CN1046384A - 可提高冰箱性能扩展冰箱功能的蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可提高冰箱性能、扩展冰箱功能的蒸发器。该蒸发器的特点是在冰箱蒸发管上连接有热管，热管的蒸发段装设在冰箱箱室内，冷凝段与冰箱蒸发管相连、和蒸发器联为整体。当制冷系统工作时，热管两端产生较大温差，热管起动运行，冰箱箱室内的热量通过热管运行传递到蒸发器，从而实现箱内冷却，由于是依靠热管的运行实现箱内冷却，所以箱内冷却速度快、均匀性好、效率高；同时，可根本地解决食物的串味、果菜的脱水这两个问题；且冰箱的箱室增设(分隔)方便。

Description

本发明涉及一种改进的冰箱蒸发器，特别是一种可提高冰箱性能、扩展冰箱功能的冰箱蒸发器。

现有冰箱蒸发器种类较多，常用的有以下几种型式。1、铝板吹胀式;2、盘管板式;3、单脊翅片盘管式;4、钢丝盘管式;5、翅片盘管式，其中铝板吹胀式、盘管板式、单脊翅片盘管式这三种蒸发器为空气自然对流冷却式，主要适用于直冷式冰箱;翅片盘管式蒸发器为空气强制对流冷却式，适用于间冷式冰箱;钢丝盘管式蒸发器适用于立式冷冻箱，同时兼作货架，现有冰箱蒸发器的共有特征为：蒸发管+增大冷却面积的吸热板（丝），已为公众所熟知，这里不再详述。

采用现有冰箱蒸发器的冰箱按箱内冷却方式可分为依靠空气自然对流的直接冷却式-直冷式、由风扇强制通风的间接冷却式-间冷式两种，市场上出售的冰箱就是这两种形式，直冷式冰箱是由蒸发器直接冷却箱内空气，使蒸发器周围的空气受到冷却，经冷却的空气温度下降，引起重度的变化而自然地发生对流循环，从而实现箱内冷量的传递。因此，直冷式冰箱具有结构简单、耗电省的优点;间冷式冰箱是由小型风扇强制箱内空气流动，使空气在流过蒸发器的受到冷却，经冷却后的空气再返回箱内，完成箱内空气强制的高速对流循环，从而实现箱内冷量的传递，因此，同冷式冰箱具有冷却速度快、冷却均匀性好的优点。但是，直冷式冰箱、特别是直冷式冷藏箱由于箱内空气自然对流速度限制，冷却速度慢、均匀性差，且冷冻室（箱）除霜不方便;间冷式冰箱由于是采用强制空气对流循环的冷却方式，必须装设风扇、自动风门、电热熔霜装置、过热保护器等，结构复杂、耗电量大，同时，直冷式冰箱和间冷式冰箱的箱内冷却方式虽然不同，但都是依靠箱内空气的对流循环实现箱内冷量的传递，它们之间的区别只是箱内空气对流循环的速度不同而已，因此，现有冰箱还存在着这样一些问题，一方面食物之间的串味，贮物脱水变干这两个问题由于箱内空气必须对流循环无法得到根本解决;同理，冰箱箱（室）分隔困难。另一方面由于箱内空气对流受各箱的共同影响，箱内温度难以分别，精确控制。因此，使用不够经济方便，且冰箱在使用中，由于箱内空气及贮藏物的水分被低温的蒸发器冷却，凝结在蒸发器表面形成霜结，使蒸发器的冷却性能变劣，制冷能耗增加，制冷系统使用寿命缩短。

本发明的目的是要提供一种用热管取代空气进行箱内冷量传递的冰箱蒸发器，它不仅能提高冰箱的性能、扩展冰箱的功能，而且能有效地解决现有冰箱存在的问题。

本发明是在蒸发管上套接若干根具有高效导热性和良好等温性的热管（热管、蒸发管的内部相互之间不串通），热管的冷凝段与蒸发管可靠、接触良好地连接，和蒸发器联成整体;蒸发段则装设在冰箱的箱（室）内，其表面可设有翅片，当制冷系统工作时，制冷剂在蒸发器内蒸发吸热，与蒸发器联成整体的热管冷凝段受到冷却，这时热管的冷凝段和蒸发段之间产生较大温差，热管进入运行状态，热管蒸发段的翅片将箱（室）内贮物的热量传递至热管的蒸发段，蒸发段内的工质吸热蒸发为蒸汽，工质蒸汽携带热量运行至冷凝段，受到与冷冻段联成整体的蒸发器的冷却，工质蒸汽放热凝结为工质液体，工质液体回流至蒸发段重新吸热蒸发为蒸汽。如此循环不息，即可将箱（室）内的热量不断地通过热管传递至蒸发器，从而实现箱内冷却。箱内冷量的传递过程为：蒸发器冷量→热管冷凝段→热管内工质→热管蒸发段→热管蒸发段翅片→箱内冷却，如此可见，蒸发器与各箱（室）之间的冷量传递过程是封闭在独立密封的热管内，箱内冷却与空气的对流循环无关。

制冷系统停止工作时，由于热管不具备运行条件，箱（室）内的热量不能通过热管传递至蒸发器，所以无法实现箱内冷却，即箱内冷却与制冷系统同步进行，由制冷系统控制。

由于可控热管同样具有高效导热性和良好等温性，所以上述热管可用工作状态可以控制的可控热管取代。当可控热管的工作状态设由温控器控制时，热管的运行则由制冷系统和温控器串联控制。

由于冰箱蒸发器可方便地装置在冰箱的顶部，所以上述进行箱内冷量传递的热管，可方便选用现有各种热管，最好采用重力辅助热管（即重力热管），甚至可采用不装管芯的光管。另外，还可采用具有同样性能的可控热管。

以下将结合附图对本发明及其优点加以详细描述。

图1是本发明一种具体结构的横向剖面图。

图2是本发明另一种具体结构的横向剖面图。

图3是图1沿A-A线的剖视图。

图4是图1沿B-B线的剖视图。

参照图1，一种分离式热管由冷凝段〔1〕、冷凝段翅片〔2〕、蒸发段〔3〕、蒸发段翅片〔4〕、（蒸汽）连接导管〔5〕、（液体）连接导管〔6〕组成，蒸发管〔7〕穿套在冷凝段〔1〕上，联为蒸发器〔8〕，制冷系统（图中未画出）工作时，制冷剂在蒸发管〔7〕内蒸发吸热，热管的冷凝段〔1〕受到冷却，冷凝段〔1〕和蒸发段〔3〕之间产生较大温差，热管起动运行，蒸发段〔3〕所在部位的热量由蒸发段翅片〔4〕传导到蒸发段〔3〕内部，蒸发段〔3〕内的工质〔9〕吸热蒸发为工质蒸汽〔10〕，受蒸汽压的作用，工质蒸汽〔10〕沿连接导管〔5〕上升到冷凝段〔1〕，被蒸发器〔8〕所冷却，放热后凝结为液体工质〔9〕，在重力的作用下，液体工质〔9〕沿连接导管〔6〕回流到蒸发段〔3〕重新吸热蒸发为工质蒸汽〔10〕上升，如此循环不息，蒸发段〔3〕所在部位的热量就能通过热管的运行传递到蒸发器〔8〕。制冷系统停止工作，热管两端的温差随之消失，热管停止运行。当热管冷凝段〔1〕的温度高于蒸发段〔3〕的温度时，由于热管的结构具有单向导热性，热管冷凝段〔1〕的热量不会传递到蒸发段〔3〕。在图1的具体结构中，热管工质〔9〕最好采用氨，连接导管可采用现有批量生产的蒸发管。

由于箱内冷量的传递过程是封闭在独立密封的热管内，且各热管是相互独立的。所以，采用本发明图1具体结构的冰箱具有下列优点：

1.由于增设箱（室）只需相应地在该箱（室）和蒸发器之间增设导热热管。所以采用本发明的冰箱其箱（室）增设方便。

2.由于箱内冷量传递封闭在独立密封的热管内，箱室内空气只能在本箱室内对流循环。所以采用本发明的冰箱可根本地解决食物之间的串味、贮物脱水变干这两个问题。

3.由于传递箱内冷量的热管具有高效导热性和良好等温性，所以采用本发明的冰箱其箱内的冷却速度快。

4.由于热管是相对独立的，在各箱室内的热管蒸发段〔3〕及蒸发段翅片〔4〕可根据需要作成不同的结构形式，甚至可做成格架均匀地分布在箱室内各处。所以采用本发明的冰箱其箱内冷却均匀性好。

5.箱内冷量是由热管从蒸发器〔8〕传递至各箱（室）内，再由热管蒸发段〔3〕与贮物进行冷却热交换。由于热管蒸发段〔3〕的翅片可根据需要作得足够大，且各热管相对独立，这样各热管蒸发段〔3〕及蒸发段翅片〔4〕的面积之和远大于现有各种冰箱蒸发器〔8〕的面积，单位面积的冷却热交换量较少，对霜结现象有一定的缓解作用;又低温的蒸发器〔8〕可独自绝热隔离，其表面不会出现霜结，所以采用本发明的冰箱其箱内冷却性能稳定，效率高。

参照图2，该具体结构和图1的具体结构相比，只是在蒸发段〔3〕和连接导管〔5〕之间增接一个由冰箱温控器〔11〕控制的电磁阀〔12〕。即图2具体结构的工作状态由制冷系统和冰箱温控器〔11〕串联控制，这样热管运行情形有四种：1、当制冷系统工作且电磁阀〔12〕开启时，其工作过程和图1具体结构相同，这里不再详述;2、当制冷系统工作但电磁阀〔12〕未开启时，由于蒸发段〔3〕内的工质蒸汽〔10〕无法从电磁阀〔12〕通过，热管无法运行;3、当制冷系统不工作但电磁阀〔12〕开启时，由于热管两端不具备运行所需的温差，热管无法运行;4、当制冷系统不工作且电磁阀〔12〕未开启时，显而易见，热管无法运行，综上所述，图2具体结构只有制冷系统和电磁阀〔12〕同步工作时，热管才能运行，即热管的运行可由制冷系统和温控器〔11〕分别控制，在图2的具体结构中，电磁阀〔12〕最好采用ZCL-3型直动式电磁阀，图2具体结构中的热管和电磁阀〔12〕，采用其它工作状态可以控制的热管替代同样有效，当然还可采用工作状态可以控制的热二极管或热开关。

从以上叙述可见，图2具体结构的箱内冷却原理和图1具体结构相同，因此采用图2具体结构的冰箱，完全具备采用图1具体结构的冰箱的各种特点，另外，由于图2的具体结构中，热管的运行是由冰箱温控器〔11〕和制冷系统串联控制，因而可实现各箱（室）箱内冷却的分别控制，所以采用本发明图2具体结构的冰箱（以下简称多功能冰箱）还具有下列优点：

1.现有冰箱是通过制冷系统的不断开停而实现对箱内冷却的控制，为短时全负荷的形式;多功能冰箱则有长时小负荷的工作形式，即制冷系统连续工作，热管分时导通，各箱（室）轮流进行箱内冷却。这样，单位时间内制冷系统只承担部分箱（室）的冷却热负荷。因此，当制冷系统功率一定时，多功能冰箱所配箱体的容积比现有冰箱所配箱体的容积可大幅度增加;或容积一定时，多功能冰箱所配制冷系统的功率可以减小。所以采用本发明的多功能冰箱其容积功率配比高。

2.现有冰箱的箱内温区是由厂家设定、制成产品后就固定不可以更变，使用时无法根据需要随时设定;多功能冰箱由于各箱室的箱内冷却可实现分别控制。有低温要求的箱室的热管适时导通，相应地该箱室的温度较低;反之，将热管适时关断，相应地该箱室的温度较高，即多功能冰箱各箱（室）的温区可以任意设定。所以采用本发明的多功能冰箱其箱室为全温区箱室。使用经济方便。

3.现有冰箱的箱内冷却为短时全负荷形式，施行深冷速冻技术较困难;而多功能冰箱由于能将其他箱室的热管短时关断，使制冷系统制取的冷量全部集中到深冷速冻室，从而实现深冷速冻。所以采用本发明的多功能冰箱具有深冷速冻的功能。

4.现有冰箱，特别是采用蒸汽压缩式制冷系统的冰箱，箱内冷却是通过压缩机的不断开停而统一控制，电机的频繁启动使电耗增加;多功能冰箱可以通过热管的断通实现箱内冷却控制，采用取消压缩机开停的工作形式，因而可减少一定能耗;另外，还可将暂时不使用的空箱（室）的热管关闭，减轻制冷系统的热负荷，从而减少制冷能耗;又采用本发明的多功能冰箱其箱内冷却效率高，克服霜结热阻的能耗少，所以采用本发明的多功能冰箱其能耗特别省。

本发明由于传递箱内冷量的热管是独立密封，外部没有活动部件。所以本发明具有很强的扩展功能，只要配置适当的功能件，就可以制作出有特定功能的壁挂式、蓄冷式等冰箱（详见另案申请）。

Claims (5)

1、一种可提高冰箱性能、扩展冰箱功能、包括有热管和冰箱蒸发管(7)的蒸发器，其特征在于：

a.所述的热管与冰箱蒸发管(7)相连接(管内部相互之间不串通)，

b.热管的冷凝段(1)连接在蒸发管(7)上，和蒸发器(8)联为整体，

c.热管的蒸发段(3)装置在冰箱的箱(室)内，表面可设有翅片(4)。

2、如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于热管用工作状态可以由冰箱温控器〔11〕控制的热管取代。

3、如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于热管用工作状态可以由冰箱温控器〔11〕控制的可控热管取代。

4、如权利要求1、2或3所述的蒸发器，其特征在于热管的冷凝段〔1〕位于蒸发段〔3〕的上方。

5、如权利要求1、2、3或4所述的蒸发器，其特征在于热管的工质为氨。

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