CN104061737A - 一种二氧化碳家用电冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二氧化碳家用电冰箱，二氧化碳风冷电冰箱的节流装置采用膨胀机，膨胀机与循环风机共轴连接，制冷运行过程中，膨胀机回收二氧化碳制冷剂膨胀过程中的节流损失为循环风机提供能量，对储藏室内的空气循环，其有益效果是：制冷系统采用天然环保工质二氧化碳作为制冷剂，不会对臭氧层造成破坏或者引起全球变暖，节流装置采用膨胀机回收功用于循环风机的能量供给，可降低冰箱的额外电能输入，提高整个系统的能效比，有利于二氧化碳环保制冷剂在电冰箱的推广应用。

Description

一种二氧化碳家用电冰箱

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳家用电冰箱，属于制冷剂膨胀功回收用于冰箱空气流体强制循环技术领域。

背景技术

近年来，以二氧化碳替代全氯氟烃和含氢氯氟烃的研究，在冰箱、空调行业领域里一直没有间断。研究发现，二氧化碳具有高密度和低粘度，其流动损失小、传热效果良好，并且通过对传热作用的强化，可以弥补其循环不高的缺点。同时二氧化碳环境表现优良、费用低易于获取、稳定性好、有利于减小装置体积。最重要的是，其安全无毒，不可燃，这一点比R290具有明显的优势；

以二氧化碳作为制冷剂采用跨临界循环，通常用于大型制冷装置场合，由于高压级压力较高（约10MPa）,节流前后的压差较大（约6MPa）,在节流过程中存在较大的能量损失，因而目前的二氧化碳冷冻空调系统，多采用膨胀机回收节流损失以提高循环效率，其现有公知技术通常是制冷系统中的压缩机与膨胀机共轴连接进行能量回收，由于压缩机与膨胀机的输出功不匹配，造成的问题就是需要额外的电功对压缩机进行功率的输入，或者制冷系统中采用一副压缩机进行回收膨胀功，增设另一主压缩机作为制冷剂主要升压动力，由此带来的是问题是系统的复杂性或者启动过程的困难性；

基于新的替代工质并不能满足“长期”替代物的要求，大部分新工质都有较高的温室效应指数或者其它缺陷，因此，天然工质的应用引起了人们的重视，特别是对二氧化碳的利用。前国际制冷学会主席就曾大力提倡使用自然工质，在对二氧化碳的研究与推广应用上起了很好的带头作用。从此二氧化碳制冷装置的研究与应用又一次成为在全球范围内受重视的热点。

发明内容

为了解决上述缺陷，本发明采用如下技术方案：一种二氧化碳家用电冰箱的循环风机的能量供给方法，二氧化碳家用电冰箱包括制冷循环系统和储藏室，制冷循环系统的节流装置采用膨胀机，膨胀机与循环风机共轴连接；制冷运行过程中，常规采用毛细管或膨胀阀的二氧化碳制冷循环系统的节流损失功，通过膨胀机回收其能量后输出给循环风机，用于储藏室内的气流循环；

本发明有益的技术效果：电冰箱采用天然环保工质二氧化碳作为制冷剂，不会对臭氧层造成破坏或者引起全球变暖，节流装置采用膨胀机回收膨胀功的能量用于驱动循环风机，循环风机的能量供给无需额外的电能输入可降低，可提高整个系统的能效比；回收方法简单可靠，易于二氧化碳环保制冷剂在风冷冰箱系统中的推广应用。

附图说明

图 1 本发明实施例一的二氧化碳家用电冰箱断面结构示意图；

图2 本发明实施例一的二氧化碳家用电冰箱的系统循环示意图；

图 3本发明实施例二的二氧化碳家用电冰箱的系统循环示意图；

附图标记说明：膨胀机1、风机2、蒸发器3、风道4、压缩机5、冷却器6、干燥过滤器7、直流电机8、第一开闭电路9、蓄电模块10、储藏室11、第二开闭电路12。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案和有益技术效果进行详细的说明，但这些例举性实施方式仅用于例举，而并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定；

实施例1

图1所示为本发明二氧化碳家用电冰箱断面结构示意图，包括制冷循环系统和储藏室11，其循环风机2的能量供给方法，结合图2说明如下：

由制冷循环管路依次连接的压缩机5、冷却器6、膨胀机1、干燥过滤器7、蒸发器3构成的制冷循环系统。膨胀机1与循环风机2共轴连接，固定于二氧化碳家用电冰箱的风道4内。制冷过程中，冷却器6排出的高压二氧化碳气体经膨胀机1膨胀减压后，成为低温低压的两相状态，在蒸发器3中吸收热量后，经压缩机5吸气压缩成为高压气态，进入到冷却器6中进行冷却后，再次进入到膨胀机1中进行膨胀减压，至此构成一个完成的制冷循环系统。在高压二氧化碳气体在膨胀机1中膨胀减压的过程中，其膨胀功输出给共轴连接的循环风机6，用于储藏室11内的空气流体进行循环；

通过计算和实验佐证分析得出，循环风机2采用膨胀机作为能量的供给方法，对于某一普通100W的电冰箱将冷却器6的出口温度控制在30℃至35℃范围，蒸发温度为-15℃至-5℃范围，吸气过热度为10℃，其膨胀机输出给循环风机的功经测量，在14至22W之间。整个系统的能效比相对于节流装置采用毛细管，循环风机依靠电能输入的制冷循环系统提高10%—20%；

由上述工作过程可以，得到本发明的有益技术效果是：

二氧化碳家用电冰箱的节流减压装置，不采用膨胀阀或毛细管，而是采用膨胀机，通过膨胀机对高压二氧化碳气体进行膨胀减压，可以回收常规采用膨胀阀或毛细管作为节流装置的二氧化碳家用电冰箱制冷循环系统节流过程中的损失功，用于循环风机的能量供给，用于对储藏室内的冷气循环，与现有技术中循环风机采用电能供给能量的方法相比，不再需要额外的电功输入，从而有利于降低整个冰箱系统的电能输入，提高了系统的能效；

与现有技术中通过增设一与膨胀机共轴连接的副压缩机进行能量回收的方法相比，制冷循环系统也具有简单实用启动迅速的特点，这是因为现有技术通过膨胀机共轴连接的副压缩机进行能量回收的方法，其副压缩机通常需要膨胀机先启动后，自身才能被动启动，且副压缩机的启动负载要比循环风机启动负载大的多，因而启动较慢且困难；

进一步的：膨胀机1可以为滚动活塞式、涡旋式、滑片式；

进一步的：所述循环风机2优选为轴流风机；

实施例2

对于实施例1中的二氧化碳冰箱的储藏室使用的电动循环风机只在10W左右，由此带来的结果就是，将膨胀机的输出功全部供应给循环风机，风量较大，造成二氧化碳家用电冰箱的启停稍嫌有些频繁；

因而对实施例1的技术方案进一步改进优化，下面结合附图3进行说明；

与实施例1相同的部分不再赘述，所不同的其进一步改进，在于膨胀机1和循环风机2共轴间还有共轴连接的直流电机8，直流电机8可以通过外加电源（图3未示出）进行启动，以有利于制冷循环系统的快速启动；直流电机8还包括与其通过第一开闭电路9相连的蓄电模块10，第一开闭电路9在制冷循环系统启动时处于断开状态，在制冷循环系统正常运行时处于闭合状态，以有利于膨胀机1的膨胀功通过直流电机8对蓄电模块10进行蓄电；蓄电模块10通过第二开闭电路12与储藏室11内的照明装置（图3未示出）相连，用于对照明装置需要照明时进行供电；蓄电模块10可以通过第一开闭电路9作为直接电机8的启动电源，以有利于所述制冷循环系统的快速启动；

由上述技术内容带来的本发明进一步的总体有益技术效果是：

直流电机8可以通过外加电源进行启动，有利于制冷系统初始运行过程中，克服膨胀机1内的摩擦阻力、机构损耗等妨碍制冷系统启动的负能量，快速使制冷循环系统进行运行；制冷循环系统正常运行后，膨胀机8的输出功一部分用于驱动循环风机2，另一部分通过直流电机8、第一开闭电路9转化为电能输出给蓄电模块10，即使部分如实施例1所述的循环风机2可以获得的膨胀功用于蓄电，由此可以降低循环风机2的风量，延长制冷循环系统的工作时间，降低不必要的较频繁的停机；另一反面，蓄电池模块10所储藏的电能，可反过来用于替代外部电源通过第二开闭电路12对照明装置供电；或用于再次启动制冷循环系统过程中通过第一开闭电路9对直流电机8进行供电，从而有利于制冷循环系统的快速启动；

应当理解，这些实施例的应用仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二氧化碳家用电冰箱，包括制冷循环系统和储藏室和循环风机，其特征在于：所述制冷循环系统的节流减压装置采用膨胀机，所述膨胀机与所述循环风机共轴连接；制冷运行过程中，所述膨胀机对二氧化碳制冷剂进行膨胀降压，并将膨胀功输出给所述循环风机，用于储藏室内的气流循环。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳家用电冰箱，其特征在于：所述膨胀机可以为滚动活塞式、涡旋式、滑片式。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳家用电冰箱，其特征在于：所述循环风机优选为轴流风机。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳家用电冰箱，所述二氧化碳家用电冰箱还包括风道，所述膨胀机和循环风机共轴设置于风道内。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳家用电冰箱，所述膨胀机和循环风机共轴间还有共轴连接的直流电机，所述直流电机可以通过外加电源进行启动，以有利于所述制冷循环系统的快速启动。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳家用电冰箱，所述直流电机还包括与其通过第一开闭电路相连的蓄电模块，所述第一开闭电路在制冷循环系统启动时处于断开状态，在制冷循环系统正常运行时处于闭合状态，以有利于膨胀机的膨胀功通过直流电机对其进行蓄电。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳家用电冰箱，所述蓄电模块通过第二开闭电路与储藏室内的照明装置相连，用于对照明装置需要照明时进行供电。

8.根据权利要求6所述的二氧化碳家用电冰箱，所述蓄电模块可以通过所述第一开闭电路作为直流电机的启动电源，以有利于所述制冷循环系统的快速启动。