CN104913575B - 一种节能冷柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能冷柜，包括：顶开门，机房，温控组件，脚轮，上箱体和下箱体；所述的顶开门设置在该上箱体的敞口处，上箱体内部左箱体为冷藏室，右箱体内部形成冷冻室；机房内设置有毛细管、回气管换热器、过滤器、冷凝器和压缩机；蒸发器的最底部与毛细管的出口连通；毛细管的至少一部分设置在回气管换热器内；压缩机的入口与蒸发器的最顶部连通；连通压缩机的入口与蒸发器的最顶部的制冷剂管道的至少一部分设置在回气管换热器内；设置在回气管换热器内的制冷剂管道内部的制冷剂与设置在回气管换热器内的毛细管内部的制冷剂发生热交换；从该毛细管流出的经过热交换的制冷剂从该蒸发器的最底部进入该蒸发器，从该蒸发器的最顶部流出。

Description

一种节能冷柜

技术领域

本发明涉及一种节能冷柜，尤其涉及一种节能环保效果优良的冷柜。

背景技术

冷柜主要由箱体、门体、制冷系统、电器控制系统以及其他附件如铰链合页以及脚轮等组成。箱体一般由外壳、内胆保温材料（如聚氨酯泡沫）、柜口等组成，门体一般由外壳、内衬、端挡、保温材料（如聚氨酯泡沫）、把手等组成；制冷系统一般由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器、连接管路及干燥过滤器、储液罐等组成，电器控制系统一般由温控器、主控板、压缩机、电机、风机、开关机各种指示灯组成。

冷柜的能效水平是衡量其能效等级和节能水平的重要参数，直冷式冷冻箱于2012年首次加入国家节能产品补贴目录，对冷柜的能效水平提出了更高的要求。

现有技术中的冷柜，例如文献CN102494490A公开了一种冷柜，包括：箱胆，所述箱胆顶部的前边沿设有第一凸缘，所述箱胆顶部的左边沿设有第二凸缘，所述箱胆顶部的右边沿设有第三凸缘，所述箱胆顶部的后边沿设有第第四凸缘，其中，所述第一至第四凸缘上分别形成有第一至第四卡槽；位于所述箱胆下面的箱壳，所述箱壳包括：前侧板，所述前侧板的上边沿具有与所述第一卡槽相配合的第一凸棱以使所述前侧板与所述第一凸缘相连；左侧板，所述左侧板的上边沿具有与所述第二卡槽相配合的第二凸棱以使所述左侧板与所述第二凸缘相连，所述左侧板的前边沿与所述前侧板的左边沿相连且所述左侧板的后边沿形成有第五卡槽；右侧板，所述右侧板的上边沿具有与所述第三卡槽相配合的第三凸棱以使所述右侧板与所述第三凸缘相连，所述右侧板的前边沿与所述前侧板的右边沿相连且所述右侧板的后边沿形成有第六卡槽；和后侧板，所述后侧板的上边沿具有与所述第四卡槽相配合的第四凸棱以使所述后侧板与所述第四凸缘相连，所述后侧板的左边沿形成有与所述第五卡槽相配合的第五凸棱以使所述后侧板与所述左侧板相连，所述后侧板的右边沿形成有与所述第六卡槽相适配的第六凸棱以使所述后侧板与所述右侧板相连。，箱胆的顶部的周边形成有卡槽，箱壳的上边沿的周边有凸棱，箱壳的凸棱卡接在箱胆的卡槽内。该冷柜的装配方案将箱壳的凸棱隐藏在箱胆的卡槽内，使结构美观，同时解决了传统冷柜生产过程中，箱胆和箱体配合的4个R角在发泡或在高温以及低温情况下易于开裂的现象。结构简单，装配方便，提高了冰柜和合格率和使用性能。

但是该文献公开的冷柜的能效水平没有大的提升。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能效水平显著提高的节能冷柜。

本申请所述的节能冷柜包括：顶开门，机房，温控组件，脚轮，上箱体和下箱体；所述的顶开门设置在该上箱体的敞口处，该顶开门形成双扇对开式门体结构，用于打开或封闭该上箱体，该上箱体内部分为左箱体和右箱体，其中左箱体为冷藏室，该冷藏室内的温度在-9℃～9℃范围内供用户调节；右箱体内部形成冷冻室，该冷冻室内的温度在不高于-18℃的范围内供用户调节；所述的下箱体设置在该上箱体的下部，该下箱体的侧面设置有温控组件，用于根据用户的指令控制所述的冷藏室和冷冻室内的温度；该下箱体的侧面还设置有机房， 该机房内设置有毛细管、回气管换热器、过滤器、冷凝器和压缩机；所述的冷藏室和冷冻室内部设置有蒸发器，该蒸发器的最底部与毛细管的出口连通；该毛细管的至少一部分设置在回气管换热器内；该毛细管的入口通过制冷剂循环管与过滤器的出口连通；该过滤器的入口与冷凝器的出口连通，该冷凝器的入口与压缩机的出口连通；该压缩机的入口与蒸发器的最顶部连通；连通压缩机的入口与蒸发器的最顶部的制冷剂管道的至少一部分设置在回气管换热器内；设置在回气管换热器内的制冷剂管道内部的制冷剂与设置在回气管换热器内的毛细管内部的制冷剂发生热交换；从该毛细管流出的经过热交换的制冷剂从该蒸发器的最底部进入该蒸发器，从该蒸发器的最顶部流出。

所述的蒸发器采用立体非均匀性分布，在该冷柜的几何中心下部的蒸发器管道的总长度比在该冷柜的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长。

在该冷藏室内的所述的蒸发器设置为在该冷藏室的几何中心下部的蒸发器管道的总长度比在该冷藏室的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长。

在该冷冻室内的所述的蒸发器设置为在该冷冻室的几何中心下部的蒸发器管道的总长度比在该冷冻室的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长。

所述的冷凝器的换热管管径为3mm，该冷凝器使制冷剂的过冷度达到3℃。

所述的制冷剂为R600a，冷柜内的制冷剂注入量为45～72g。

所述的顶开门上设置有顶开门封，用于在关闭该顶开门时保持该冷藏室的密封。

所述的毛细管的长度的二分之一设置在回气管换热器内，并且从该毛细管的入口开始的二分之一长度的毛细管设置在回气管换热器外。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供的节能冷柜在不改变压缩机的前提下，大幅降低了能耗，提高了制冷系统的制冷系数，能效系数达到34.3%，远低于能效1级系数50%的标准，达到超高效产品能效系数的要求。而且由于采用了性能优异的新型碳氢制冷剂R600 a，取自自然成分，不损坏臭氧层，无温室效应，绿色环保。

附图说明

图1为本发明所述的节能冷柜的正面视图。

图2为本发明所述的节能冷柜的制冷系统示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本申请所述的节能冷柜为卧式，包括：顶开门1，机房2，温控组件3，脚轮4，上箱体6和下箱体5；所述的顶开门1设置在该上箱体6的敞口处，该顶开门1形成双扇对开式门体结构，用于打开或封闭该上箱体6，该上箱体6内部分为左箱体和右箱体，其中左箱体为冷藏室，该冷藏室内的温度在-9℃～9℃范围内供用户调节；右箱体内部形成冷冻室，该冷冻室内的温度在不高于-18℃的范围内供用户调节；所述的下箱体5设置在该上箱体6的下部，该下箱体5的侧面设置有温控组件3，用于根据用户的指令控制所述的冷藏室和冷冻室内的温度；该下箱体5的侧面还设置有机房2， 该机房内设置有毛细管21、回气管换热器24、过滤器22、冷凝器25和压缩机26；所述的冷藏室和冷冻室内部设置有蒸发器23，如图2所示，该蒸发器23的最底部与毛细管21的出口连通；该毛细管21的至少一部分设置在回气管换热器24内；该毛细管21的入口通过制冷剂循环管与过滤器22的出口连通；该过滤器22的入口与冷凝器25的出口连通，该冷凝器25的入口与压缩机26的出口连通；该压缩机26的入口与蒸发器23的最顶部连通；连通压缩机26的入口与蒸发器23的最顶部的制冷剂管道的至少一部分设置在回气管换热器24内；设置在回气管换热器24内的制冷剂管道内部的制冷剂与设置在回气管换热器24内的毛细管21内部的制冷剂发生热交换；从该毛细管21流出的经过热交换的制冷剂从该蒸发器23的最底部进入该蒸发器23，从该蒸发器23的最顶部流出。

下面进一步详细介绍制冷剂在本申请所述的节能冷柜的制冷系统内部的循环工作过程。制冷剂在压缩机26内被压缩成高温高压制冷剂蒸汽，经由压缩机26的出口被排到冷凝器25内，冷凝放热以后经过过滤器22过滤，然后通过制冷剂循环管进入毛细管21节流降压，从毛细管21流出的制冷剂变为低温低压的制冷剂液体，从该蒸发器23的最底部进入该蒸发器23，在蒸发器23内蒸发吸热，由于蒸发器23整体布置在节能冷柜的上箱体6和下箱体5内，也即冷藏室和冷冻室内，制冷剂在蒸发器23内蒸发吸热使得冷藏室内的温度维持在-9℃～9℃范围内，冷冻室内的温度维持在不高于-18℃的范围内，具体的温度可以由用户通过温控组件3进行设定。

制冷剂在蒸发器23内蒸发吸热以后由液体变为蒸汽，由于从蒸发器23出来的蒸汽需要通过制冷剂管道回到压缩机26重新压缩升压，在蒸发器23的出口和压缩机26的入口之间的制冷剂管道暴露在环境中，导致内部的制冷剂会从环境中吸取空气中的热量，从而使制冷剂气体的温度升高，导致制冷剂蒸汽过热，这种蒸汽过热是不利的，是一种有害过热。由于有害过热在单级蒸汽压缩循环中只能做减轻处理而不能完全消除，需要采用回气管换热器与来自蒸发器的低温蒸汽进行热交换，这样可以减轻甚至消除吸气管中的有害过热，并能够使蒸汽同时过冷。因此设计高效的带有回热循环的回气管换热器是提升能效的另一个办法。

如图2所示，本申请中的连通压缩机26的入口与蒸发器23的最顶部的制冷剂管道的至少一部分设置在回气管换热器24内；同时毛细管21的至少一部分设置在回气管换热器24内；设置在回气管换热器24内的制冷剂管道内部的制冷剂与设置在回气管换热器24内的毛细管21内部的制冷剂发生热交换；这一热交换的过程能够有效地减轻甚至消除有害过热，并能够使制冷剂蒸汽同时过冷，实现提升能效的目的。经过换热以后，从回气管换热器24出来的制冷剂进入压缩机26的入口被再次压缩成高温高压制冷剂蒸汽，经由压缩机26的出口被排到冷凝器25内，进入下一个循环过程。

作为本申请的另一改进，从该毛细管21流出的经过热交换的制冷剂从该蒸发器23的最底部进入该蒸发器23，从该蒸发器23的最顶部流出。现有技术中的制冷剂流向与本发明相反，通常采用上进下出，即现有技术中从毛细管流出的制冷剂通常从蒸发器的顶部进入蒸发器，从蒸发器23的底部流出。

本申请通过大量的试验发现，将现有技术的上进下出改为下进上出能够有效地提高能效。制冷剂从蒸发器23的最底部进入该蒸发器23，由于重力和吸气压力作用，使没有蒸发的制冷剂还留在蒸发器下部进行蒸发，即单位时间内制冷剂蒸发更充分。

作为本申请的另一改进，本申请所述的蒸发器采用立体非均匀性分布，在该冷柜的几何中心下部的蒸发器管道的总长度比在该冷柜的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长。

现有技术中的蒸发器通常均匀地布置在冷柜的箱体内，这种布置方式主要是考虑使得冷柜内部的温度保持均匀，但是这种布置方式的最大缺点是漏热严重，使得冷柜的能耗增加，能效等级降低。现有技术表明，冷柜的最热点温度直接影响冷柜的能耗大小和能效等级，对于直冷式冷冻箱来说，最热点大部分出现在箱内上部即门胆下平面的几何中心处，此处箱内通过门封密封处的漏热量最大，通常认为占整个箱体漏热量的20% 以上。正因为冷柜内部的漏热量分布是不均匀的，如果蒸发器均匀地布置在冷柜的箱体内，会导致漏热严重，从而增加能耗。

本申请通过大量的试验表明，将蒸发器采用立体非均匀性分布能够有效地减小漏热量，而且试验表明，以冷柜在竖直方向上的几何中心为界，在几何中心下方的蒸发器管道的总长度设置的比该冷柜的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长，这种布置方式能够优化冷柜内部温度的纵向分布，有效地降低能耗，提升能效等级。

作为本申请的进一步的改进，在该冷藏室内的所述的蒸发器设置为在该冷藏室在竖直方向上的几何中心下部的蒸发器管道的总长度比在该冷藏室在竖直方向上的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长。在该冷冻室内的所述的蒸发器设置为在该冷冻室在竖直方向上的几何中心下部的蒸发器管道的总长度比在该冷冻室在竖直方向上的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长。这种布置方式能够使得冷柜内部的最低温区域远离漏热量最大的位置，有效减小漏热量，从而有效地降低能耗，提升能效等级。

所述的冷凝器的换热管管径为3mm，该冷凝器使制冷剂的过冷度达到3℃。研究发现，冷凝器的换热管管径设定在3mm使得制冷剂在管内的凝结换热系数增大，具有明显的强化效应，尤其是在高速流区。另外通过增加冷凝器的换热管管长，使得制冷剂的过冷度达到3℃，能够有效地提高循环的制冷系数。3℃的过冷度还可以防止进入毛细管前制冷剂处于两相状态，使毛细管的工作稳定。

所述的制冷剂为R600a，冷柜内的制冷剂注入量为45～72g。

所述的顶开门上设置有顶开门封，用于在关闭该顶开门时保持该冷藏室的密封。

所述的毛细管的长度的二分之一设置在回气管换热器内，并且从该毛细管的入口开始的二分之一长度的毛细管设置在回气管换热器外。研究发现，毛细管的后半段也即靠近出口的二分之一长度在回气管换热器内部的换热效果更理想。

综上所述，即为本发明实施例内容，而显然本发明的实施方式并不仅限于此，其可根据不同应用环境，利用本发明的功能实现相应的需求。

Claims (1)

1.一种节能冷柜，其特征在于，包括：顶开门，机房，温控组件，脚轮，上箱体和下箱体；所述的顶开门设置在该上箱体的敞口处，该顶开门形成双扇对开式门体结构，用于打开或封闭该上箱体，该上箱体内部分为左箱体和右箱体，其中左箱体为冷藏室，该冷藏室内的温度在-9℃～9℃范围内供用户调节；右箱体内部形成冷冻室，该冷冻室内的温度在不高于-18℃的范围内供用户调节；所述的下箱体设置在该上箱体的下部，该下箱体的侧面设置有温控组件，用于根据用户的指令控制所述的冷藏室和冷冻室内的温度；该下箱体的侧面还设置有机房， 该机房内设置有毛细管、回气管换热器、过滤器、冷凝器和压缩机；所述的冷藏室和冷冻室内部设置有一个蒸发器，冷藏室和冷冻室内部共同使用一个蒸发器；该蒸发器的最底部与毛细管的出口连通；该毛细管的至少一部分设置在回气管换热器内；该毛细管的入口通过制冷剂循环管与过滤器的出口连通；该过滤器的入口与冷凝器的出口连通，该冷凝器的入口与压缩机的出口连通；该压缩机的入口与蒸发器的最顶部连通；连通压缩机的入口与蒸发器的最顶部的制冷剂管道的至少一部分设置在回气管换热器内；设置在回气管换热器内的制冷剂管道内部的制冷剂与设置在回气管换热器内的毛细管内部的制冷剂发生热交换；从该毛细管流出的经过热交换的制冷剂从该蒸发器的最底部进入该蒸发器，由于重力和吸气压力作用，使没有蒸发的制冷剂还留在蒸发器下部进行蒸发，从而使单位时间内制冷剂蒸发更充分；制冷剂从该蒸发器的最顶部流出；

所述的蒸发器采用立体非均匀性分布，在该冷柜的几何中心下部的蒸发器管道的总长度比在该冷柜的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长；

所述的毛细管的长度的二分之一设置在回气管换热器内，并且从该毛细管的入口开始的二分之一长度的毛细管设置在回气管换热器外；在该冷藏室内的所述的蒸发器设置为在该冷藏室的几何中心下部的蒸发器管道的总长度比在该冷藏室的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长；

在该冷冻室内的所述的蒸发器设置为在该冷冻室的几何中心下部的蒸发器管道的总长度比在该冷冻室的几何中心上部的蒸发器管道的总长度长；

所述的冷凝器的换热管管径为3mm，该冷凝器使制冷剂的过冷度达到3℃；

所述的制冷剂为R600a，冷柜内的制冷剂注入量为45～72g；

所述的顶开门上设置有顶开门封，用于在关闭该顶开门时保持该冷藏室的密封。