制薄板513上有不均匀的出风小孔，这些出风小孔的孔径沿垂直方向自上而下由小变大，该钢制薄板513的底部向酒柜后板602弯折形成一定的弧度，使所述的钢制薄板513底部与所述的后板602的间隙减小；

在所述的制冷区域514设有多个存酒架506、507、508、509、510，所述酒柜箱体顶部设有通风口501，所述酒柜箱体左侧对应所述第一翅片201处开有散热口502，所述酒柜箱体顶部对应所述第二翅片308处开有吸风口503。

有芯热管的第二风扇303从酒柜上部的通风口501吸入空气，空气通过第二翅片308降温后进入风道601中。环形紧固件301中，被冷头102冷凝的丙烷液体在毛细力的作用下进入有芯热管304，然后蒸发成气态返回第二环形紧固件301。冷风由上部进入风道601向下流动，流动过程中部分冷风从出风小孔流出，使存酒架506、507、508、509、510上的酒冷却，另一部分从钢制薄板513底部流出。

经实验表明，本发明采用斯特林制冷机的酒柜实现了酒柜内的湿度控制和温度控制，具有控温精度高、相对湿度波动小的特点。

Claims (7)

1.一种采用斯特林制冷机的酒柜，包括酒柜箱体(500)和制冷系统，其特征在于所述的酒柜箱体(500)由外部绝热框架(511)和门(504)围成的内部制冷区域(514)构成，所述的制冷系统(400)由斯特林制冷机(100)、重力热管散热装置(200)、有芯热管导冷装置(300)、环形锁紧件(800)和环形紧固件(301)构成并置于所述的酒柜箱体(500)内的顶部；

所述的重力热管散热装置(200)包括多个U型重力热管(203)，该重力热管(203)的蒸发端通过所述的环形锁紧件(800)与所述斯特林制冷机(100)的散热面(101)紧密接触相连，该重力热管(203)的冷凝端设有第一翅片(201)，该第一翅片(201)外设有第一风扇(202)，用以对第一翅片(201)进行对流散热；

所述的有芯热管导冷装置(300)包括多个有芯热管(304)，该有芯热管(304)的冷凝端通过所述的环形紧固件(301)与所述斯特林制冷机(100)的冷头(102)相连；该有芯热管(304)的蒸发端设有第二翅片(308)，该第二翅片(308)外设有第二风扇(303)，用以对第二翅片(308)进行对流散冷；

在所述酒柜箱体内部的后板(602)前和所述的有芯热管导冷装置(300)下平行于该后板(602)设置有一块钢制薄板(513)，在该后板(602)和钢制薄板(513)之间的间隙形成风道(601)，该钢制薄板(513)上有不均匀的出风小孔，该钢制薄板(513)的底部向酒柜后板(602)弯折，使所述的钢制薄板(513)底部与所述的后板(602)的间隙减小；

在所述的制冷区域(514)设有多个存酒架(506、507、508、509、510)，所述酒柜箱体顶部设有通风口(501)，所述酒柜箱体左侧对应所述第一翅片(201)处开有散热口(502)，所述酒柜箱体顶部对应所述第二翅片(308)处开有吸风口(503)。

2.根据权利要求1所述的采用斯特林制冷机的酒柜，其特征在于， 所述重力热管(203)的蒸发端分别固定安装在所述环形锁紧件(800)的环内侧沿圆周方向的环形凹槽(812)内。

3.根据权利要求1所述的采用斯特林制冷机的酒柜，其特征在于，所述有芯热管(304)的冷凝端分别固定安装在环形紧固件(301)上表面的孔中。

4.根据权利要求1所述的采用斯特林制冷机的酒柜，其特征在于，所述环形锁紧件(800)为环形并设有两个用于固定该环形锁紧件的螺栓孔(806、807)，环外侧开有若干缺口(808、809、810)。

5.根据权利要求1所述的采用斯特林制冷机的酒柜，其特征在于，所述重力热管(203)的蒸发端与所述斯特林制冷机(100)的散热面(101)接触处涂有导热硅脂。

6.根据权利要求1所述的采用斯特林制冷机的酒柜，其特征在于，所述有芯热管(304)的冷凝端与所述斯特林制冷机(100)的冷头(102)接触处涂有导热硅脂。

7.根据权利要求1所述的采用斯特林制冷机的酒柜，其特征在于，所述的钢制薄板(513)上的出风小孔的孔径沿垂直方向自上而下由小变大。 

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