CN104697276A - 具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱 - Google Patents

具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱。包括箱体、冷凝器、蒸发器、风扇、接水盘和排水管；冷凝器和蒸发器之间的箱体上设有蓄热室，蓄热室内填充有相变蓄热材料；还包括一根以上的重力热管和一根环形热管；一根以上的重力热管的重力热管蒸发段插设在冷凝器的冷凝盘管内，重力热管冷凝段伸入蓄热室内，并被相变蓄热材料包裹；环形热管蒸发段位于蓄热室内，环形热管冷凝段中的一部分贴合在蒸发器，用于冰箱蒸发器除霜，另一部分贴合在接水盘上，用于加热接水盘。本发明使用相变蓄热材料储存冷凝器释放的废热，用于风冷冰箱蒸发器高效除霜，有效地降低了冰箱能耗。

Description

具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱
技术领域
本发明属于家电类冰箱技术领域，具体涉及一种风冷式冰箱。
背景技术
如今市场中投入使用的风冷式冰箱的蒸发器表面都会出现结霜问题，这是由于冰箱是通过冰箱内部的蒸发器吸收冰箱箱体内的热量而到达制冷效果，在这个过程中，由于蒸发器表面的温度会低于0℃，冰箱内空气中的水分会慢慢在冰箱蒸发器表面结一层霜，结霜会阻碍蒸发器与冰箱内空气的冷量交换，降低制冷效率，增加冰箱能耗，所以风冷冰箱在运行一段时间后必须进行周期性的除霜作业。
一般风冷式冰箱的除霜过程是在冰箱工作一段时间后，当其蒸发器表现结霜达到一定厚度，已经对制冷效率产生较大影响时，由冰箱控制系统在压缩机停止运行的阶段控制除霜加热管加热蒸发器表面，除霜加热管一直工作直到蒸发器表面的霜层融化，化霜水由接水盘和排水管排出冰箱，完成除霜过程。
冰箱除霜作业时需要同时加热冰箱蒸发器和接水盘，加热过程会消耗较多的能量，并且长时间的除霜作业会导致冰箱箱体内的温度上升过大，不但会导致冰箱能耗增加，严重的更会影响冰箱储存食物的能力，缩短冰箱食物保鲜的时间。
热管是一种效率极高的导热元件，它具有结构多样、体积紧凑、重量轻、无噪声、无须辅助元件等优良特性。重力热管是热管中的一种，重力热管延轴向分为冷凝段、绝热段、蒸发段，没有吸液芯，通过冷凝液自身的重力就能够返回蒸发段，因此不需要外加动力，重力热管是只能沿单方向（自下向上）传热的热二极管；环形热管也是热管中的一种，其中重力型即自然循环式的环形热管仅靠系统本身的压差即可自动运行，环形热管的冷凝段和蒸发段铜管可以根据需要做合理的形状调整，其自动传热过程还可以随时中断并及时恢复。
发明内容
为了解决风冷式冰箱除霜作业中存在的缺陷，本发明通过结构改进提供一种具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱。
具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱包括箱体14、冷凝器1、蒸发器9、风扇10、接水盘11和排水管12；改进在于：所述冷凝器1和蒸发器9之间的箱体14上设有蓄热室5，所述蓄热室5内填充有相变蓄热材料；
 还包括一根以上的重力热管和一根环形热管；所述一根以上的重力热管的重力热管蒸发段2插设在所述冷凝器1的冷凝盘管内，重力热管冷凝段4伸入蓄热室5内，并被相变蓄热材料6包裹；所述环形热管蒸发段7位于蓄热室5内，并被相变蓄热材料6包裹，环形热管冷凝段8中的一部分贴合在蒸发器9，用于冰箱蒸发器除霜，环形热管冷凝段8中的另一部分贴合在接水盘11上，用于加热接水盘11。
所述相变蓄冷材料的相变温度为10～50℃。
所述重力热管为1-7根。
所述环形热管上设有两只控制阀13；所述环形热管冷凝段8中的一部分呈蛇形盘管状，与蒸发器9的翅片相贴合。
本发明的有益技术效果体现在以下方面：
（1）本发明使用相变蓄热材料储存风冷冰箱正常工作时冷凝器释放的废热，用于风冷冰箱蒸发器除霜，风冷冰箱周期性的除霜作业不再需要消耗电能，能够有效降低冰箱能耗，达到节能减排的作用；
（2）本发明蓄热箱中相变蓄热材料相变温度为10～50℃，当相变蓄热材料完成相变蓄热过程后，其温度与风冷冰箱蒸发器表面温度形成较大温差，当除霜作业开始时，该温差使得环形热管能够迅速的将相变蓄热材料储存的热量传递到蒸发器翅片上，高效地进行除霜作业，避免了长时间的除霜作业导致的风冷冰箱箱体内温度上升的问题；
（3）本发明使用重力热管将冰箱冷凝器中冰箱压缩机出口过热工质的可回收热量用于加热蓄热箱内相变蓄热材料，当相变蓄热材料的温度低于冰箱压缩出口过热工质的温度时，过热工质的热量首先向重力热管蒸发段壁面传热，随着冷凝器中工质的温度不断降低，当相变储热材料的温度高于冷凝器中工质的温度时，重力热管停止工作，过热工质不能向重力热管蒸发段壁面传热，则主要依靠通过冷凝盘管外壁向环境传热。在不影响冰箱冷凝器工作效率的情况下相变蓄热材料可以合理储存冷凝器废热，用于冰箱蒸发器除霜。
因此本发明通过重力热管在不影响冰箱制冷效率的情况下，将冷凝器废热导入蓄热箱为相变蓄热材料积蓄热量，当冰箱除霜作业开始时，通过环形热管循环转移相变蓄热材料中的热量至蒸发器和接水盘，完成除霜作业，只需在传统风冷冰箱上作简单的改进后就可以避免风冷冰箱传统除霜方式导致冰箱能耗高的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为七根的重力热管蒸发段插入冰箱冷凝器盘管的结构示意图。
图3为环形热管连接蓄热室与冰箱蒸发器和接水盘的结构示意图。
上图中序号：冷凝器1、重力热管蒸发段2、重力热管绝热段3、重力热管冷凝段4、蓄热室5、相变蓄热材料6、环形热管蒸发段7、环形热管冷凝段8、蒸发器9、风扇10、接水盘11、排水管12、控制阀13、箱体14。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
参见图1，具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱包括箱体14、冷凝器1、蒸发器9、风扇10、接水盘11、排水管12、七根重力热管和一根环形热管；
冷凝器1和蒸发器9之间的箱体14上安装有蓄热室5，蓄热室5内填充有相变蓄热材料6，相变蓄冷材料6的相变温度为10～50℃。
参见图2，七根重力热管的重力热管蒸发段2插设在所述冷凝器1的冷凝盘管内，重力热管冷凝段4伸入蓄热室5内，并被相变蓄热材料6包裹。参见图3，环形热管上安装有两只控制阀13；环形热管蒸发段7位于蓄热室5内，并被相变蓄热材料6包裹，环形热管冷凝段8中的一部分呈蛇形盘管状，与蒸发器9的翅片相贴合，用于冰箱蒸发器除霜，环形热管冷凝段8中的另一部分贴合在接水盘11上，用于加热接水盘11。
本发明的工作原理说明如下：
参见图1和图2，当冰箱制冷系统工作时七根重力热管将冷凝器1中的冰箱压缩机出口过热工质的可回收热量传递到蓄热室5中，蓄热室5中的相变蓄热材料6逐渐发生相变，储存热量，由于重力热管的单向导热性，过热工质的热量首先向重力热管蒸发段2壁面传热，随着冷凝器1中工质的温度不断降低，当相变储热材料6的温度高于冷凝器1中工质的温度时，重力热管停止工作，过热工质不能向重力热管蒸发段2壁面传热，则主要依靠通过冷凝盘管外壁向环境传热。当冰箱制冷系统停止工作时，蓄热室5中相变蓄热材料6的热量不会通过重力热管反向传递到冰箱的冷凝器1中的工质里，当冰箱制冷系统间断运行一段时间后，蓄热室5中的相变蓄热材料6即可储存足够的热量用于冰箱蒸发器除霜。
参见图1和图3，当冰箱开始除霜作业时，环形热管上的控制阀13打开，环形热管管道中的工质在环形热管蒸发段7受热蒸发变成气态，气体上升进入环形热管冷凝段8，与冰箱的蒸发器9翅片换热冷却成液态，冷凝后的液态工质再依靠重力作用回流到环形热管蒸发段7完成循环，环形热管将蓄热室5中相变蓄热材料6储存的热量快速地传递到冰箱的蒸发器9上去，融化霜层，为冰箱的蒸发器9除霜，同时加热接水盘11，防止排水管12冰堵，当冰箱除霜作业完成时，控制阀13关闭，环形热管终止传热，冰箱制冷系统开始工作，蓄热室5中相变蓄热材料6重新开始吸收冰箱冷凝器1产生的冷凝余热，为下一次的除霜作业储存热量。

Claims (4)

1.具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱，包括箱体（14）、冷凝器（1）、蒸发器（9）、风扇（10）、接水盘（11）和排水管（12），其特征在于：所述冷凝器（1）和蒸发器（9）之间的箱体（14）上设有蓄热室（5），所述蓄热室（5）内填充有相变蓄热材料（6）；还包括一根以上的重力热管和一根环形热管；所述一根以上的重力热管的重力热管蒸发段（2）插设在所述冷凝器（1）的冷凝盘管内，重力热管冷凝段（4）伸入蓄热室（5）内，并被相变蓄热材料（6）包裹；所述环形热管蒸发段（7）位于蓄热室（5）内，并被相变蓄热材料（6）包裹，环形热管冷凝段（8）中的一部分贴合在蒸发器（9），用于冰箱蒸发器除霜，环形热管冷凝段（8）中的另一部分贴合在接水盘（11）上，用于加热接水盘（11）。
2.根据权利要求1所述的具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱，其特征在于：所述相变蓄冷材料（6）的相变温度为10～50℃。
3.根据权利要求1所述的具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱，其特征在于：所述重力热管为1-7根。
4.根据权利要求1所述的具有热管型蓄热除霜机构的风冷式冰箱，其特征在于：所述环形热管上设有两只控制阀（13）；所述环形热管冷凝段（8）中的一部分呈蛇形盘管状，与蒸发器（9）的翅片相贴合。
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