CN103836869B - 一种冰箱及其制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冰箱及其制冷系统，其中，制冷系统包括压缩机以及与压缩机相接的冷凝器，压缩机的排气口通过减振管路与冷凝器相接，减振管路包括环状管路。本发明冰箱制冷系统的环状管路一方面提高了减振管路的刚度，能够有效减小压缩机振动量的传播，使得压缩机的振动在减振管路处被减弱，减小了压缩机与冷凝器形成共振的概率，减小了压缩机由于振动与冷凝器形成共振的噪音。另一方面，制冷剂能够在环状管路内平稳流动，也能够避免制冷剂的流动产生的噪音。

Description

一种冰箱及其制冷系统

技术领域

本发明属于冰箱技术领域，特别是一种能够有效降低噪音的冰箱及其制冷系统。

背景技术

冰箱作为一种日常家用电器，为用户的生活提供了很多方便。但是同时，冰箱在运行过程中会产生或大或小的噪声。其中噪声的主要产生原因与冰箱的制冷系统的构造和运行相关。

冰箱的制冷系统主要由连接在制冷管路上的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等组成。制冷时，压缩机压缩的高温高压气态制冷剂从压缩机的排气口排出，流经冷凝器，在冷凝器中冷凝为液态制冷剂，然后经过节流装置降压降温，低温液态制冷剂到达冷藏蒸发器、冷冻蒸发器，在蒸发器中，制冷剂吸热蒸发为气体，冷藏蒸发器和冷冻蒸发器产生的低温气态制冷剂汇流至压缩机的回气口，通过压缩机的回气口进入压缩机，在压缩机中被压缩，进入下一循环。

现有制冷系统的冷凝器与压缩机的排气口通过平直管路相接，压缩机在运行的过程中产生振动，压缩机产生的振动很容易带动平直管路振动，压缩机的振动量会传递至冷凝器管，使得压缩机与冷凝器管路发生共振，形成振动噪音。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冰箱的制冷系统，减小了现有冰箱制冷系统压缩机振动引发冷凝器共振而产生的振动噪音的概率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种冰箱制冷系统，包括压缩机以及与压缩机相接的冷凝器，其中，压缩机的排气口通过减振管路与冷凝器相接，减振管路包括环状管路。

优选的，环状管路为圆环状。

为了进一步降低压缩机振动量的传播，减振管路上设置有弯管结构。

为了既能够保证弯管结构的刚度，同时避免弯管结构内部制冷剂的流动产生的噪音，弯管结构包括弯部和平直部，弯部的半径为12.5-15mm，平直部的长度为12.5mm-15mm。

为了既能够保证环状管路的刚度，同时避免环状管路内部制冷剂的流动产生的噪音，环状管路的直径为50-70mm。

冰箱的制冷系统包括蒸发器管路，蒸发器管路中管路截面形状或尺寸发生变化相邻两处间隔距离≥100mm。避免了管路截面频繁发生变化产生的噪音。

制冷系统的管路中包括三通管路、冷藏蒸发器和冷冻蒸发器，所述三通管路包括主管和位于主管侧面的支管，所述支管的一端与主管连通；所述主管的一端与压缩机的回气口相接，所述主管另一端与冷藏或冷冻蒸发器相接，支管的另一端与冷冻或冷藏蒸发器相接。制冷剂流动过程中，角度变化小，不会冲击壁面，产生噪音。

为了减小毛细管与蒸发器之间形成的噪音，在制冷系统的蒸发器与毛细管之间设置有过渡管，150mm≤过渡管的长度≤1/2蒸发器在过渡管延伸方向平行方向上的最大尺寸。

过渡管与蒸发器一体成型或者过渡管插入蒸发器管路，且焊接在蒸发器管路上；过渡管插入蒸发器管路的深度为11mm-13mm。

毛细管插入过渡管，且焊接在过渡管上，优选的，毛细管插入过渡管的深度为9mm-11mm。

基于上述冰箱制冷系统的设计，本发明还提出了一种冰箱，冰箱包括制冷系统，制冷系统包括压缩机以及与压缩机相接的冷凝器，其中，压缩机的排气口通过减振管路与冷凝器相接，减振管路包括环状管路。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明冰箱制冷系统压缩机的排气口通过减振管路与冷凝器相接，减振管路上设置有环状管路。环状管路相对于直线状而言，从一侧对其施力，环状的变形量自然要小于直线状的形变量，提高了减振管路的刚度，能够有效减小压缩机振动量的传播，使得压缩机的振动在减振管路处被减弱，减小了压缩机与冷凝器形成共振的概率，减小了压缩机由于振动与冷凝器形成共振的噪音。另外，由于环状管路的平滑性，制冷剂能够在环状管路内平稳流动，使内部制冷剂在流动方向变化的同时消耗了能量，也能够避免制冷剂的流动产生的噪音。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明具体实施例1的结构示意图；

图2是本发明具体实施例1的左视图；

图3是本发明具体实施例1的俯视图；

图4是本发明具体实施例2的结构示意图；

图5是本发明具体实施例2的左视图；

图6是本发明具体实施例2的俯视图；

图7是本发明具体实施例3的结构示意图；

图8是本发明具体实施例3的左视图；

图9是本发明具体实施例3的俯视图；

图10为本发明具体实施例3蒸发器的结构示意图。

具体实施方式

本发明提出的冰箱制冷系统主要包括依次相接的压缩机、冷凝器、毛细管和冷藏（冻）蒸发器。当然，本发明的冰箱制冷系统并不限定在上述部件，还可根据实际需求，增设干燥过滤器、储液罐等其他部件。

制冷系统制冷时，压缩机压缩形成的高温高压气态制冷剂从压缩机的排气口排出，流经冷凝器，在冷凝器中冷凝为液态制冷剂，然后经过节流装置降压降温，低温液态制冷剂到达冷藏蒸发器、冷冻蒸发器，在蒸发器中，制冷剂吸热蒸发为气体，冷藏蒸发器和冷冻蒸发器产生的低温气态制冷剂通过三通管路汇流至压缩机的回气口，再通过压缩机的回气口进入压缩机，制冷剂在压缩机中被压缩，进入下一循环。在循环过程中，由于无法保证制冷剂的完全液化和气化，在循环管路中的制冷剂有时为两相流，即同时包含液相和气相两种状态，这种两相流的制冷剂会加大由于制冷剂和循环管路的管壁的碰撞等相互作用而产生的噪声。

下面结合附图，通过具体实施例对本发明的实现方式进行具体说明：

具体实施例1：

如图1-3所示：本实施例的冰箱制冷系统主要是针对压缩机运行过程振动与冷凝器形成共振产生的共振噪音进行设计的，对共振噪音进行抑制。本实施例的解决方案为在压缩机与冷凝器2之间增设减振管路1。

具体的，压缩机的排气口通过减振管路1与冷凝器2相接。减振管路1的一端与压缩机的排气口相接，另一端与冷凝器2相接。其中，减振管路的一部分弯曲，形成一个环状管路11。

环状管路11可以为圆环状或者类圆环状，例如椭圆环状。

本实施例的环状管路11优选为圆环状，因圆环状结构制作方便，并且由于其半径和弧度不发生变化，能够更好的防止制冷剂方向突变引起流体碰撞管壁产生噪音。制冷系统工作时，压缩机压缩产生的高温高压气态制冷剂通过排气口排出后，首先流经减振管路1中圆环状的环状管路11，绕环状管路11平稳流动一圈，然后再进入冷凝器2进行冷凝放热。

环状管路11的圆环状结构一方面能够保证减振管路1的刚度，因而，压缩机产生的振动不易带动环状管路11振动，压缩机传递至冷凝器2的振动被减弱，压缩机与冷凝器2管路之间形成共振的概率大大降低，有效抑制了振动噪音。另一方面，环状管路11为圆环状的结构还能够保证制冷剂在环状管路11内平稳流动，能够有效避免减振管路内部制冷剂的流动产生的噪音。因而，减振管路的设计有效减小了压缩机振动量的传播，改善了振动噪音的传递路径，使压缩机的振动噪音得到抑制，同时，也不会产生制冷剂流动噪音。

如下表所示，为改进前冷凝器管路的振动模态频率和增加环状管路后冷凝器管路的振动模态频率分析数据对比。

改进前的结构前几阶振动模态频率较小，容易受到压缩机激励频率的激励，引起共振。改进后的结构前几阶振动模态频率明显增大，大大减少了与压缩机激励频率引起共振的概率。经过试验验证，振动噪音明显减小。

压缩机的振动频率范围较广，只有当压缩机的振动频率位于冷凝器的共振频率附近时，才能够引起冷凝器共振，能够引起冷凝器共振且导致人体不适的压缩机振动频率范围在0-4500Hz。由上表可见，结构改进前引起冷凝器管路形成共振的振动频率较小，压缩机处于16.4Hz、18.8Hz、27.9Hz、43.9Hz、46.3Hz、63.2Hz……附近的振动频率都可引起冷凝器振动形成共振。改进后冷凝器管路形成共振的振动频率大大改善，一方面，压缩机处于84.1Hz、92.0Hz、127.5Hz、145.6Hz……附近的振动频率才可引起冷凝器振动形成共振，引起共振的频率段比改进前有所提高；另一方面，引起共振的频率段之间的间隔也较改进前增大，因而，压缩机与冷凝器之间增加环状管路后，降低了压缩机振动引起冷凝器管路形成共振的概率，减小了压缩机与冷凝器共振形成噪音。

基于上述冰箱制冷系统的设计，本实施例还提出了一种冰箱，冰箱包括上述冰箱制冷系统。由于减小了压缩机与冷凝器形成共振的概率，减小了压缩机由于振动与冷凝器形成共振的噪音。因而，冰箱的整机噪音得以降低。

具体实施例2：

如图4-6所示，本实施例的冰箱制冷系统主要是针对压缩机运行过程振动与冷凝器形成共振产生的共振噪音进行设计的，对共振噪音进行抑制。本实施例的解决方案为在压缩机与冷凝器2之间增设减振管路1。

本实施例的减振管路1包括弯曲成圆环状的环状管路11以及与环状管路11相接的平直管路12。由于冰箱内部空间的限制，平直管路12的延伸方向优选与环状管路11轴线方向相同。同时，减振管路1的平直管路12部分的延伸方向与环状管路11管路的延伸方向发生变化，也能够有效减小压缩机振动量的传播。

优选的，环状管路11的直径为50-70mm，其中，环状管路11的直径是指管路的中心轴线形成的圆的直径。对环状管路11直径为50-70mm时，既能够保证环状管路11的刚度，减小压缩机振动与冷凝器形成共振噪音的概率，同时制冷剂在环状管路11内流动时，也能够避免环状管路内部制冷剂的流动产生噪音。

制冷系统工作时，压缩机压缩产生的高温高压气体通过排气口排出后，首先流经减振管路1中圆环状的环状管路11，绕环状管路11运行一圈后，高温高压气体进入到平直管路12，此时，高温高压气体的流向与其从压缩机排气口排出时的方向垂直。然后，制冷剂进入冷凝器2进行冷凝放热。

本实施例在平直管路12上形成有弯管结构3，进一步增强了减振管路的刚度，进一步降低了压缩机振动量的传播。

特别的，弯管结构3，位于所述环状管路11的后部，所述后部指的是，从压缩机中流出的制冷剂，先流过环状管路11，然后流过弯管结构3。弯管结构进一步增强了减振管路的刚度，进一步降低了压缩机振动量的传播。同时，由于弯管结构位于所述环状管路的后部，经过环状管路对从压缩机中流出的高速的制冷剂初步减速作用后，可以减小制冷剂对弯管管壁的冲击，进而减弱可能由此产生的噪声。

如下表所示，为改进前冷凝器管路的振动模态频率和增加环状管路、弯管结构后冷凝器管路的振动模态频率分析数据对比。

改进前的结构前几阶振动模态频率较小，容易受到压缩机激励频率的激励，引起共振。改进后的结构前几阶振动模态频率明显增大，大大减少了与压缩机激励频率引起共振的概率。经过试验验证，振动噪音明显减小。

	改进前	改进后
			阶次	冷凝器管路共振频率(HZ)	冷凝器管路共振频率(HZ)
1	16.4	99.3
			2	18.8	120.7
3	27.9	143.0
			4	43.9	267.7
5	46.3	305.3
			6	63.2	490.2
7	86.1	494.7
			8	102	856.1
9	130.6	897.6
			10	178.9	1323

压缩机的振动频率范围较广，只有当压缩机的振动频率位于冷凝器的共振频率附近时，才能够引起冷凝器共振，能够引起冷凝器共振且导致人体不适的压缩机振动频率范围在0-4500Hz。由上表可见，结构改进前引起冷凝器管路形成共振的振动频率较小，当压缩机处于16.4Hz、18.8Hz、27.9Hz、43.9Hz、46.3Hz、63.2Hz……附近的振动频率都可引起冷凝器振动形成共振。改进后冷凝器管路形成共振的振动频率大大改善，一方面，压缩机处于99.3Hz、120.7Hz、143.0Hz、267.7Hz……附近的振动频率才可引起冷凝器振动形成共振，引起共振的频率段比改进前有所提高；另一方面，引起共振的频率段之间的间隔也较改进前增大，因而，压缩机与冷凝器之间增加减振管路后，降低了压缩机振动引起冷凝器管路形成共振的概率，减小了压缩机与冷凝器共振形成噪音。

本实施例以弯管结构3为n型为例进行说明：在平直管路12上形成n形弯管结构，n形弯管结构3的两端分别通过弯曲的管路与平直管路12相接。n形弯管结构3包括三段平直部31以及两段弯部32，平直部31为一段水平方向的平直部31和两段与水平方向垂直的平直部31，其中，水平方向的平直部21和与水平方向垂直的平直部31之间通过弯部32连接。

优选的，n形弯管结构3的弯部32的半径为12.5-15mm，平直部31的长度为12.5mm-15mm。可以保证弯管结构3的刚度，同时还能够避免弯管结构3内部制冷剂的流动产生的噪音。

基于上述冰箱制冷系统的设计，本实施例还提出了一种冰箱，冰箱包括上述冰箱制冷系统。由于减小了压缩机与冷凝器形成共振的概率，减小了压缩机由于振动与冷凝器形成共振的噪音。因而，冰箱的整机噪音得以降低。

具体实施例3：

本实施例与具体实施例2的区别在于：本实施例的弯管结构3为m型弯管结构。其余部分与具体实施例2相同，此处不再赘述。

如图7-8为例，在平直管路12上形成m形弯管结构3，m形弯管结构3的两端分别通过弯曲的管路与平直管路12相接。m形弯管结构3包括两段平直部31以及三段弯部32。其中，三段弯部32依次连接，两段平直部31位于弯部32的两端。

优选的，m形弯管结构3的弯部32的半径为12.5-15mm，平直部31的长度为12.5mm-15mm。可以保证弯管结构3的刚度，同时还能够避免弯管结构3内部制冷剂的流动产生的噪音。

具体实施例4：

本实施例的冰箱制冷系统可以采用一、二、三、四四个方面相结合的方案，大幅度降低压缩机的噪音。当然，也可采用二、三、四三个方面分别或两两结合后再与一相结合的方案，也能够起到降低压缩机噪音的效果。

一、针对制冷系统中压缩机的振动产生的噪音进行设计：

本实施例中，对压缩机的振动产生的噪音的解决方案如具体实施例1或2或3所述，此处不再赘述。

二、针对制冷系统中毛细管与蒸发器连接位置内部的制冷剂为气液混合状态，在开机过程中易产生类似“次次”的喷发声进行的设计：

冰箱在开机过程中产生“次次”的喷发声的原因为毛细管与蒸发器连接位置内部的制冷剂为气液混合状态，并且气液比根据压力、温度等状态的不同在变化，气态制冷剂的流速可能会达到声速，而制冷剂液体的流速与气态制冷剂存在一定的流速差，流动较为复杂。气液不均匀混合物在蒸发器与毛细管连接处由于管径的大幅变化引起较大的喷射噪音和流动不稳定现象。

如图10所示，本实施例在制冷系统的蒸发器与毛细管5之间设置有过渡管4，过渡管的管径在蒸发器管径与毛细管管径之间，制冷剂从毛细管进入蒸发器管的过程中，首先进入过渡管，再进入蒸发器管，过渡管对制冷剂起到缓冲作用，可以消除“次次”的喷发声，可以有效减小毛细管5与蒸发器之间形成的噪音。

优选的，150mm≤过渡管的长度≤1/2蒸发器在过渡管延伸方向平行方向上的最大尺寸。

蒸发器靠近冰箱后壁安装在冰箱内，定义蒸发器的长度L为蒸发器竖直方向的最大尺寸，蒸发器的宽度W为冰箱正常使用时，蒸发器水平面平行于冰箱后壁方向的最大尺寸。蒸发器的长度L和宽度W一般根据冰箱的规格进行确定。由于冰箱的形状，蒸发器的长度L肯定大于300mm，而蒸发器的宽度有可能大于300mm或小于300mm。

当蒸发器的长度L≥300mm，宽度W小于300mm时，过渡管竖直设置，即蒸发器在过渡管延伸方向平行方向上的最大尺寸为蒸发器的长度L，150mm≤过渡管的长度≤1/2蒸发器的长度L。当蒸发器的长度L和宽度W均大于300mm时，过渡管可以竖直设置或水平设置。当过渡管竖直设置时，同样，蒸发器在过渡管延伸方向平行方向上的最大尺寸为蒸发器的长度L，150mm≤过渡管的长度≤1/2蒸发器的长度L；当过渡管水平设置时，蒸发器在过渡管延伸方向平行方向上的最大尺寸为蒸发器的宽度W，150mm≤过渡管的长度≤1/2蒸发器的宽度W。

优选的，蒸发器的宽度蒸发器的长度L和宽度W均大于300mm，过渡管水平设置，蒸发器在过渡管延伸方向平行方向上的最大尺寸为蒸发器的宽度W，150mm≤过渡管的长度≤1/2蒸发器的宽度W，由于过渡管水平设置，相较于其他的设置方向，过渡管的管壁可以给制冷剂提供竖直方向的力，用以更好的平衡制冷剂所受到的重力，减弱了由于重力作用的影响导致的制冷剂在蒸发管中的速度的变化而引起的噪声。

优选的，过渡管的直径为2mm-3mm。

其中，过渡管4与蒸发器可以为一体成型，过渡管4直接从蒸发器管路上拉出，或者二者分别成型。当过渡管4与蒸发器分别成型后，将过渡管4插入蒸发器管路中，使得部分过渡管4与蒸发器管路重合，并将过渡管4焊接在蒸发器管路上。

优选的，过渡管插入蒸发器管路的深度为11mm-13mm。

毛细管4与过渡管4为分别成型，毛细管5插入过渡管4中，使得部分毛细管5与过渡管4重合，并将毛细管5焊接在过渡管4上.

优选的，毛细管插入过渡管的深度为9mm-11mm。

三、针对制冷系统中蒸发器管路产生的噪音进行的设计：

本实施例中，蒸发器管路中截面形状或尺寸发生变化的相邻两处间隔距离≥100mm。避免了管路截面形状频繁发生变化产生的噪音。其中，两处截面形状发生变化的地方间隔距离的上限不做限定，其根据各种不同型号蒸发器大小不同而定。

如图10所示，本实施例中截面形状或尺寸发生变化的地方，包括过渡管4、毛细管5连接处与管路中拐弯之间的距离，三通管路6与管路中拐弯之间的距离，冷藏蒸发器拍扁位置7（冷藏蒸发器是由管路拍扁后粘贴到铝制蒸发板制成的，管路拍扁以增大与蒸发板的接触面积）与拐弯之间的距离等。

四、针对制冷系统中三通管路产生的噪音进行的设计：

如图10所示，本实施例的制冷系统主要由连接在制冷管路上的压缩机、冷凝器、节流装置、冷藏蒸发器、冷冻蒸发器、储液罐组成。制冷时，压缩机压缩的高温高压气态制冷剂从压缩机的排气口排出，流经冷凝器，在冷凝器中冷凝为液态制冷剂，然后经过节流装置降压降温，低温液态制冷剂到达冷藏蒸发器、冷冻蒸发器，在蒸发器中，制冷剂吸热蒸发为气体，冷藏蒸发器和冷冻蒸发器产生的低温气态制冷剂通过三通管路6汇流至压缩机的回气口，通过压缩机的回气口进入压缩机，在压缩机中被压缩，进入下一循环。其中，三通管路6包括主管61和位于主管61侧面的支管62，支管62与主管61连通。主管61的一端通过储液罐与压缩机回气口相接，另一端与冷藏蒸发器相接，支管62与冷冻蒸发器相接。因而，制冷剂从主管61流向支管62的过程中，或者从支管62流向主管61的过程中，制冷剂流动的角度变化小，不会冲击三通管路6的内壁面，产生噪音。

基于上述冰箱制冷系统的设计，本实施例还提出了一种冰箱，冰箱包括上述冰箱制冷系统。由于减小了冰箱制冷系统中压缩机与冷凝器共振产生的振动噪音、蒸发器与毛细管连接位置产生的噪音、蒸发器管路截面发生改变处产生的噪音以及三通管路产生的噪音，通过上述四个方面的结合，使得降低噪音的效果达到最优，因而，冰箱的整机噪音大大降低。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种冰箱制冷系统，所述制冷系统包括压缩机以及与压缩机相接的冷凝器，其特征在于：所述压缩机的排气口通过减振管路与冷凝器相接，所述减振管路包括环状管路以及与环状管路相接的平直管路，所述平直管路的延伸方向与环状管路轴线方向相同，所述平直管路上形成有弯管结构，所述弯管结构为m型或n型。

2.根据权利要求1所述的冰箱制冷系统，其特征在于：所述环状管路为圆环状。

3.根据权利要求1所述的冰箱制冷系统，其特征在于：所述弯管结构包括弯部和平直部，所述弯部的半径为12.5-15mm，所述平直部的长度为12.5mm-15mm。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的冰箱制冷系统，其特征在于：所述环状管路的直径为50-70mm。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的冰箱制冷系统，其特征在于：所述制冷系统包括蒸发器管路，所述蒸发器管路中管路截面形状或尺寸发生变化的相邻两处间隔距离≥100mm。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的冰箱制冷系统，其特征在于：所述制冷系统的管路中包括三通管路、冷藏蒸发器和冷冻蒸发器，所述三通管路包括主管和位于主管侧面的支管，所述支管的一端与主管连通；所述主管的一端与压缩机的回气口相接，所述主管另一端与冷藏或冷冻蒸发器相接，支管的另一端与冷冻或冷藏蒸发器相接。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的冰箱制冷系统，其特征在于：所述制冷系统的蒸发器与毛细管之间设置有过渡管，150mm≤过渡管的长度≤1/2蒸发器在过渡管延伸方向平行方向上的最大尺寸。

8.根据权利要求7所述的冰箱制冷系统，其特征在于：所述过渡管插入蒸发器管路，且焊接在蒸发器管路；所述过渡管插入蒸发器管路的深度为11mm-13mm；所述毛细管插入过渡管，且焊接在过渡管上，毛细管插入过渡管的深度为9mm-11mm。

9.一种冰箱，其特征在于，所述冰箱包括权利要求1-8任意一项所述的制冷系统。