CN104061732A - 冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明的冰箱包括：本体，包括冷藏室和冷冻室中的至少一个，其中，冷藏室维持高于结冰温度的温度，冷冻室维持低于结冰温度的温度；极冷储藏室，位于本体的内部，极冷储藏室的内部温度维持低于冷冻室的温度的温度；压缩机，将制冷剂压缩成高温高压的制冷剂；冷凝器，与压缩机的出口侧相连接，用于对高温高压的制冷剂进行冷凝；第一膨胀阀，与冷凝器的出口侧相连接，用于使制冷剂膨胀为低温低压的两相制冷剂；第一蒸发器，与第一膨胀阀的出口侧相连接，用于将制冷剂改变为低温低压的气相制冷剂；以及加热器，设置于第一膨胀阀的外侧，用于向第一膨胀阀供给热量来将制冷剂的蒸发温度降低至低于冷冻室的内部温度的温度。

Description

冰箱

相关申请的交叉引用

本申请要求于在2013年3月22日提交的申请号为10-2013-0031036的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及冰箱。

背景技术

冰箱作为一种用于以低温状态保存食物的家用电器，可包括以冷藏状态保存食物的冷藏室和以冷冻状态保存食物的冷冻室。

最近，人们对具有用于在短时间内将食物冷却至超低温的单独的储藏室的冰箱的需求在不断增加。为了实现上述目的，以往提出了如下结构：在冷冻室的内部设置单独的极冷储藏室，通过连接极冷储藏室和蒸发室的冷气流路，向极冷储藏室独立供给蒸发室的冷气。这种以往的极冷储藏室能够只向极冷储藏室一侧单独地供给到蒸发室的冷气，从而不受冷冻室和冷藏室温度的影响，能够将极冷储藏室的温度降低至低于冷冻室的温度。

并且，普通的冰箱使用R-600a异丁烯制冷剂，将蒸发器的温度降到最低零下40℃～42℃。但是极冷储藏室的温度要求降到比所述温度更低的温度，即，零下50℃，为此只具备单独的极冷储藏室是不足的。

为了满足这种极低温冷却的要求，以往还采用了一种使膨胀阀与连接蒸发器和压缩机的吸管进行热交换的方式。详细地，经过吸管与膨胀阀的热交换来降低蒸发温度的方式，虽然经过膨胀阀的制冷剂的温度会进一步降低，且热吸收量增加，从而具有制冷能力提高的效果，但因蒸发压力自身不降低，因此在降低蒸发温度上有限。

作为其他方法，可以使用直径更小的膨胀阀，在这种情况下，虽然具有蒸发压力进一步降低的优点，但存在从蒸发器吸收热量来将极冷储藏室的温度降低至设定温度时，制冷剂的饱和达成率降低的缺点。详细地，制冷剂的饱和达成率降低是指，经过蒸发器的制冷剂变成饱和气体的量减少。这意味着，进入气液分离机的液态制冷剂的量多于气态制冷剂的量，其结果，液态制冷剂流入压缩机的可能性增大。这样将导致在整个冷冻循环中，进一步增大收缩压和蒸发压的结果。而且，液态制冷剂流入压缩机还会导致压缩机的性能降低或损伤的危险。

发明内容

本发明是为了改进上述的缺点而提出的，其目的在于，提供一种不仅将极冷储藏室的温度比以往降低得更多，而且还能够将压缩机的损坏最小化的冰箱。

用于实现如上所述的目的的本发明的实施例的冰箱包括：本体，包括冷藏室和冷冻室中的至少一个，其中，上述冷藏室维持高于结冰温度的温度，上述冷冻室维持低于结冰温度的温度；极冷储藏室，位于上述本体的内部，上述极冷储藏室的内部温度维持低于上述冷冻室的温度的温度；压缩机，将制冷剂压缩成高温高压的制冷剂；冷凝器，与上述压缩机的出口侧相连接，用于对高温高压的制冷剂进行冷凝；第一膨胀阀，与上述冷凝器的出口侧相连接，用于使制冷剂膨胀为低温低压的两相制冷剂；第一蒸发器，与上述第一膨胀阀的出口侧相连接，用于将制冷剂改变为低温低压的气相制冷剂；以及加热器，设置于上述第一膨胀阀的外侧，用于向上述第一膨胀阀供给热量来将制冷剂的蒸发温度降低至低于上述冷冻室的内部温度的温度。

根据形成如上所述结构的冰箱，在与极冷储藏室用蒸发器的入口侧相连接的膨胀阀上安装单独的加热器，使得蒸发压力比以往降低得更多，具有能够将蒸发器的温度降低至最低零下50度的优点。而且，不会导致改变膨胀阀的直径情况下产生的制冷剂的饱和达成率降低的现象，因此具有不发生降低压缩机的性能或损坏问题的优点。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的冰箱的冷冻循环的图。

图2是对本发明的实施例的冷冻循环和以往普通的冷冻循环进行比较表示的p-h线图。

具体实施方式

参照示例性的附图来对优选实施例进行的以下详细说明中，也可以实施本发明的具体的优选实施例。通过实施例的详细描述使本领域技术人员能够实施本发明，并且应当理解，在不脱离其精神或本发明的范围内，可进行逻辑结构、机械、电和化学性的变化。为了避免不必要的细节，以使本领域技术人员能够实施本发明，本说明将省略本领域技术人员已知的某些信息。因此，下面的详细描述不具有限定意义，本发明的范围仅由所述技术方案定义。

下面，参照附图对本发明的实施例的冰箱进行详细说明。

本发明的实施例的冰箱包括：本体，包括冷藏室和冷冻室中的至少一个，其中，上述冷藏室维持高于结冰温度的温度，上述冷冻室维持低于结冰温度的温度；极冷储藏室，位于上述本体的内部，上述极冷储藏室的内部温度维持低于上述冷冻室的温度的温度；压缩机，将制冷剂压缩成高温高压的制冷剂；冷凝器，与上述压缩机的出口侧相连接，用于对高温高压的制冷剂进行冷凝；第一膨胀阀，与上述冷凝器的出口侧相连接，用于使制冷剂膨胀为低温低压的两相制冷剂；第一蒸发器，与上述第一膨胀阀的出口侧相连接，用于将制冷剂改变为低温低压的气相制冷剂；以及加热器，设置于上述第一膨胀阀的外侧，用于向上述第一膨胀阀供给热量来将制冷剂的蒸发温度降低至低于上述冷冻室的内部温度的温度。

并且，本发明的特征在于，上述加热器设置成与上述第一膨胀阀的外周面接触的形态。

并且，本发明的冰箱的上述压缩机包括线性压缩机。

并且，本发明的特征在于，上述第一蒸发器用于对向上述极冷储藏室供给的冷气进行冷却。

并且，本发明的实施例的冰箱还包括：一个或多个第二蒸发器，对上述冷藏室或冷冻室中的某一个或全部进行冷却；以及一个或多个第二膨胀阀，分别与上述一个或多个第二蒸发器的入口侧相连接。

并且，上述第一膨胀阀和上述一个或多个第二膨胀阀并联连接，本发明的实施例的冰箱还包括转换阀，所述转换阀设置于上述第一膨胀阀和第二膨胀阀的分支位置，用于转换制冷剂的流动方向。

图1是表示本发明实施例的冰箱的冷冻循环的图。

参照图1，本发明实施例的冰箱的冷冻循环10包括：压缩机11，将制冷剂压缩成高温高压的气体状态；冷凝器12，设置在上述压缩机11的出口侧，用于使通过上述压缩机11压缩而成的高温高压的气相制冷剂相变为高温高压的液相制冷剂；膨胀阀14、15，设置在上述冷凝器12的出口侧，用于将通过上述冷凝器12冷却而成的高温高压的液相制冷剂膨胀为低温低压的两相制冷剂；蒸发器16、17，设置在上述膨胀阀14、15的出口侧，用于将通过上述膨胀阀相变而成的低温低压的两相制冷剂相变为低温低压的气相制冷剂。

详细地，上述压缩机11包括线性压缩机，并且，还包括其他类型的定速压缩机或变频式压缩机。上述压缩机11为线性压缩机的情况下，控制上述压缩机11在极冷冷却过程中执行上死点（Top Dead Center）运转。

并且，上述冷凝器12通常收容在冰箱的后侧的机械室中，向室内空气排放热量。并且，在上述冷凝器12和上述膨胀阀14、15之间可以设置包括三通阀在内的转换阀13。在用于冷却冷藏室和冷冻室的主蒸发器16和用于冷却极冷储藏室的极冷蒸发器17并联连接的结构中，上述转换阀用于转换制冷剂的流动方向。根据蒸发器的个数，可以使用三通阀或四通阀。例如，使用一个主蒸发器，通过转换连接冷藏室和冷冻室的冷气流路，独立地控制各储藏室的温度的情况下，可以安装三通阀。相反，在分别设置冷藏室用蒸发器、冷冻室用蒸发器及极冷蒸发器并将它们并联连接的结构中，可以利用四通阀来转换制冷剂的流动方向。

说明本实施例中，以如下的实施例为例进行说明，即，为了冷却冷藏室和冷冻室，使用一个主蒸发器16，且并联连接用于冷却极冷储藏室的单独的极冷蒸发器17。由此，在上述主蒸发器16和极冷蒸发器17的入口侧分别连接主膨胀阀15和极冷膨胀阀14，上述膨胀阀15与上述转换阀13的出口侧并联连接。

并且，在上述极冷膨胀阀14的外周面安装单独的加热器18，来作为一种将经过上述极冷膨胀阀14的制冷剂的温度降低至更低于冷冻室的温度的方案。上述加热器18在冷却极冷储藏室的运转模式下工作，当极冷储藏室冷却到设定温度时，控制上述加热器18使其停止工作。

并且，在上述冷凝器12和蒸发器16、17的外侧分别安装冷凝风扇和蒸发风扇，使室内空气与制冷剂或储藏室空气与制冷剂进行热交换。

图2是对本发明实施例的冷冻循环和以往的普通冷冻循环进行比较表示的p-h线图。

参照图2，以往的普通冷冻循环按照a→b→c→d的顺序进行压缩→冷凝→膨胀→蒸发过程。

相反，本发明实施例的冷冻循环，即，在极冷膨胀阀14的外周面上安装加热器18的冷冻循环则按照e→f→c→g的顺序进行压缩→冷凝→膨胀→蒸发过程。

如p-h线图所示，如果安装在极冷膨胀阀14上的加热器18工作时，经过极冷膨胀阀14的制冷剂就以更低于以往的冷冻循环产生的蒸发压降低压力。详细地，如果蒸发压降低时，蒸发温度也一同降低，通过蒸发温度降低，可以使极冷储藏室的冷气温度降低得更低于以往温度。

图2的线图所示的以往的普通冷冻循环为没有在膨胀阀设置任何热交换部件时的循环线图，在使吸管与膨胀阀进行热交换的结构中，热量由经过膨胀阀的制冷剂转移到经过吸管的制冷剂中，其结果，流入压缩机的制冷剂中的气相制冷剂的量会增加。并且，经过膨胀阀的制冷剂的温度降低，使得制冷剂的焓线（c-d线）在线图上进一步向左侧移动。于是，蒸发器入口的制冷剂的焓值减小，其结果，随着蒸发器的吸入热量增加，带来制冷能力提高的效果。但是，即使利用吸管进行热交换，因蒸发压不变，而存在即使制冷能力增加，也无法进而降低极冷储藏室的冷气温度的缺点。

并且，在使用直径小于主膨胀阀的直径的极冷膨胀阀的情况下，不仅膨胀结束时的制冷剂的状态点（d点），即，极冷蒸发器入口处的蒸发压会进一步降低，而且极冷蒸发器入口的焓值也会增加。即，p-h线图上的d点向右下侧移动。其结果，制冷剂的温度进一步降低，这或许有利于进一步降低极冷储藏室的温度。但是存在因此而致使经过蒸发器的制冷剂中的液相制冷剂相变为气相制冷剂的量减少的缺点。即，假设经过蒸发器的制冷剂从室内空气吸收相同热量的能量，由液相相变为气相的制冷剂的量会减少。即，这意味着制冷剂的饱和达成率将会降低，由此，液相制冷剂流入压缩机的可能性或许会增大。

如本发明的实施例提出的，在极冷膨胀阀14的表面安装加热器18的情况下，在理想状态（ideal state）下，极冷膨胀阀的出口点（或极冷蒸发器的出口点）d将会向g点移动。在实际的冷冻循环中，点g将位于进而向右侧移动的点。

假设蒸发器吸收相同热量的能量，与改变膨胀阀直径的条件下的情况相比，压缩机的入口，严密地讲，根据本发明实施例的气液分离机入口处的制冷剂的干度（quality）会进一步增大。这意味着制冷剂的饱和达成率不会降低，从而液态制冷剂流入压缩机的可能性会显著地降低。

如图所示，本发明中提出的加热器18附着于上述极冷膨胀阀14，来使经过上述极冷膨胀阀14的制冷剂的蒸发温度和蒸发压力与以往相比显著地降低，由此能够得到极冷储藏室的温度能够被冷却于明显低于冷冻室温度的效果。换句话讲，经过未安装加热器的膨胀阀的制冷剂只能降低至零下40度左右的温度，但是经过安装有加热器的膨胀阀的制冷剂能够降低于最低零下50度。

Claims (6)

1.一种冰箱，其特征在于，包括：

本体，包括冷藏室和冷冻室中的至少一个，其中，上述冷藏室维持高于结冰温度的温度，上述冷冻室维持低于结冰温度的温度；

极冷储藏室，位于上述本体的内部，上述极冷储藏室的内部温度维持低于上述冷冻室的温度的温度；

压缩机，将制冷剂压缩成高温高压的制冷剂；

冷凝器，与上述压缩机的出口侧相连接，用于对高温高压的制冷剂进行冷凝；

第一膨胀阀，与上述冷凝器的出口侧相连接，用于使制冷剂膨胀为低温低压的两相制冷剂；

第一蒸发器，与上述第一膨胀阀的出口侧相连接，用于将制冷剂改变为低温低压的气相制冷剂；以及

加热器，设置于上述第一膨胀阀的外侧，用于向上述第一膨胀阀供给热量来将制冷剂的蒸发温度降低至低于上述冷冻室的内部温度的温度。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于，上述加热器设置成与上述第一膨胀阀的外周面接触的形态。

3.根据权利要求2所述的冰箱，其特征在于，上述压缩机包括线性压缩机。

4.根据权利要求2所述的冰箱，其特征在于，上述第一蒸发器用于对向上述极冷储藏室供给的冷气进行冷却。

5.根据权利要求4所述的冰箱，其特征在于，还包括：

一个或多个第二蒸发器，对上述冷藏室或冷冻室中的某一个或全部进行冷却；以及

一个或多个第二膨胀阀，分别与上述一个或多个第二蒸发器的入口侧相连接。

6.根据权利要求5所述的冰箱，其特征在于，

上述第一膨胀阀和上述一个或多个第二膨胀阀并联连接，

还包括转换阀，所述转换阀设置于上述第一膨胀阀和第二膨胀阀的分支位置，用于转换制冷剂的流动方向。