CN103175362B - 具有辅助制冷设备的冰箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有辅助制冷设备的冰箱。冰箱可包括:柜体,其包括保存食物的储藏室;和布置在储藏室中用以冷却储藏室的制冷剂的管。相变材料可在管不运行时向储藏室提供辅助制冷。相变材料的外罩可设置在管的周围。该管可呈蛇形,外罩可由柔韧材料构成并成形为对应于该管的形状。

Description

具有辅助制冷设备的冰箱
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请主张2011年12月21日提交的韩国申请N0.10-2011-0138851号的在先提交日和优先权的权益,其全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
[0003] 本文公开了具有辅助制冷设备的冰箱。
背景技术
[0004] 具有辅助制冷设备的冰箱是公知的。然而,它们具有诸多缺点。
发明内容
[0005] 为了克服现有技术的诸多缺点,本发明的目的在于提出一种具有辅助制冷设备的冰箱,不管其制冷环路是否运行,该冰箱都能够使内部温度保持均一。
[0006] 根据本发明的一个方案,提出一种具有辅助制冷设备的冰箱,包括:柜体,包括保存食物的储藏室;用于制冷剂的管,布置在所述储藏室中,用以冷却所述储藏室;相变材料,当所述管不起作用时,所述相变材料向所述储藏室提供辅助制冷;以及相变材料的外罩,设置在所述管周围,其中所述管呈蛇形,所述外罩由柔韧材料构成并成形为对应所述管的形状。
[0007] 优选地,所述相变材料的外罩的对应所述冰箱的蒸发器的表面比所述相变材料的外罩的对应所述储藏室的表面更为柔韧。
[0008] 优选地,冰箱还包括相变材料框架,用以将所述相变材料的外罩支撑到所述冰箱的蒸发器,所述相变材料定位成与所述蒸发器相距预定距离,使得所述相变材料的外罩位于所述相变材料框架与所述蒸发器之间。
[0009] 优选地,冰箱还包括相变材料框架,用以将所述相变材料的外罩安装到所述冰箱的蒸发器,使得所述相变材料的外罩压靠于所述蒸发器。
[0010] 优选地,冰箱还包括布置在所述相变材料的外罩的面向所述储藏室的表面上的相变材料框架,所述相变材料框架构成所述储藏室的内壁。
[0011] 优选地,设置多个所述相变材料的外罩,以及所述相变材料框架支撑所述多个相变材料的外罩。
[0012] 优选地,所述相变材料框架的柔韧度小于所述相变材料的外罩的表面的柔韧度。
[0013] 优选地,所述相变材料的外罩由聚乙烯树脂材料构成。
[0014] 优选地,所述相变材料的相位配置为在高于或等于所述冰箱的设定温度的规定温度时改变。
[0015] 优选地,所述相变材料的相位配置为在高于或等于所述冰箱的蒸发器的平均温度的规定温度时改变。
[0016] 优选地,所述相变材料的相位发生改变的温度高于或等于-10°C。
[0017] 优选地,所述相变材料的相位配置为发生改变的温度低于所述储藏室的外部的温度。
[0018] 优选地,当所述冰箱的制冷环路不运行时,所述相变材料在规定的时间量维持所述储藏室的温度低于或等于0°C。
[0019] 优选地,所述相变材料的相位配置为发生改变的温度低于或等于_5°C。
[0020] 优选地,所述相变材料的相位配置为发生改变的温度在-10°C到_5°C的范围内。
[0021] 根据本发明的另一个方案,提出一种具有辅助制冷设备的冰箱,包括:柜体,包括保存食物的储藏室;蒸发器,布置在所述储藏室中,用以冷却所述储藏室;相变材料,当所述蒸发器不运行时,所述相变材料向所述储藏室提供辅助制冷;相变材料的外罩,邻近所述蒸发器设置,其中所述蒸发器包括蛇形的管,而且所述外罩由柔韧材料构成并成形为对应于所述管的形状;以及相变材料的框架,设置成支撑所述相变材料的外罩。
[0022] 优选地,所述相变材料的外罩与所述蒸发器的表面的规定形状相顺应。
[0023] 优选地,所述相变材料的框架的刚度大于所述相变材料的外罩的刚度。
[0024] 根据本发明的又一个方案,提出一种具有辅助制冷设备的冰箱,包括:柜体,包括保存食物的储藏室;蒸发器,用以冷却所述储藏室;相变材料,当所述蒸发器不运行时,所述相变材料向所述储藏室提供辅助制冷;以及相变材料的外罩,邻近所述蒸发器设置,其中所述蒸发器包括蛇形的管,所述外罩由柔韧材料构成并成形为对应于所述管的形状,其中所述相变材料的相位配置为在高于或等于所述蒸发器的平均温度的规定温度时改变。
[0025] 优选地,所述蒸发器的温度范围在0°C到-18°C的范围,所述相变材料的相位配置为在_5°C到-10°C之间的规定温度时改变。
[0026] 优选地,当所述蒸发器不运行时,所述相变材料在规定时间量维持所述储藏室的温度低于或等于0°C。
[0027] 本发明的有益效果在于,基于本发明的技术构思,冰箱在制冷环路无法运行时可以防止或减慢冷藏室内的温度升高。此外,冰箱可包括用于相变材料的壳体,该壳体可在冷冻室正常使用期间保护相变材料,并通过增大与设置在其中的蒸发器的接触面积来提高性會K。
附图说明
[0028] 下面将参照以下附图详细描述本发明,其中相同的附图标记指代相同的元件,其中:
[0029] 图1是冰箱的立体图;
[0030]图2是根据本发明的实施例的冰箱的前视图;
[0031] 图3是示出根据一个实施例的相变材料(phase-change material)的外罩与蒸发器之间的接触状态的剖视图;
[0032]图4是示出根据本发明的另一实施例的相变材料的外罩与蒸发器之间的接触状态的剖视图;
[0033]图5是根据本发明的一个实施例的相变材料的外罩、蒸发器和相变材料的框架的分解立体图;
[0034] 图6是示出相变材料在蒸发器的指定平均温度下的温度随时间变化的曲线图;
[0035] 图7是示出具有不同相变温度的相变材料的温度随时间变化的曲线图;以及
[0036] 图8是示出具有不同种类的相变材料的冷冻室内的温度变化的曲线图。
具体实施方式
[0037] 本文公开了具有辅助冷却设备的冰箱。辅助制冷设备可包括诸如相变材料(PCM)等的储热材料,其在正常运行期间储藏热能,而在断电期间用于冷却冷藏室。辅助制冷设备(储热设备)可包括提高制冷剂与冰箱的蒸发器之间的换热效率的结构。
[0038] 通常,冰箱是通过使用工作流体(制冷剂)吸收热量来冷却内部空间、从而冷冻或冷藏食物或其它类型的易腐品的家用电器。工作流体可在制冷环路中循环,制冷环路可包括压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器,用以冷却冰箱的内室。压缩机可布置在柜体的下后部,蒸发器可例如布置在冰箱中设置的冷冻室的后壁上,并可操作为从冷冻室吸热。
[0039] 在正常运行期间,当电源可用于驱动压缩机时,冷气可通过制冷环路持续供应,以维持冰箱内的温度。然而,如果制冷环路因例如断电、电力故障、压缩机故障或之类的原因而不能运行,则冰箱内的温度可能升高。
[0040] 具体地,其中食物易发生腐败的冷藏室内的温度可迅速升高。冷藏室中储藏的食物对温度升高更敏感,并可能比冷冻室中储藏的食物更易腐坏。因此,如本文广义描述并实施的冰箱在制冷环路无法运行时(例如,停电或电力故障期间)防止或减慢冷藏室内的温度升高。此外,冰箱可包括用于相变材料的壳体,该壳体可在冷冻室正常使用期间保护相变材料,并通过增大与设置在其中的蒸发器的接触面积来提高性能。
[0041 ] 下面将参照附图详细描述冰箱。现在可详细参照特定实施例,其示例可在附图中示出。在可能的情况下,相同的附图标记在所有附图中可用来指代相同或相似的零件。
[0042] 图1是冰箱的立体图。冰箱I可包括冰箱柜体10、蒸发器20和门15。冰箱I包括在其中设置的储藏室,并可使用制冷环路来维持储藏室内的温度,从而在其中储藏易腐品。门15可附接到柜体10,以提供进入储藏室的入口。
[0043] 冰箱柜体10可具有敞开的前部,储藏室可设置在其中以保存食物。冰箱柜体10可形成为具有能够保持在指定温度的一个或多个储藏室。例如,构造为家用的冰箱可分成内部温度维持在0°C (32° F)之下的冷冻室11和内部温度维持在0°C之上并低于指定温度(例如,约10°C或50° F)的冷藏室。
[0044] 门15可以是如图1所示的单门,或者如果需要,可包括两个或多个门。门15的数量、大小和构造可基于期望的功能和/或美学考虑来确定。
[0045] 门15可在铰接件上旋转以被打开和关闭。此外,抽屉式储藏室可设置成滑入和滑出冰箱柜体10。在此情况下,门15可以被推动或拉动以被打开和关闭。门15的数量可根据冰箱柜体10的隔离空间的数量而变。
[0046] 蒸发器20是包括在制冷环路中的设备之一,并可安装在储藏室中以向储藏室供应冷气。制冷环路可包括冷凝器和压缩机、以及蒸发器20。制冷剂可以在依次地循环通过蒸发器20、冷凝器和压缩机的同时进行换热,从而使储藏室内的温度保持不变。
[0047]制冷剂可在冷凝器和压缩机中液化,并可在蒸发器20中蒸发以吸收潜热,从而降低储藏室的温度。换言之,在蒸发器20中执行与储藏室的内部换热。为了提高换热效率,蒸发器20的表面形成为不平状(槽或隆起部)。图1中所示的蒸发器20的表面可形成为不平坦的,以加宽蒸发器20的表面积。
[0048] 冰箱I可根据向储藏室传送冷气的方法分成直接制冷式和间接制冷式。在间接制冷式中,风扇驱动而迫使冷气循环,从而散布冷气。间接制冷式典型地用于大型冰箱中。在直接制冷式中,不使用风扇,蒸发器20可嵌入壁的宽大区域中,以直接向冰箱I的储藏室传送蒸发器20的热量。直接制冷式典型地用于小型冰箱(例如,泡菜冰箱,kim-chirefrigerator)。
[0049]与间接制冷式相比,在直接制冷式中,内部温度能够保持均一,不容易改变。因此,直接制冷式冰箱可具有保存各种食物的口味的优点,因为其内部温度能够保持均一而不容易改变。直接制冷式冰箱也可制造较少噪音,以及消耗较少电力,因为其不必驱动风扇。
[0050] 蒸发器20可在冷冻室11的一个或多个壁表面形成。当安装蒸发器20的壁表面的数量增加时,可增强制冷效果。如图1所示的冰箱是直接制冷式。这里,蒸发器20可布置在冷冻室11的顶表面、底表面和两侧表面。
[0051] 间接制冷式可从预定区域产生冷气,并通过使用风扇而使冷气循环。因此,间接制冷式能够使冷气在大型冰箱的整个储藏室传送。霜可以仅仅形成在间接制冷式的特定区域,而且通过设置在冰箱中的除霜加热器能够防止结霜。
[0052] 冰箱的上部可以是顶部、底部和两侧的表面被蒸发器20包围的冷冻室11,而其下部可以是位于冷冻室11之下的冷藏室12。在此情况下,还可设置隔离壁,用以将冰箱的内部分隔成冷冻室11和冷藏室12。可设置两个门15来分别打开和关闭冷冻室11和冷藏室
12ο
[0053] 典型地,冰箱仅在制冷环路运行时使内部温度保持均一,制冷环路需要电力来压缩制冷剂。因此,在停电的情形下,制冷环路不能运行,因此使冰箱中的冷藏室的内部温度升高。为了防止发生这种情况,可使用例如相变材料(PCM)等储热材料。
[0054] 相变材料(PCM)是在预定温度下会改变状态的材料。例如,相变材料的状态可在预定温度下从气态变成液态,从液态变成固态或者从气态变成固态。相变材料在熔点或沸点时温度不变化,而且消耗或发出大量能量来改变相位。因此,相变材料可用于在预定的温度范围内储存能量。具体地,相变材料可设置成邻近蒸发器20,以储存冷气。
[0055] 相变材料的相位可从液态变成固态或者从固态变成液态。因此,相变材料必须容纳在预定的接纳器中。接纳器可以是外罩或壳,用以盛放相变材料。为了便于讨论的目的,接纳器在下文中称为壳体或PCM壳体。
[0056] PCM壳体30、35可以是中空的,使得相变材料可注射到壳体中。PCM壳体30、35可以是由防腐蚀材料(例如塑料)构成的硬壳,并通过例如注塑成型而形成。这里,壳体可以是相变材料的气密外罩,从而不管相变材料的状态如何(例如液态、气态),都能够防止泄漏。
[0057] 然而,蒸发器20的表面可以因形成在其中的供制冷剂流动的管而不平。这种硬壳可以不紧密接触蒸发器20的表面,尤其是当蒸发器20的表面如图3所示那样不平时。在此情况下,蒸发器20与相变材料之间的接触面积会有所减小,从而降低从蒸发器20到PCM的传热效率。因此,相变材料可能需要大量时间来储存用于产生冷气的能量。
[0058] 因此,PCM壳体30、35可以模制为或以别的方式形成为具有与蒸发器20的表面对应的形状。例如,如图4所示,PCM壳体30、35的表面可模制为具有与蒸发器20的不平坦基本相同的形状,因此增大热能传递的接触面积。
[0059] 当壳体30、35的一个表面放置成面向蒸发器20时,壳体30、35的相对的表面可用作储藏室11、12的内表面。这个面向内部冷冻室11或冷藏室12露出的表面可具有规定的纹理或图案。规定的纹理或图案可为了美学和功能的目的而设置。例如,突起的隆起部或通道可设置成防止储藏的物品接触凝露,隆起部或类似构造可设置成提高储藏室表面的结构强度,或者表面可构造为例如使储藏室11、12的表面上形成凝露最少。硬壳30、35可由树脂或允许形成坚固结构的其它合适类型的材料构成。此外,例如注塑成型的各种工艺可用来制造壳体30、35,使得具体的特征可集成到上述壳体的结构中。
[0060] 在一个实施例中,如图4所示,壳体30、35可由柔韧或易弯折的材料构成,所述材料可弯曲成与蒸发器20的形状相顺应。当壳体30、35定位成邻近蒸发器20时,壳体30、35的柔韧表面可允许壳体30、35更为紧密地位于蒸发器20的表面,从而进一步增大壳体30、35与蒸发器20的表面之间的接触面积。例如,聚乙烯树脂(vinyl)的PCM壳体30、35可以被填充PCM,并可以被气密性地封闭而形成聚乙烯树脂箱。该聚乙烯树脂箱可贴着蒸发器20放置,以与蒸发器20的形状相顺应。PCM壳体30、35可由柔韧、易弯折、弹性和/或柔软以及具有高传热效率的各种类型的材料构成。
[0061] 当壳体30、35的一个表面放置成面向蒸发器20时,壳体30、35的相对的表面可面向储藏室11、12。该表面可充当储藏室11、12的内表面。壳体30、35的柔韧材料可向用户和储藏在储藏室11、12中的物品露出。PCM壳体30、35的露出表面可由具有不同柔韧度的不同材料构成。例如,面向蒸发器20的表面可比露出的表面更柔韧,因为面向蒸发器的表面必须与蒸发器20的形状相顺应,同时该露出的表面可由更坚固的材料构成,以提供增强的耐久性以及保护壳体30、35内的PCM。
[0062] 在另一实施例中,PCM壳体30、35面向蒸发器20以及储藏室11、12的表面可由具有相同柔韧度的相同材料构成。在此情况下,用于PCM的框架可布置成邻近PCM壳体30、35的露出表面,如图2所示。
[0063] 这里,PCM壳体30、35可由例如聚乙烯树脂或其它合适类型的柔韧材料构成。蒸发器20可联接到冰箱柜体10,PCM壳体30、35可设置成邻近蒸发器20,以与蒸发器20的形状相顺应。聚乙烯树脂的PCM壳体30、35可设置成邻近蒸发器20的顶部、底部或两侧的表面中的一个或多个。可选地,聚乙稀树脂的PCM壳体30、35可布置在蒸发器20的每个表面上。
[0064] 如图2所示,冰箱I可以被分隔成具有冷冻室11和冷藏室12。蒸发器20可用来分隔冷藏室12和冷冻室11,而无需使用单独的隔离壁。在此情况下,如图2所示,蒸发器20的表面可以在冷藏室12的顶部区域露出。PCM壳体30可设置在蒸发器20的面向冷冻室11的顶部和两侧的表面上,PCM壳体35可设置在蒸发器20的面向冷藏室12的底部表面上。
[0065] 在此情况下,PCM壳体35可位于冷冻室11与冷藏室12之间,并可布置在如图2和图5所示的蒸发器20的冷藏室12侧上。换言之,PCM壳体35可定位成与蒸发器20进行换热,以提供对冷藏室12的辅助制冷。此外,PCM壳体35可以是将冰箱的内室分隔成冷冻室11和冷藏室12的结构的一部分。
[0066] 接下来,PCM框架40和45可设置成支撑PCM壳体30、35,使得其接触蒸发器20,而且构成冷冻室11或冷藏室12的内壁。在此情况下,PCM框架40可布置在冷冻室11的顶部和两侧的表面上。同时,PCM框架45可构成冷藏室12的顶表面。
[0067] PCM壳体30、35可布置在PCM框架40、45与蒸发器20之间。在PCM框架40、45与蒸发器20之间可设置预定间隙,以便容纳并支撑PCM壳体30、35。因此,PCM壳体30、35可防止PCM壳体30、35变形,以确保PCM壳体30、35保持接触蒸发器20。例如,因为PCM壳体30、35可由柔韧材料构成,所以PCM壳体30、35的形状可随着PCM改变状态而变形。也就是说,当PCM改变状态为液态时,更大量的PCM可由于重力而聚集在壳体30、35的底部。在此情况下,PCM壳体靠近顶部的表面可与蒸发器20分离。因此,PCM框架40、45可设置成支撑PCM壳体30、35,以防止变形并保持接触蒸发器20。
[0068] 此外,设置在PCM框架40、45与蒸发器20之间的间隙可以被确定成朝向蒸发器20充分按压PCM壳体30、35,从而确保壳体30、35的柔韧表面与蒸发器20的形状相顺应。间隙可还提供相变期间PCM的体积改变的容限。
[0069]由柔韧或易弯折材料(例如聚乙烯树脂)构成的PCM壳体30、35在冰箱正常使用期间可能受到损坏,因为PCM壳体30、35可以向储藏室11、12露出。因此,PCM框架40、45可覆盖PCM壳体30、35,以防止暴露于用户或储藏的物品。PCM框架40、45的表面可用作储藏室11、12的各侧的内表面。此外,PCM框架40、45可由硬的或刚性的材料(例如注塑成型的ABS)构成,以保护并支撑PCM壳体30、35。
[0070] 同时,PCM框架40、45的刚性可比PCM壳体30、35的刚性更强。换言之,PCM框架40、45可以在柔韧度和延展性方面不如PCM壳体30、35,从而稳定支撑PCM壳体30、35。
[0071] 因此,PCM壳体30、35的表面可接触蒸发器20,其相对的表面可接触PCM框架40、45,使得PCM壳体30、35不向用户露出,从而降低了损坏PCM壳体30、35的可能性。PCM框架40、45可向用户露出,以构成储藏室(具体地,冷冻室11或冷藏室12)的内壁。
[0072] 如图2和图5布示,当多个PCM壳体30布置在蒸发器20的表面(例如,顶部和两侧的表面)时,多个PCM壳体30可彼此一体形成,以降低PCM壳体30露出的可能性,并在具有较少连接件的同时构成储藏室的壁表面。一体形成的PCM壳体30可减少冰箱I中所需的部件的数量。
[0073] 此外,设置在冷藏室11与冷冻室11之间以覆盖与蒸发器20的表面接触的PCM壳体35的PCM框架45可接触PCM壳体35露出的表面(例如,面向冷藏室的外表面)。如图2和图5所示,PCM框架45可布置在联接于蒸发器20之下的PCM壳体35的下方,以支撑相变壳体35。PCM框架45可构成冷藏室12的上内表面。
[0074] 虽然蒸发器20的面向冷冻室11的内底表面被公开为不具有附接其上的PCM壳体30,但是应理解,本发明不限于此。除PCM壳体35设置在蒸发器20的外底表面之外,PCM壳体30可设置在蒸发器20的内底表面上。PCM壳体30在蒸发器20的内底表面上的露出表面可用作冷冻室11的底部表面。此外,框架40可设置成覆盖PCM壳体30,以支撑以及用作冷冻室的内底表面。
[0075] 图5示出PCM壳体30和PCM框架40组装到蒸发器20。与蒸发器20的顶表面和两侧表面接触的PCM壳体30可位于蒸发器20内,也就是说,邻近蒸发器20的面向冷冻室11的内壁。PCM框架40可布置成覆盖PCM壳体30。
[0076] PCM壳体35可位于冷冻室11与冷藏室12之间,以接触蒸发器20。PCM壳体35可布置在蒸发器20的内表面或外表面,例如在冷冻室11以内或以外。根据图5的实施例,PCM壳体35可联接到蒸发器20的外表面(也就是说,面向冷藏室12的表面)。覆盖PCM壳体35的PCM框架45可支撑PCM壳体35。
[0077] 图6至图8是示出PCM的相对于时间的相变温度的曲线图。相变温度可指的是PCM改变状态的温度。当温度到达相变温度时,PCM的温度变化率加快,以吸收或发出潜热,并改变PCM的相位。
[0078] 当冰箱I投入运转时,PCM的相位从液态变成固态,以吸收蒸发器20排放的冷气。当吸收冷气时,PCM的温度下降。当达到PCM的相变温度时,PCM中的温度变化的斜度有所减小。
[0079] PCM的相位可在冰箱I的储藏室的温度范围上从液态变成固态,或者反之亦然。换言之,PCM的相位可在用户预设定或设定的冰箱内部温度的范围内改变,使得可聚集充足的冷气,以确保PCM的相变。
[0080] 同时,PCM的相位可在比储藏室外的温度更低的温度变化。如果在比储藏室的室外温度更高的温度执行相变,则储藏室的内部的温度必须高于储藏室的室外温度,以使PCM的相变产生的冷气能排放。因此,以上提及的条件可被满足,从而充分利用PCM的相变产生的冷气。
[0081] 图6是示出当蒸发器的平均温度为-1rC (-51.8° F)时相变材料的温度变化的曲线图。图6示出相变温度为-12°C (-53.6° F)(虚线)的第一 PCM和相变温度为_5°C(-41° F)(实线)的第二 PCM的温度变化。如所示,第二 PCM的斜度在约-5°C处减小。PCM的相位在对应于相变温度的约_5°C附近从液态改变成固态。在相变温度附近的范围,大量能量被储存在PCM中。
[0082] 同时,第一 PCM的相位在比蒸发器20的温度(例如,-1TC)更低的预定温度(例如,-1re )改变。当相变温度低于蒸发器20的温度时,PCM不会从液态完全变成固态。
[0083] 当蒸发器20的温度按预定间隔时间波动时,在蒸发器20的平均温度(例如,-1rC)附近,第一 PCM的温度变化的图案与第二 PCM的不同。第一 PCM (_12°C)是流体的或部分液体的,因此第一 PCM的温度变化难以捉摸。相比之下,第二 PCM (_5°C)是固态,因此第二 PCM的温度变化相对蒸发器20的温度变化更剧烈。
[0084] 换言之,当PCM的相变温度低于蒸发器20的温度时,PCM将是固态的而不会发生相变,不能保存冷气。PCM的相位可在比蒸发器20的平均温度更高的温度改变。
[0085] 图7是示出根据PCM的相变温度的PCM的冷气储备效果的曲线图。相变温度为-12°C (虚线)的第一 PCM的相位在约400分钟内完全改变。相变温度为_5°C (实线)的第二 PCM的相位在约250分钟内完全改变。完成相变的时期与PCM储存冷气的能力有关。完成相变所需的时期越长对应冷气储存能力越好。因此,可使用具有更低相变温度的PCM。
[0086] 如参照图6和图7所描述的,可期望PCM具有较低的相变温度,但高于蒸发器20的平均温度。
[0087] 图8是示出根据PCM的相变温度的冷冻室内温度变化的曲线图。冷冻室内的温度的上升速率在具有PCM的情况下比没有PCM的情况下要慢。也就是说,如所示,使用PCM时冷冻室的温度升高的斜度比未使用PCM时冷冻室的温度升高的斜度可能要小。
[0088] 当未使用PCM时,冷冻室的温度达到约0°C的时期可大约在42分钟内。当使用相变温度为_5°C的PCM时,该时期可大约在144分钟内。当使用相变温度为_7°C (-44.6° F)的PCM时,该时期可大约在310分钟内。当使用相变温度为_12°C的PCM时,冷冻室11的温度可能在6个小时后仍不能达到0°C。如参照图6和图7所描述的,随着PCM的相变温度降低,冷气储存的能力可改善,储藏室的温度保持效果也可得到改善。
[0089] 如图6至图8的图所示,PCM的相变温度越低越好。然而,PCM的相变温度必须高于蒸发器20的平均温度。所以,相变温度的下限必须是-10°C (-50° F)或者更高,该温度高于传统蒸发器20的平均温度-11°C。
[0090] 而且,可选择能够使温度在0°C或0°C之下保持预定时间量的PCM。PCM的操作持续时间例如可基于预期的停电时长。当例如预定的时间量是2个小时时,可使用能够使温度在0°C或0°C之下保持至少2个小时的PCM。因此,参照图8,可使用相变温度为至少-5°C的PCM。换言之,PCM的适宜的相变温度可在_5°C到-10°C的范围内。
[0091] 如本文广义描述和实施的,冰箱可包括具有相变材料的辅助制冷设备。PCM外罩可设置成增大与蒸发器20的接触面积,并因此,可提高PCM与蒸发器20之间的换热效率。随着换热效率被提高,PCM进行相变所需的时间量可缩短,储存冷气能量所需的时间量可因此缩短。此外,可防止对PCM和PCM外壳30、35的损坏,并可增强冰箱I的耐久性。
[0092] 在一个实施例中,冰箱可包括:具有保存食物的储藏室的柜体;布置在储藏室中以冷却储藏室的制冷剂的管;当所述管未起作用时为储藏室提供辅助制冷的相变材料;以及设置在所述管周围的相变材料的外罩,其中所述管呈蛇形,所述外罩由柔韧材料构成并且成形为对应管的形状。
[0093] 相变材料外罩的与蒸发器对应的表面可以比相变材料外罩的与储藏室对应的表面更为柔韧。相变材料框架可设置成将相变材料外罩支撑到蒸发器,相变材料定位为与蒸发器有预定距离,使得相变材料外罩位于相变材料框架与蒸发器之间。相变材料框架可设置成将相变材料安装到蒸发器,使得相变材料外罩压靠于蒸发器。相变材料框架可布置在相变材料外罩的面向储藏室的表面上,相变材料框架构成储藏室的内壁。
[0094] 可设置多个相变材料外罩,而且相变材料框架支撑多个相变材料外罩。相变材料框架的柔韧度可以小于相变材料外罩的表面的柔韧度。相变材料外罩可由聚乙烯树脂材料构成。
[0095] 相变材料的相位可配置为在高于或等于冰箱的设定温度的规定温度改变。相变材料的相位可配置为在高于或等于蒸发器的平均温度的规定温度改变。相变材料的相位发生改变的温度可高于或等于-10°C。配置为改变相变材料的相位的温度可低于储藏室外的温度。
[0096]当冰箱的制冷环路不运行时,相变材料可在规定的时间量维持储藏室的温度低于或等于0°C。相变材料的相位发生改变的温度低于或等于-5°c。此外,相变材料的相位发生改变的温度在-10°C到-5°C的范围。
[0097] 在一个实施例中,冰箱可包括:具有保存食物的储藏室的柜体;布置在储藏室中用以冷却储藏室的蒸发器;当蒸发器不操作时为储藏室提供辅助制冷的相变材料;邻近蒸发器设置的相变材料的外罩,其中蒸发器包括蛇形管,外罩由柔韧材料构成并对应该管的形状;以及设置成支撑相变材料的外罩的相变材料的框架。
[0098] 相变材料的外罩可以与蒸发器的表面的规定形状相顺应。相变材料框架的刚度可大于相变材料外罩的刚度。
[0099] 在一个实施例中,冰箱可包括:具有保存食物的储藏室的柜体;冷却储藏室的蒸发器;当蒸发器不操作时为储藏室提供辅助制冷的相变材料;以及邻近蒸发器设置的相变材料的外罩,其中蒸发器包括蛇形管,外罩由柔韧材料构成并对应该管的形状,其中相变材料的相位配置为在高于或等于蒸发器的平均温度的规定温度发生改变。
[0100] 蒸发器的温度可处于0°C到-18°c之间的范围,并且其中PCM的相位配置为在-5°c至|J-10°C之间的规定温度发生改变。当蒸发器不操作时,相变材料可在规定时间量维持储藏室的温度低于或等于0°c。
[0101] 在一个实施例中,冰箱可包括:冰箱柜体,其包括保存食物的储藏室;蒸发器,布置在储藏室中用以向储藏室供应冷气;以及相变材料接纳器,将相变材料注射到其中,相变材料接纳器包括能够对应蒸发器的形状而变形的表面。
[0102] 相变材料接纳器可包括位于与蒸发器相对的另一表面,该表面可比相变材料接纳器的另一表面更为柔韧。冰箱可进一步包括相变材料框架,以固定相变材料接纳器,使相变材料接纳器被接纳在与蒸发器形成的预定间隙中。冰箱可进一步包括相变材料框架,用以固定相变材料接纳器,使蒸发器能够挤压相变材料的表面。冰箱可进一步包括布置在相变材料接纳器的另一表面上的相变材料框架,相变材料框架构成储藏室的内壁。可设置多个相变材料接纳器,并且相变材料框架可支撑多个相变材料接纳器。
[0103] 相变材料框架的变形可小于相变材料接纳器的表面的变形。相变材料接纳器可由聚乙烯树脂材料构成。相变材料的相位可以在可设定的冰箱内部温度或更高温度改变。相变材料的相位可在蒸发器的平均温度或更高温度改变。相变材料的相变温度可以是-1o°c或更高。
[0104] 相变材料的相位可以在比储藏室的室外温度更低的温度改变。当冰箱的制冷环路不运行时,相变材料可在基准时间内使储藏室的温度维持在0°C或更低。相变材料的相变温度可以是_5°C或更低。相变材料的相变温度可以在-10°C到_5°C的范围内。
[0105] 在本发明的另一方案,冰箱可包括:冰箱柜体,其包括保存食物的储藏室;蒸发器,布置在储藏室中用以向储藏室供应冷气;相变材料接纳器,将相变材料(PCM)注射到其中,该相变材料接纳器包括对应于蒸发器的形状可变形的表面;以及相变材料框架,布置在相变材料接纳器的另一表面上,用以支撑相变材料接纳器。
[0106] 相变材料接纳器能够根据蒸发器中形成的不平状而变形。相变材料框架的刚度可大于相变材料接纳器的刚度。
[0107] 在本发明的另一方案中,冰箱可包括:冰箱柜体,其包括保存食物的储藏室;蒸发器,用以向储藏室供应冷气;以及相变材料接纳器,将相变材料注射到其中,相变材料接纳器包括能够根据蒸发器的形状而变形的表面,其中相变材料的相位在蒸发器的平均温度或更高温度改变。此外,当蒸发器不供应冷气时,相变材料可在基准时间将储藏室的温度维持在0°C或更低。
[0108] 本说明书中所提及的“一个实施例”、“ 一实施例”、“示例性实施例”等表示结合实施例描述的某一特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的多处出现的这些措词不一定都针对相同的实施例。此外,当结合实施例对某一特征、结构或特性进行说明时,应当明白,结合其它实施例来实施这些特征、结构或特性对于本领域技术人员而目是显而易见的。
[0109] 尽管参照多个示例性实施例对本发明进行描述,但是应该理解的是,本领域技术人员能想到的众多其它改型和实施例都落入本发明原理的精神和范围内。更具体地,在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内,可以对主要的组合配置方案中的组成部件和/或结构进行各种修改和改型。除了对组成部件和/或结构进行修改和改型以外,对于本领域的技术人员而言,替代性的使用也是显而易见的。

Claims (15)

1.一种具有辅助制冷设备的冰箱,包括: 柜体,包括保存食物的储藏室; 蒸发器,布置在所述储藏室中,用以冷却所述储藏室,所述蒸发器被联接至所述柜体并具有顶表面、底表面和两侧表面; 相变材料,当所述蒸发器不运行时,所述相变材料向所述储藏室提供辅助制冷; 用以保持相变材料的相变材料壳体(30),所述相变材料壳体由柔韧的材料构成;以及 相变材料的框架(40),用以将所述相变材料壳体支撑到所述蒸发器, 其中所述相变材料壳体(30)被布置在所述相变材料的框架与所述蒸发器之间,用以确保所述相变材料壳体保持接触所述蒸发器的顶表面和两侧表面,而且 所述相变材料的框架(40)被布置为覆盖所述相变材料壳体(30),且所述相变材料的框架(40)形成所述储藏室的冷冻室的顶壁和所述冷冻室的两侧壁。
2.如权利要求1所述的冰箱,其中所述相变材料壳体的对应所述蒸发器的表面比所述相变材料壳体的对应所述相变材料的框架的表面更为柔韧。
3.如权利要求1所述的冰箱,其中所述相变材料壳体由聚乙烯树脂材料构成。
4.如权利要求1至3中任一项所述的冰箱,其中所述冰箱被分隔成具有所述储藏室的冷冻室和所述储藏室的冷藏室,而且所述蒸发器的底表面在所述冷藏室的顶部区域露出。
5.如权利要求1所述的冰箱,其中设置多个所述相变材料壳体,以及所述相变材料的框架支撑多个所述相变材料壳体。
6.如权利要求5所述的冰箱,其中多个所述相变材料壳体彼此一体形成。
7.如权利要求1所述的冰箱,还包括: 另一相变材料壳体(35);和 另一相变材料的框架(45),布置在所述蒸发器的底表面之下,其中所述另一相变材料壳体(35)被布置在所述蒸发器的底表面与所述另一相变材料的框架(45)之间。
8.如权利要求1所述的冰箱,其中所述相变材料的框架由注塑成型的ABS构成,以保护并支撑所述相变材料壳体。
9.如权利要求1所述的冰箱,其中所述相变材料被配置为在_5°C到-10°C之间的规定温度时改变。
10.一种冰箱,分隔成具有冷冻室和冷藏室,所述冰箱包括: 蒸发器,用以分隔所述冷冻室和所述冷藏室,所述蒸发器具有顶表面、底表面和两侧表面,所述蒸发器的底表面在所述冷藏室的顶部区域露出; 相变材料,当所述蒸发器不运行时,所述相变材料向储藏室提供辅助制冷; 用以保持相变材料的相变材料壳体(30),所述相变材料壳体由柔韧的材料构成并被定位在所述蒸发器内;以及 相变材料的框架(40),用以将所述相变材料壳体支撑到所述蒸发器, 其中所述相变材料壳体(30)与所述蒸发器的顶表面和两侧表面接触,所述相变材料的框架(40)被布置为覆盖所述相变材料壳体,而且 其中所述相变材料的框架(40)形成所述冷冻室的顶壁和两侧壁。
11.如权利要求10所述的冰箱,其中在所述相变材料的框架与所述蒸发器之间设置间隙,以确保所述相变材料壳体保持接触所述蒸发器。
12.如权利要求11所述的冰箱,其中所述间隙被预先确定成朝向所述蒸发器按压所述相变材料壳体。
13.如权利要求12所述的冰箱,其中设置多个所述相变材料壳体,以及所述相变材料的框架支撑多个所述相变材料壳体。
14.如权利要求13所述的冰箱,其中多个所述相变材料壳体彼此一体形成。
15.如权利要求10至14中任一项所述的冰箱,还包括: 另一相变材料壳体(35);和 另一相变材料的框架(45),布置在所述蒸发器的底表面之下,其中所述另一相变材料壳体(35)被布置在所述蒸发器的底表面与所述另一相变材料的框架(45)之间。
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