CN102374724A - 具有冻干功能的制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括冷藏室、冷冻室，及设于冷藏室与冷冻室之间的冻干室；该电冰箱的制冷系统回路依次包括压缩机、冷凝器、防露管、干燥过滤器、电磁阀，电磁阀具有第一、第二、第三制冷剂出口，第一制冷剂出口经由第一毛细管连接至冷冻蒸发器的制冷剂入口；第二和第三制冷剂出口分别经由第二和第三毛细管连接至冷藏蒸发器和冻干室蒸发器的制冷剂入口，冷藏蒸发器和冻干室蒸发器的制冷剂出口再并联连接至冷冻蒸发器的制冷剂入口；冷冻蒸发器的制冷剂出口则通过储液筒后连接至压缩机的制冷剂回流口。本发明技术方案提供的具有冻干功能的制冷装置，能够在现有的电冰箱及冰柜基础上实现冻干功能，从而可以获得疏松多孔的干燥物质。

Description

具有冻干功能的制冷装置

技术领域

本发明涉及一种制冷装置，尤其涉及一种具有冻干功能的制冷装置，包括电冰箱和冷柜。

背景技术

干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一，具体而言，干燥的方法有多种，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等等，但这些干燥方法都是在0℃以上或是更高的温度下进行。如此干燥所得的产品，一般是体积缩小、质地变硬，有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉；而有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素等则会发生变性，微生物会失去生物活力；另外，这种干燥后的物质不易在水中溶解；因此，干燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。

冷冻干燥法不同于以上的干燥方法，产品的干燥基本上在0℃以下的温度进行，即在冻结的状态下进行，直到后期，为了进一步降低产品的残余水份含量，才让产品升至0℃以上的温度，但一般不超过40℃。具体而言，冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来，而物质本身剩留在冻结时的冰架中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔等特征。由此可见，冷冻干燥具有比其他干燥方法更好的特性。

然而，众所周知，现有技术中的制冷装置，例如电冰箱和冷柜等，还没有对食物、药品等进行冻干(即冷冻干燥)的功能。与冻干相比，采用传统低温储藏技术的制冷装置中食物、药品等都存在储存时间短、易变质、营养成分容易流失、色泽差异较大等诸多问题。因此，有必要开发一种具有冻干功能的制冷装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有冻干功能的制冷装置，以填补现有技术中没有类似功能产品的空缺。

为了达到上述目的，本发明的技术方案提出一种具有冻干功能的电冰箱，包括冷藏室及冷冻室，还包括设于所述冷藏室与冷冻室之间的冻干室；且该电冰箱的制冷系统回路包括依次连接的压缩机、冷凝器、防露管、干燥过滤器及电磁阀，所述电磁阀具有第一、第二、第三制冷剂出口，所述第一制冷剂出口经由第一毛细管连接至冷冻蒸发器的制冷剂入口；所述第二和第三制冷剂出口分别经由第二和第三毛细管连接至冷藏蒸发器和冻干室蒸发器的制冷剂入口，所述冷藏蒸发器和冻干室蒸发器的制冷剂出口再并联连接至所述冷冻蒸发器的制冷剂入口；所述冷冻蒸发器的制冷剂出口则连接至所述压缩机的制冷剂回流口。

上述具有冻干功能的电冰箱中，所述冻干室蒸发器包括粘贴式蒸发器及丝管层架式蒸发器串联，所述粘贴式蒸发器粘贴在所述冻干室两侧及顶部的箱胆内侧，所述丝管层架式蒸发器设置在所述冻干室的内部空间中。

上述具有冻干功能的电冰箱中，所述冻干室的底部设有电加热丝。

上述具有冻干功能的电冰箱中，还包括真空泵，所述真空泵与所述压缩机分别安置于该电冰箱的机仓内，且所述真空泵的抽真空管路埋置在所述冻干室的发泡层中。

上述具有冻干功能的电冰箱中，所述冻干室内还装配有真空压力表及温度表。

上述具有冻干功能的电冰箱中，所述冷凝器设置于所述冻干室后部的冷凝器间室中，且所述冷凝器间室与所述冻干室之间设有电动阀门，由电动阀门的开关控制冷凝器间室与冻干室之间接通或隔绝。

本发明的技术方案还提出一种具有冻干功能的冰柜，包括顶部开口的箱胆，还包括真空泵及电加热丝，且该冰柜的制冷系统回路包括依次连接的压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管及蒸发器；所述真空泵与所述压缩机分别安置于该冰柜的机仓内，所述电加热丝设置于所述箱胆的底部；所述冷凝器设置于所述箱胆后侧的冷凝器间室中，且所述冷凝器间室与所述箱胆之间设有电动阀门，由电动阀门的开关控制冷凝器间室与箱胆之间接通或隔绝。

上述具有冻干功能的冰柜，其蒸发器包括串联的裸管蒸发器及丝管层架式蒸发器，所述裸管蒸发器粘贴在所述箱胆的四周内侧，所述丝管层架式蒸发器固定设置在所述箱胆的内部空间中。

本发明技术方案提供的具有冻干功能的制冷装置，能够在现有的电冰箱及冰柜基础上实现冻干功能，从而可以获得疏松多孔的干燥物质，并且能够排除95％-99％以上的水分，使干燥后的产品营养成分流失很少而且得以长期保存不致变质。

附图说明

图1为本发明具有冻干功能的电冰箱制冷系统回路示意图；

图2为本发明具有冻干功能的冰柜制冷系统回路示意图；

图3为本发明具有冻干功能的制冷装置中冻干室与冷凝器间室的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的技术方案提出一种具有冻干功能的电冰箱，其包括冷藏室及冷冻室，还包括设于冷藏室与冷冻室之间的冻干室；且该电冰箱的制冷系统回路如图1所示，包括依次连接的压缩机11、冷凝器12、防露管13、干燥过滤器14及电磁阀15。其中，电磁阀15具有第一、第二、第三制冷剂出口，第一制冷剂出口经由第一毛细管161连接至冷冻蒸发器171的制冷剂入口；第二和第三制冷剂出口分别经由第二和第三毛细管162、163连接至冷藏蒸发器172和冻干室蒸发器173的制冷剂入口，冷藏蒸发器172和冻干室蒸发器173的制冷剂出口再并联连接至冷冻蒸发器171的制冷剂入口；冷冻蒸发器171的制冷剂出口再连接至压缩机11的制冷剂回流口。

由上述可知，本发明具有冻干功能的电冰箱制冷系统回路共设计有三条支路，具体包括：支路一，依次经压缩机→冷凝器→防露管→干燥过滤器→电磁阀→毛细管→冷藏蒸发器→冷冻蒸发器→压缩机；支路二，依次经压缩机→冷凝器→防露管→干燥过滤器→电磁阀→毛细管→冷冻蒸发器→压缩机；支路三，依次经压缩机→冷凝器→防露管→干燥过滤器→电磁阀→毛细管→冻干室蒸发器→冷冻蒸发器→压缩机。由此可以实现，在电冰箱使用冻干功能时，冷冻室可正常制冷，在不使用冻干功能时，冻干室可作为变温室使用；依类似设计，冷柜在不使用冻干功能时可作为纯粹的冷柜使用。

具体而言，在上述具有冻干功能的电冰箱中，冻干室蒸发器173包括粘贴式蒸发器及丝管层架式蒸发器两部分串联，粘贴式蒸发器粘贴在冻干室两侧及顶部的箱胆内侧，丝管层架式蒸发器设置在冻干室的内部空间中，以方便放置需冻干的物品，同时保证可以达到设计低温。冻干室的底部设有电加热丝。上述具有冻干功能的电冰箱中，还包括真空泵，真空泵与压缩机11经过合理安排可以分别安置于该电冰箱的机仓内，且真空泵的抽真空管路埋置在冻干室的发泡层中，以便管路损坏后可以更换。另外，冻干室内还装配有真空压力表及温度表，真空度和温度显示均集成在数字显示板上，冻干室内安装有压力传感器和温度传感器。

最后，如图3所示，在上述具有冻干功能的电冰箱中，冷凝器(又称水汽凝集器)12设置于冻干室21后部的冷凝器间室22中，且冷凝器间室22与冻干室21之间设有电动阀门23，电动阀门23的开与关可以控制冷凝器间室22与冻干室21之间接通或隔绝。具体而言，冷凝器12是一个真空密闭容器，在它的内部设置一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到-40℃以下，并且能恒定地维持这个低温，从而可以使冻干室21内物品升华出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面上。另外，冷凝器间室22与以及冻干室21的箱胆底部都设计排水凹槽，以便蒸发器管路及冷凝器化霜排水，箱体内预埋排水管，接于压缩机顶部积水盘，以便通过压缩机的发热量将其蒸发。

与上述电冰箱的实现原理类似，本发明的技术方案还提出一种具有冻干功能的冰柜，其包括顶部开口的箱胆，还包括真空泵及电加热丝，且该冰柜的制冷系统回路如图2所示，包括依次连接的压缩机31、冷凝器32、干燥过滤器33、毛细管34及蒸发器35；真空泵(图中未显示)与压缩机31分布安置于该冰柜的机仓内，电加热丝则设置于箱胆的底部。参考图3所示，冷凝器32也可以设置于箱胆后侧的冷凝器间室22中，且冷凝器间室22与箱胆(对应于图3中的冻干室21)之间设有电动阀门23，电动阀门23的开与关可以控制冷凝器间室22与箱胆之间的接通或隔绝。

上述具有冻干功能的冰柜中，考虑冷柜门一般设置在顶部，蒸发器35具体可以包括串联的裸管蒸发器及丝管层架式蒸发器，裸管蒸发器粘贴在箱胆的四周内侧，丝管层架式蒸发器则固定设置在箱胆的内部空间中。至于本实施例具有冻干功能的冰柜及其制冷系统回路的其他部分，可以参照上述具有冻干功能的电冰箱实施例加以理解，因此此处不再加以赘述。

另外需要说明的是，针对本发明具有冻干功能的电冰箱及冰柜，其控制系统可以采用半自动化程序控制，对冻干过程的预冷温度、加热温度等环节都设有监控程序及报警、保护系统，以保证冻干物品的质量以及具有冻干功能的冰箱和冷柜的使用安全。在使用电冰箱或冷柜的冻干功能时，只需在控制面板上进行设置，通过电磁阀、温度传感器等相关元器件进行控制，从而确保设备的安全使用，避免因电加热温度过高、或设备漏电等造成对设备或人身等的伤害。其中，具有冻干功能的电冰箱冻干室内胆材料可采用ABS板材(热变形温度为93～118℃，可在-40～100℃的温度范围内使用)、PS板材(熔融温度为150-180℃)或铝合金薄壁金属层，具有冻干功能的冷柜内胆则可采用铝合金薄壁金属层。

综上所述，本发明技术方案提供的具有冻干功能的制冷装置，能够在现有的电冰箱及冰柜基础上实现冻干功能，具体包括但不限于以下一些优点：

1、冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用，如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力；

2、在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品，药品和食品干燥；

3、在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状；

4、由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象；

5、干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状；

6、由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护；

7、干燥能排除95-99％以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不致变质。

以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种具有冻干功能的电冰箱，不仅包括冷藏室及冷冻室，其特征在于还包括设于所述冷藏室与冷冻室之间的冻干室；且该电冰箱的制冷系统回路依次包括压缩机、冷凝器、防露管、干燥过滤器及电磁阀，所述电磁阀具有第一、第二、第三制冷剂出口，所述第一制冷剂出口经由第一毛细管连接至冷冻蒸发器的制冷剂入口；所述第二和第三制冷剂出口分别经由第二和第三毛细管连接至冷藏蒸发器和冻干室蒸发器的制冷剂入口，所述冷藏蒸发器和冻干室蒸发器的制冷剂出口再并联连接至所述冷冻蒸发器的制冷剂入口；所述冷冻蒸发器的制冷剂出口则连接至所述压缩机的制冷剂回流口。

2.如权利要求1所述具有冻干功能的电冰箱，其特征在于，冻干室蒸发器包括粘贴式蒸发器及丝管层架式蒸发器，所述粘贴式蒸发器粘贴在所述冻干室两侧及顶部的箱胆内侧，所述丝管层架式蒸发器设置在所述冻干室的内部空间中，两部分蒸发器串联。

3.如权利要求1或2所述具有冻干功能的电冰箱，其特征在于，所述冻干室的底部设有电加热丝。

4.如权利要求1所述具有冻干功能的电冰箱，其特征在于，还包括真空泵，所述真空泵与所述压缩机分别安置于该电冰箱的机仓内，且所述真空泵的抽真空管路埋置在所述冻干室的发泡层中。

5.如权利要求2或4所述具有冻干功能的电冰箱，其特征在于，所述冻干室内还装配有真空压力表及温度表。

6.如权利要求1所述具有冻干功能的电冰箱，其特征在于，所述冷凝器设置于所述冻干室后部的冷凝器间室中，且所述冷凝器间室与所述冻干室之间设有电动阀门，由电动阀门的开关控制冷凝器间室与冻干室之间接通或隔绝。

7.一种具有冻干功能的冰柜，包括顶部开口的箱胆，其特征在于，还包括真空泵及电加热丝，且该冰柜的制冷系统回路依次包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管及蒸发器；所述真空泵与所述压缩机分别安置于该冰柜的机仓内，所述电加热丝设置于所述箱胆的底部；所述冷凝器设置于所述箱胆后侧的冷凝器间室中，且冷凝器间室与箱胆之间设有电动阀门，由电动阀门的开关控制冷凝器间室与箱胆之间接通或隔绝。

8.如权利要求7具有冻干功能的冰柜，其特征在于，所述蒸发器包括串联的裸管蒸发器及丝管层架式蒸发器，所述裸管蒸发器粘贴在所述箱胆的四周内侧，所述丝管层架式蒸发器固定设置在所述箱胆的内部空间中。

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