CN102734974A - 冰箱的制冷系统及利用该制冷系统的冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冰箱的制冷系统，包括：压缩机、冷凝器、干燥器、第一毛细管、第二毛细管、冷藏室蒸发器、中间室蒸发器，以及冷冻室蒸发器，冷藏室蒸发器与中间室蒸发器串联，压缩机、冷凝器、干燥器、第一毛细管和冷冻室蒸发器依次连接形成第一制冷回路，压缩机、冷凝器、干燥器、第二毛细管、冷藏室蒸发器、中间室蒸发器和冷冻室蒸发器依次连接形成第二制冷回路，制冷系统还包括一个三通阀，用于控制第一制冷回路和第二制冷回路之间的切换。根据本发明的冰箱，可以提供了一种控制方法简单、作业性好，而且节约成本的制冷系统。

Description

冰箱的制冷系统及利用该制冷系统的冰箱

技术领域

本发明涉及一种冰箱，具体涉及一种冰箱的制冷系统以及使用该制冷系统的冰箱。

背景技术

现有的冰箱例如直冷三门冰箱中，中间室的蒸发器与冷藏室蒸发器设置成独立的结构，中间室的蒸发器与冷藏室蒸发器分别对冰箱的中间室和冷藏室制冷，从而实现分别控制中间室和冷藏室的温度。

图1是示出了现有的冰箱的制冷系统100的示意图。如图1所示，沿着流向，该冰箱的制冷系统包括压缩机101、冷凝器102、干燥器103、三通阀104a、104b、毛细管105a、105b、105c、冷藏室蒸发器106、中间室蒸发器107、以及冷冻室蒸发器108。冷藏室蒸发器106、中间室蒸发器107和冷冻室蒸发器108分别对应冷却冰箱的冷藏室、中间室和冷冻室。工作时，压缩机对制冷剂进行压缩，并将制冷剂送入冷凝器，在其中分别将制冷剂冷却或液化。接着，制冷剂被干燥器进行干燥。此后，通过三通阀104a和104b的控制，使制冷剂分别进入冷藏室蒸发器106、中间室蒸发器107、以及冷冻室蒸发器108，对冷藏室、中间室和冷冻室进行制冷。

具体来说，上述制冷系统100在三通阀104的控制下，在适当的控制时间下，制冷剂经过三通阀104a，通过毛细管105c进入冷冻室蒸发器108，此时对冰箱的冷冻室进行冷却；在另一适当的控制时间，制冷剂经过三通阀104b的控制，在三通阀104b的进一步控制下，在适当的时间，制冷剂经过冷藏室蒸发器106，从而对冷藏室进行冷却，在另一适当的时间，制冷剂经过中间室蒸发器107对中间室进行冷却，其中经过冷藏室蒸发器106和中间室蒸发器107的冷却剂最后页流过冷冻室蒸发器108，对冷冻室进一步冷却。通过上述冷藏室蒸发器106、中间室蒸发器107、以及冷冻室蒸发器108分别对对冷藏室、中间室和冷冻室进行制冷，从而实现冰箱的制冷效果。

然而，为了对上述同时具有冷藏室和中间室的冰箱进行制冷，需要分别设置中间室的蒸发器与冷藏室蒸发器，同时也需要独立控制温度的两个三通阀冰箱来实现控温。因此，现有冰箱的制冷系统成本高，控制方法复杂，焊接工序多，作业性较差。

发明内容

为了解决现有冰箱存在的上述缺陷，本发明提供了一种使用一体的冷藏室蒸发器与中间室蒸发器，并仅通过一个三通阀而实现冷藏室、中间室以及冷冻室制冷的制冷系统，该制冷系统不但控制方法简单、作业性好，而且节约成本。

根据本发明的一方面，本发明提供的一种制冷系统，包括：

压缩机、冷凝器、干燥器、第一毛细管、第二毛细管、冷藏室蒸发器、中间室蒸发器，以及冷冻室蒸发器，

所述冷藏室蒸发器与所述中间室蒸发器串联，

所述压缩机、所述冷凝器、所述干燥器、所述第一毛细管和所述冷冻室蒸发器依次连接形成第一制冷回路，

所述压缩机、所述冷凝器、所述干燥器、所述第二毛细管、所述冷藏室蒸发器、所述中间室蒸发器和所述冷冻室蒸发器依次连接形成第二制冷回路，

所述制冷系统还包括一个三通阀，用于控制所述第一制冷回路和所述第二制冷回路之间的切换。

在本发明中，冰箱的制冷系统将原来由两个三通阀控制冷藏室、中间室和冷冻室制冷的制冷系统改变为仅使用一个三通阀来控制冷藏室、中间室和冷冻室制冷的制冷系统，通过上述的改变，从而在基本实现冰箱的冷藏室、中间室和冷冻室的制冷的情况下，可以使制冷系统的控制变得简单，并且降低冰箱的制造成本。

作为一种优选的实施方式，所述冷藏室蒸发器和所述中间室蒸发器一体成形。冷藏室蒸发器和中间室蒸发器的一体成形可以大大地降低冰箱蒸发器的制造成本，并且更方便地对冰箱冷藏室蒸发器和中间室蒸发器的温度进行调节。

作为一种优选的实施方式，通过对所述冷藏室蒸发器的表面温度的控制来实现对所述中间室蒸发器的表面温度的控制。在这种情况下，可以更方便地仅通过对冷藏室蒸发器的表面温度的控制来实现对冷藏室蒸发器和中间室蒸发器的表面温度的控制，进而对冷藏室和中间室进行控制，从而可以更容易地控制本发明的制冷系统。

作为一种优选的实施方式，所述中间室蒸发器上设置有用于在所述中间室蒸发器低于第一预定温度时对所述中间室蒸发器进行加热的加热器。在这种情况下，当所述中间室蒸发器表面温度在第一预定温度以下时，所述加热器工作时所述风扇工作，所述加热器停止时所述风扇根据所述冷藏室的温度以不同的通电率进行工作。

作为另一种优选的实施方式，所述加热器以第一预定通电率运行。在这种情况下，根据冰箱工作的环境温度适当地对加热器进行不同通电率的控制，从而达到对中间室的蒸发器的温度进行控制的效果。

作为另一种优选的实施方式，所述中间室的内部上设置有用于在所述中间室蒸发器高于第二预定温度时对所述中间室进行降温的风扇。在这种情况下，当所述中间室蒸发器表面温度在所述第二预定温度以上时，根据环境温度对加热器进行不同通电率控制，加热器动作时风扇动作，加热器停止风扇停止。

作为另一种优选的实施方式，所述风扇以第二预定通电率运行。在这种情况下，根据冰箱工作的环境温度适当地对风扇进行不同通电率的控制，从而达到对中间室室内温度进行控制的效果。

根据本发明另一种优选的实施方式，所述第一预定温度为0～2℃，所述第二预定温度为2～4℃。在这种情况下，保证了冰箱的中间室温度达到符合冰箱日常使用标准的温度。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种具有所述制冷系统的冰箱。在这种情况下，利用该制冷系统的冰箱可以方便地以一个三通阀控制冷冻室、中间室和冷藏室的作用，从而使该冰箱控制方法简单、作业性好，而且节约成本。

根据本发明，可以提供一种控制方法简单、作业性好，而且节约成本的冰箱的制冷系统。

附图说明

图1是示出了现有的冰箱的制冷系统的示意图。

图2是示出了根据本发明实施方式的冰箱的制冷系统的示意图。

图3是根据图2中的冷藏室蒸发器与中间室蒸发器的连接结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式，进一步详细地说明本发明。在附图中，相同的部件或具有相同功能的部件采用相同的符号标记，省略对其的重复说明。

图2是示出了根据本实施方式的冰箱的制冷系统200的示意图。图3是根据本发明实施方式的图2中的一体化蒸发器206的结构示意图。

本实施方式中的冰箱为包括冷藏室、中间室和冷冻室的三门冰箱，其中，冷藏室设置在冰箱的上方、冷冻室设置在冰箱的下方并且中间室设置在冷藏室和冷冻室之间。如图2所示，沿着制冷剂的流向，该冰箱的制冷系统200包括压缩机201、冷凝器202、干燥器203、第一毛细管205a以及冷冻室蒸发器207依次连接形成第一制冷回路；压缩机201、冷凝器202、干燥器203、第二毛细管205b、一体化蒸发器206、冷冻室蒸发器207依次连接形成第二制冷回路。在三通阀204的控制下，可以实现控制第一制冷回路和第二制冷回路之间的切换。

注意到，上述第一制冷回路和第二制冷回路中都具有压缩机201、冷凝器202、干燥器203、三通阀204以及冷冻室蒸发器207，因此，无论第一制冷回路和第二制冷回路哪一个支路对冰箱进行制冷，冷冻室蒸发器207都能对冰箱的冷冻室进行制冷，从而保证冰箱的冷冻室足够低。

如图3所示，一体化蒸发器206包括冷藏室蒸发器206a、中间室蒸发器206b以及连接冷藏室蒸发器206a和中间室蒸发器206b的连接管206c。一体化蒸发器206可以为一体成形。冷藏室蒸发器206a、中间室蒸发器206b和冷冻室蒸发器207分别设置在冰箱的冷藏室、中间室和冷冻室的对应位置，并且分别对冷藏室、中间室和冷冻室进行制冷。

本实施方式的制冷系统中所包括的压缩机201、冷凝器202、干燥器203、第一毛细管205a和第二毛细管205b可以使用现有的冰箱设备(例如市面出售的冰箱设备，例如松下的冰箱设备)。与以往的技术相比，本实施方式的制冷系统将原来由两个三通阀控制冷藏室、中间室和冷冻室制冷的制冷系统改变为仅使用一个三通阀来控制冷藏室、中间室和冷冻室制冷的制冷系统，通过上述的改变，从而在基本实现冰箱的冷藏室、中间室和冷冻室的制冷的情况下，可以使制冷系统的控制变得简单，并且降低冰箱的制造成本。

在本实施方式中，冷冻室的温度一般控制在-18℃以下，而冷藏室和中间室的温度可以根据情况适当的选择，例如冷藏室的温度大约在2～10℃范围，而中间室的温度大约在0～6℃范围，冷藏室和中间室之间的温度相差约2～4℃，即冷藏室的温度比中间室的同时温度略大2～4℃左右。

注意到，虽然冷藏室和中间室由一体化蒸发器206来制冷，但在实际三门冰箱的制造中，冷藏室的贮藏空间要大于中间室的贮藏空间，因此，在同样温度的一体化蒸发器206的作用下，贮藏空间大的冷藏室的温度要略低于贮藏空间小的中间室。另外，冷藏室的贮藏空间要大于中间室的贮藏空间也是由冷藏室和中间室实现不同的功能决定的，例如冰箱的冷藏室一般被设计成用来贮藏生熟食品水果、蔬菜等，由于体积和量比较多，因此贮藏空间比较大，而中间室存放鲜肉、鱼、贝类、乳制品等食品，需要保证其温度，因此贮藏的体积较小。

本实施方式中，冰箱的制冷系统通过利用一个三通阀对冰箱三个间室的控制来实现冷冻室、中间室和冷藏室三个间室的不同温度。下面详述三通阀204对冷冻室、冷藏室和中间室各个间室的控制过程。

如图2所示，在本实施方式的冰箱制冷系统中，当三通阀204的a1方向(如图2中a1箭头所示)导通时，此时第一制冷回路导通，第二制冷回路关闭。冰箱中的制冷剂经压缩机201压缩后，通过冷凝器202进行冷却或液化。接着，制冷剂被干燥器进行干燥。最后，制冷剂经过毛细管后进入冷冻室蒸发器，对冷冻室进行制冷，从而使冷冻室降低在所需的温度，例如-18℃以下。需要说明的是，这里使用的三通阀204并不需要具有特别改进的结构，可以直接使用现有技术中提到的三通阀。

在本实施方式的冰箱制冷系统中，当三通阀204的a2方向(如图2中a2箭头所示)导通时，此时第一制冷回路关闭，第二制冷回路导通。冰箱中的制冷剂经压缩机201压缩后，通过冷凝器202进行冷却或液化。接着，制冷剂被干燥器203进行干燥。最后制冷剂经过毛细管依次进入一体化蒸发器206(即冷藏室蒸发器206a和中间室蒸发器206b)和冷冻室蒸发器207，此时冷藏室蒸发器206a、中间室蒸发器203b和冷冻室蒸发器207分别对冷藏室、中间室进行制冷和冷冻室蒸发器制冷，此时冷藏室和中间室温度同时下降，同时也对冷冻室进行制冷。

上述已经详细描述了三通阀204对本实施方式中的制冷系统的控制过程。其中，三通阀204对冰箱制冷系统的控制过程基本实现了冷冻室、中间室和冷藏室的制冷。在本实施方式的冰箱中，由于冷藏室和中间室的蒸发器是连接贯通并一体成形的，中间室蒸发器206b的温度与冷藏室蒸发器206a的温度同步变化。因此，为了更精确的实现冷藏室和中间室的温度差别，本实施方式中还在中间室蒸发器206b上设置了加热器，而在中间室内设置了风扇。当本实施方式的冰箱在工作时，通过设置在中间室内的风扇和中间室蒸发器206b上的加热器的辅助作用，可以进一步实现冷藏室和中间室的温度区别。

下面讨论设置在中间室内的风扇和中间室蒸发器206b上的加热器对制冷系统的制冷调节作用。

当本实施方式中的冰箱正常工作时，压缩机201对制冷剂进行压缩，并将制冷剂送入冷凝器，在其中分别将制冷剂冷却或液化。接着，制冷剂被干燥器进行干燥。此后，通过三通阀204的控制，使制冷剂分别在不同的时间中进入冷藏室蒸发器206a、中间室蒸发器206b、以及冷冻室蒸发器208，从而对冷冻室、中间室和冷藏室进行制冷。

当本实施方式的冰箱的冷冻室在制冷时或冰箱的压缩机停止制冷时，中间室室内的风扇根据冷藏室的设置温度对加热器进行一定通电率的控制。例如当中间室的蒸发器温度较低，导致中间室库内比较低时(例如低于0℃时)，此时，中间室蒸发器206b上的加热器对中间室蒸发器206b进行加热，使中间室蒸发器的温度上升到预定的温度(例如0℃以上)，从而使中间室室内保持在合适的温度(例如0～6℃)。

当本实施方式的冰箱的冷藏室蒸发器206a的表面温度在规定温度(例如4℃)以下并且中间室蒸发器206b的表面温度在另一规定温度(例如2℃)以下时，当中间室蒸发器206b的加热器工作时中间室内的风扇也同步工作，当加热器停止时，风扇根据冷藏室的设置温度以不同的通电率进行工作，由于风扇起到将中间室蒸发器206b的冷气传递到中间室内部的作用，因此通过上述加热器和风扇的配合可以使中间室室内保持在合适的温度(例如0～6℃)。

当本实施方式的冰箱的冷藏室蒸发器206a的表面温度在规定温度(例如4℃)以下并且中间室蒸发器206b的表面温度在另一规定温度(例如2℃)以上时，根据冷藏室的温度设置，加热器与风扇同步工作，即加热器工作时风扇动作，加热器停止风扇停止，从而使中间室室内保持在合适的温度(例如0～6℃)；

当本实施方式的冰箱的冷藏室蒸发器206a的表面温度在规定温度(例如4℃)以上并且中间室蒸发器206bd的表面温度在另一规定温度(例如2℃)以下时，加热器连续通电直到中间室蒸发器206b的表面温度到达第二规定温度，在此过程中风扇停止；

当本实施方式的冰箱的冷藏室蒸发器206a表面温度在规定温度(例如4℃)以上并且中间室蒸发器206b的表面温度在另一规定温度(例如2℃)以上时，根据环境温度通过对冷藏室的温度设置对加热器进行不同通电率控制，此时加热器与风扇同步工作，即加热器动作时风扇动作，加热器停止风扇停止。

在这种情况下，由于加热器，冷藏室蒸发器206a和中间室蒸发器206b的表面温度检测器以及中间室室内风扇的存在，通过上述的辅助控制作用可以使得中间室的温度得到比较精确的控制，从而实现一个三通阀控制冰箱三个间室的温度。

在上述对风扇的控制过程中，为了实现本实施方式的制冷系统的精确控制，冷藏室、中间室、冷藏室蒸发器206a、中间室蒸发器206b上可以分别设置有用于检测冷藏室室内温度、中间室室内温度、冷藏室蒸发器206a表面温度、中间室蒸发器206b表面温度的温度检测器，同时，本实施方式中的冰箱还可以具有检测环境温度的温度检测器。

另外，在本实施方式中，中间室蒸发器206b的表面温度和中间室室内温度之间有一定的温度差，约为2～3℃，即中间室蒸发器206b的表面温度要比中间室室内温度的温度低约为2～3℃。在本实施方式中，制冷系统的温度控制是通过蒸发器的表面温度来实现的，而中间室的室内温度是通过中间室蒸发器206b的表面温度来实现的。另外，由于中间室蒸发器206b和冷藏室蒸发器206a是连通成一体，同时制冷，从而可以仅通过对冷藏室蒸发器206a的表面温度进行控制来直接或间接地控制中间室的温度。

在本实施方式中的冰箱中，上述提到的冷藏室蒸发器206a的规定温度和中间室蒸发器206b的规定温度可以在一个适当的范围内，例如根据冰箱的不同使用环境，可以将冷藏室蒸发器206a的规定温度和中间室蒸发器206b的规定温度分别设置为2～8℃和-2～4℃，优选地分别设置为2～6℃和0～4℃，更优选地分别设置为2～4℃和0～2℃。上述冷藏室蒸发器和中间室蒸发器的规定温度是为了最终使冷藏室(例如2～10℃)和中间室(例如0～8℃)的温度保持在用户期望的温度，以便更好地适用于日常的使用。

本实施方式中所提到的“通电率”是指在一定周期时间(例如冷冻室在制冷的时间，或者冷藏室和中间室在制冷的时候)的通电时间的比率，根据冰箱不同的控制情况，通电率可以是5％、10％、20％、50％、80％等。在上述对中间室室内风扇和中间室蒸发器206b的控制过程中，可以设定不同温度的温度调节装置，通过使不同的温度对应中间室室内风扇和中间室蒸发器206b上的加热器的不同通电率，从而可以通过设定温度调节装置来实现中间室室内风扇和中间室蒸发器206b的不同“通电率”，从而使中间室达到合适的温度(例如0～6℃)。该温度调节控制装置可以使用现有技术的温度调节装置。

具体来说，在本实施方式中，用户可以根据具体的工作环境和工作要求对冰箱的中间室室内风扇和中间室蒸发器206b进行不同的“通电率”的调节。例如夏季环境温度下，环境温度较高(例如为25℃以上)，冰箱内外的温度差较大，冰箱的间室内温度每下降1℃需要耗费的能量增加，而通过保温层和门封冷气散失也会加快，因此，需要调高冷藏室的制冷强度，此时中间室室内的风扇对应的通电率会变高，而中间室蒸发器上的加热器的通电率则较低。类似地，在秋冬季节环境温度下，相应地改变中间室室内的风扇和中间室蒸发器206b的加热器的通电率。

此外，本实施方式中的冷藏室蒸发器和中间室蒸发器206b的结构优选为板管式蒸发器。同时，冷藏室蒸发器和中间室蒸发器206b的材质可以是铝或铜。另外，本实施方式中的风扇可以使用直流风扇，以便提高使用的安全性。

通过上述的冰箱的制冷系统的控制，由于具有中间室室内的风扇，中间室蒸发器的加热器206b的存在，通过上述具有中间室室内的风扇，中间室蒸发器的加热器206b的配合，使得冷冻室、中间室和冷藏室的温度可以得到比较精确的控制，从而实现一个三通阀控制冰箱多个间室的温度。

虽然以上结合附图和实施例对本发明进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本发明。本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和变化，这些变形和变化均落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种冰箱的制冷系统，其特征在于，包括：

压缩机、冷凝器、干燥器、第一毛细管、第二毛细管、三通阀、冷藏室蒸发器、中间室蒸发器，以及冷冻室蒸发器，

所述冷藏室蒸发器与所述中间室蒸发器串联，

所述压缩机、所述冷凝器、所述干燥器、所述第一毛细管和所述冷冻室蒸发器依次连接形成第一制冷回路，

所述压缩机、所述冷凝器、所述干燥器、所述第二毛细管、所述冷藏室蒸发器、所述中间室蒸发器和所述冷冻室蒸发器依次连接形成第二制冷回路，

所述三通阀控制所述第一制冷回路和所述第二制冷回路之间的切换。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述冷藏室蒸发器和所述中间室蒸发器一体成形。

3.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，通过对所述冷藏室蒸发器的表面温度的控制来实现对所述中间室蒸发器的表面温度的控制。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制冷系统，其特征在于，所述中间室蒸发器上设置有用于当所述中间室蒸发器的表面温度低于第一预定温度时对所述中间室蒸发器进行加热的加热器。

5.根据权利要求1～3任一项所述的制冷系统，其特征在于，所述中间室的内部上设置有用于当所述中间室蒸发器的表面温度高于第二预定温度时对所述中间室进行降温的风扇。

6.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，所述第一预定温度为0～2℃。

7.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，所述加热器以第一预定通电率运行。

8.根据权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，所述第二预定温度为2～4℃。

9.根据权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，所述风扇以第二预定通电率运行。

10.一种冰箱，其特征在于，具有权利要求1～9任一项所述的制冷系统。

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