CN104964503B - 冷藏冷冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷藏冷冻装置，包括内胆和蒸发器，还包括：储液装置，其容纳有冰点低于或等于一预设阈值的液态流体，蒸发器浸没于液态流体中；和沿内胆的外侧表面弯折延伸的流体管路，其具有与储液装置连通的进液端和回液端，配置成使得储液装置内的液态流体经由流体管路的进液端流入其中，并经由回液端流回储液装置内，以与内胆进行换热。本发明冷藏冷冻装置通过将蒸发器设置在冰点低的液态流体中，将蒸发器的冷量传递给液态流体，并利用液态流体在冷藏冷冻装置内胆外表面的流体管路中循环流动而将冷量传递给内胆，突破了现有技术中冷藏冷冻装置直冷或间冷制冷方式的限制，提供了一种新的制冷方式。

Description

冷藏冷冻装置

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种冷藏冷冻装置。

背景技术

现有技术中的冰箱按制冷方式通常分为直冷式冰箱和间冷式冰箱。直冷式冰箱利用箱内空气上下自然流动进行直接冷却。该类冰箱的特点是结构简单、省电、价格较低、维修方便，但箱内温度不够均匀。间冷式冰箱又称无霜式冰箱，也叫风冷式冰箱，其翅片式蒸发器布置在冷冻室和冷藏室外(如夹层中间或背后)，利用风机使箱内空气强制流过蒸发器而冷却。该类冰箱的特点是箱内温度比直冷式冰箱均匀，但耗电量大、价格较高。目前有些冰箱采用了间、直冷混合式结构，这种冰箱兼有直冷式冰箱和间冷式冰箱的特点。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种结构新颖的冷藏冷冻装置。

本发明一个进一步的目的是要提供一种温度分布更加均匀的冷藏冷冻装置。

本发明另一个进一步的目的是要简化提供一种更加节能的冷藏冷冻装置。

为了实现上述至少一个目的，本发明提供了一种冷藏冷冻装置，包括内胆和蒸发器，还包括：

储液装置，其容纳有冰点低于或等于一预设阈值的液态流体，所述蒸发器浸没于所述液态流体中；和

沿所述内胆的外侧表面弯折延伸的流体管路，其具有与所述储液装置连通的进液端和回液端，配置成使得所述储液装置内的液态流体经由所述流体管路的进液端流入其中，并经由所述回液端流回所述储液装置内，以与所述内胆进行换热。

可选地，所述冷藏冷冻装置还包括：

液体泵送装置，配置成将所述储液装置中的液态流体引入所述流体管路的进液端，并经由所述流体管路的回液端送回所述储液装置。

可选地，所述内胆的外侧表面为所述内胆的顶壁、第一侧壁、底壁以及第二侧壁的外侧表面。

可选地，所述流体管路包括：

进液区段，从与所述储液装置连通的进液端延伸至所述内胆的外侧表面，且沿所述内胆的外侧表面螺旋延伸；

折返区段，从所述进液区段的末端折返延伸以转变所述流体管路的延伸方向；以及

回液区段，从所述折返区段的末端平行于所述进液区段、且沿所述内胆的外侧表面朝所述进液区段的方向螺旋延伸至与所述储液装置连通的回液端，以使所述回液区段与所述进液区段相间地布置在所述内胆的外侧表面。

可选地，所述液体泵送装置设置在所述折返区段中。

可选地，所述储液装置和所述液体泵送装置均设置在所述内胆中；其中

所述储液装置设置于所述内胆顶壁；且

所述内胆底壁处设置有向下凸起的容纳凸腔，所述液体泵送装置设置在所述容纳凸腔中。

可选地，所述进液区段自所述进液端延伸至所述内胆顶壁的外侧表面，且沿所述内胆的顶壁、第一侧壁、底壁以及第二侧壁的外侧表面螺旋延伸至位于所述底壁外侧表面的折返区段；

所述折返区段在所述底壁外侧表面延伸至所述容纳凸腔中，与所述液体泵送装置相连后返回所述底壁外侧表面；

所述回液区段平行于所述进液区段沿所述内胆的底壁、第一侧壁、顶壁以及第二侧壁外侧表面朝所述进液区段的方向螺旋延伸，且在所述顶壁外侧延伸至所述顶壁内侧终止于所述回液端。

可选地，布置在所述内胆外侧表面上的相邻平行管段之间的间距相同。

可选地，所述冷藏冷冻装置还包括压缩机和冷凝器，其中

所述压缩机和所述冷凝器设置在所述内胆的上方。

可选地，所述蒸发器的温度高于或等于所述预设阈值。

可选地，所述预设阈值低于或等于零下40℃。

可选地，所述预设阈值为于0℃；所述液态流体为水。

可选地，所述流体管路的至少部分管路贴靠在所述内胆的外侧表面。

本发明冷藏冷冻装置通过将蒸发器设置在冰点低的液态流体中，将蒸发器的冷量传递给液态流体，并利用液态流体在冷藏冷冻装置内胆外表面的流体管路中循环流动而将冷量传递给内胆，突破了现有技术中冷藏冷冻装置直冷或间冷制冷方式的限制，提供了一种新的制冷方式。

进一步地，本发明冰点低的液态流体的蓄冷量大，使得液态流体在流体管路中循环流动后的温度变化不大，有利于使内胆内的温度维持稳定。并且，液态流体的蓄冷量大，有利于减少压缩机的启动频率。可在压缩机工作时，通过蒸发器将冷量传递至液态流体蓄冷；在压缩机停机时，利用液态流体释放冷量，维持内胆内温度。本发明的冷藏冷冻装置可合理利用分时电价，达到节能和环保的目的。

进一步地，目前现有冷藏冷冻装置由于考虑到便于用户存放物品，通常高度不超过180cm；由于冷藏冷冻装置的压缩机、冷凝器等均设置在箱体底部和后部，一方面导致冷藏冷冻装置的厚度较大，占用较大的空间，另一方面还占用内胆的存储空间。本发明通过将压缩机和冷凝器设置在冷藏冷冻装置上方，有利于缩小冷藏冷冻装置的厚度；尽管整体上提高了冷藏冷冻装置的高度，但由于内胆的位置与现有冷藏冷冻装置内胆位置相同，不会对用户取物造成不便。优化了冷藏冷冻装置的整体结构，提高内胆的空间利用率。

此外，本发明冷藏冷冻装置通过将蒸发器设置在冰点低的液态流体中，能够解决冷藏冷冻装置蒸发器结霜的问题，使得蒸发器可持续无霜运行，提高了制冷系统的性能，减少了能耗。同时也可避免由于蒸发器除霜导致冷藏冷冻装置内胆内温度波动较大，满足冷藏冷冻装置内胆内温度均匀性的要求。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的示意性剖视图；

图2是根据本发明一个实施例的流体管路布置在冷藏冷冻装置内胆上的示意图；

图3是将图2中的内胆省略后的示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置100的示意性剖视图(图中省略了流体管路130)。冷藏冷冻装置100包括通常所认知的冰箱、酒柜等具有制冷保存功能的设备。参见图1，本发明实施例的冷藏冷冻装置100包括内胆110和蒸发器106。如本领域技术人员可意识到的，本发明实施例的冷藏冷冻装置100与现有的冷藏冷冻装置一样，还可包括压缩机103、冷凝器105、节流元件(图中未示出)以及用于打开或关闭内胆110前部开口的门体107等。

参见图2(图2中的箭头方向表示液态流体在流体管路130中的流动方向)和图3，特别地，冷藏冷冻装置100还包括储液装置120和沿内胆110的外侧表面弯折延伸的流体管路130。储液装置120容纳有冰点低于或等于一预设阈值的液态流体，蒸发器106浸没于液态流体中。流体管路130具有与储液装置120连通的进液端131和回液端132，配置成使得储液装置120内的液态流体经由流体管路130的进液端131流入其中，并经由回液端132流回储液装置120内，以与内胆110进行换热。

本发明冷藏冷冻装置100通过将蒸发器106设置在冰点低的液态流体中，将蒸发器106的冷量传递给液态流体，并利用液态流体在冷藏冷冻装置100内胆110外表面的流体管路130中循环流动而将冷量传递给内胆110，突破了现有技术中冷藏冷冻装置100直冷或间冷制冷方式的限制，提供了一种新的制冷方式。

进一步地，本发明冰点低的液态流体的蓄冷量大，使得液态流体在流体管路130中循环流动后的温度变化不大，有利于使内胆110内的温度维持稳定。并且，液态流体的蓄冷量大，有利于减少压缩机103的启动频率。可在压缩机103工作时，通过蒸发器106将冷量传递至液态流体蓄冷；在压缩机103停机时，利用液态流体释放冷量，维持内胆110内温度。本发明的冷藏冷冻装置100可合理利用分时电价，达到节能和环保的目的。

在进一步的实施例中，冷藏冷冻装置100还可包括液体泵送装置140，用于为液态流体在液态流体中的循环流动提供动力。液体泵送装置140可配置成将储液装置120中的液态流体引入流体管路130的进液端131，并经由流体管路130的回液端132送回储液装置120。液体泵送装置140可设置在储液装置120中，与流体管路130的进液端131或回液端132连通；也可设置在储液装置120外部的流体管路130中。

在本发明实施例中，蒸发器106的温度应高于液态流体的冰点，以保证液态流体与蒸发器106换热降温后不会结冰或者说不会凝固。蒸发器106的温度优选高于或等于所述预设阈值。在一些实施例中，所述预设阈值低于零下40℃。在这样的实施例中，蒸发器106的温度可低于0℃，例如处于零下20℃至零下30℃之间，此时冷藏冷冻装置可作为为冷冻箱或冷冻柜使用。液态流体可为无机溶液，例如盐水。在一些实施例中，该液态流体可为浓度在28.4％-30.3％左右的氯化钙盐水。对于这样的液态流体，其通常具有较大的蓄冷量，从而有利于液态流体的温度基本保持不变，或者说变化幅度很小。

在优选的实施例中，预设阈值可为于0℃，液态流体为水。在这样的实施例中，蒸发器106的温度优选不低于0℃，以免储液装置120中的水结冰，此时冷藏冷冻装置100可作为冷藏箱使用。

当液态流体为水时，储液装置120和流体管路130可以选用铜管、不锈钢管、铝管等导热性好的材料制成；当液态流体为盐水时，储液装置120和流体管路130可由塑料制成，以避免被液态流体腐蚀。

流体管路130的至少部分管路可贴靠在内胆110的外侧表面设置，以更好地传导冷量，提高与内胆110的换热效率。流体管路130的横截面优选为矩形，可增大与内胆110的接触面积，进一步提高换热效率。在替代性实施例中，流体管路130的横截面也可为圆形或其他多边形。

流体管路130可在内胆110的一个或多个胆壁(即顶壁111、和/或底壁112、和/或第一侧壁113、和/或第二侧壁114、和/或后壁)外侧表面弯折延伸。在一些实施例中，流体管路130可沿内胆110的第一侧壁113、后壁和第二侧壁114的外侧表面弯折延伸。在另一些实施例中，流体管路130可沿内胆110的顶壁111、后壁和底壁112的外侧表面弯折延伸。在优选的实施例中，流体管路130沿内胆110的顶壁111、第一侧壁113、底壁112以及第二侧壁114的外侧表面弯折延伸。

在一些实施例中，流体管路130以曲折延伸的方式布置在内胆110的一个或多个胆壁外侧表面。在另一些实施例中，流体管路130以螺旋卷绕的方式布置在内胆110的顶壁111、第一侧壁113、底壁112以及第二侧壁114的外侧表面。可通过设置内胆110外侧表面上单位面积中流体管路的密度和/或流体管路的直径调节对内胆110的制冷程度。

本领域技术人员可以理解，流体管路130中接近其进液端131的液态流体温度与储液装置120中的液态流体的温度基本相同，远离进液端131的管路中的液态流体由于与内胆110进行换热，温度会略微升高(本领域技术人员能够意识到，此处的“接近”或“远离”不是指流体管路130中的某段管路与进液端131之间的直线距离的近或远，而是指该段管路在流体管路130的延伸方向上与进液端131和回液端132相比，更接近进液端131还是更远离进液端131)。为了提高内胆110各处温度的均匀性，可将流体管路130的接近进液端131的管路(如后文所述的进液区段133)与接近回液端132的管路(如后文所述的回液区段134)相间布置在内胆110的外侧表面。

在优选的实施例中，流体管路130可包括顺次相连的进液区段133，折返区段135以及回液区段134。流体管路130的进液区段133从与储液装置120连通的进液端131延伸至内胆110的外侧表面，且沿内胆110的外侧表面螺旋延伸。折返区段135从进液区段133的末端折返延伸以转变流体管路130的延伸方向。换句话说，进入折返区段135的液流方向与流出折返区段135的液流方向相反。回液区段134从折返区段135的末端平行于进液区段133、且沿内胆110的外侧表面朝进液区段133的方向螺旋延伸至与储液装置120连通的回液端132，以使回液区段134与进液区段133相间地布置在内胆110的外侧表面。在该实施例中，进液区段133和回液区段134可在内胆110的顶壁111、第一侧壁113、底壁112以及第二侧壁114的外侧表面螺旋延伸。液体泵送装置140可设置在折返区段135中。在替代性实施例中，液体泵送装置140也可设置在进液区段133或回液区段134中。

为了便于冷藏冷冻装置100装配及发泡，储液装置120可设置在内胆110中，发泡形成的隔热层102将流体管路130包覆在内胆110外围。相比将储液装置120设置在内胆110的下部，本发明优选将储液装置120设置在内胆顶壁111，这样通过增加内胆110的高度即可使得本发明内胆110的有效存储空间与现有冷藏冷冻装置内胆110的有效存储空间相同，而由于内胆110有效存储空间的位置与现有冷藏冷冻装置内胆110位置相同，不会对用户取物造成不便。

储液装置120可以为扁平长方体状，其相对设置的顶壁与底壁的面积大于其他面的面积，以在相同的容积下尽量减小其高度，从而减少占用内胆110的顶部空间。可利用紧固件将储液装置120安装固定到内胆顶壁111。为了使内胆110美观，可通过设置在内胆110中的顶层隔板108将储液装置120与内胆110的下部空间隔开，使储液装置120设置在相对密封的环境中。

储液装置120可密封设置，其上可设置有两个通孔，以使流体管路130的进液端131和回液端132分别与储液装置120连通。此外，储物装置中还可再开设两个通孔，以允许其内的蒸发器106与压缩机103和节流元件分别通过经由该两个通孔的两条制冷剂管路连通，从而使得制冷剂可在压缩机103、冷凝器105、节流元件以及蒸发器106内循环，使蒸发器106处于低温状态。

压缩机103、冷凝器105以及节流元件等可设置在内胆110的上方。通过这样设置，不但可缩短制冷剂管路，同时有利于缩小冷藏冷冻装置100的厚度。尽管这样会在整体上提高冷藏冷冻装置100的高度，但由于内胆110的位置与现有冷藏冷冻装置内胆位置相同，不会对用户取物造成不便。优化了冷藏冷冻装置100的整体结构，提高内胆110的空间利用率。本领域技术人员可以理解，压缩机103、冷凝器105以及节流元件等可设置在内胆110上方的隔热层102上方，可由外壳104将其包围起来以使冷藏冷冻装置100整体看起来美观。

在一些实施例中，液体泵送装置140也可设置在内胆110中。优选地，可在内胆底壁112处设置有向下凸起的容纳凸腔1121，液体泵送装置140设置在容纳凸腔1121中。

在这样的实施例中，参见图2和图3，进液区段133自进液端131延伸至内胆顶壁111的外侧表面，且沿内胆110的顶壁111、第一侧壁113、底壁112以及第二侧壁114的外侧表面螺旋延伸至位于底壁112外侧表面的折返区段135。折返区段135在底壁112外侧表面延伸至容纳凸腔1121中，与液体泵送装置140相连后返回底壁112外侧表面。回液区段134平行于进液区段133沿内胆110的底壁112、第一侧壁113、顶壁111以及第二侧壁114外侧表面朝进液区段133的方向螺旋延伸，且在顶壁111外侧延伸至顶壁111内侧终止于回液端132。在该实施例中，进液区段133与回液区段134相间地布置在内胆110外侧表面，相邻的管路中液流方向相反，如图2中的箭头所示。沿内胆110外侧表面延伸的流体管路优选均贴靠在内胆110的外侧表面，从而进一步提高与内胆110的换热效率。

具体地，进液区段133自进液端131向上延伸至内胆顶壁111的外侧表面，沿逆时针方向螺旋卷绕在内胆顶壁111、第一侧壁113、底壁112以及第二侧壁114的外侧表面，且整体上从内胆110的后部向内胆110的前部延伸。折返区段135从进液区段133的末端折返延伸以转变流体管路130的延伸方向。回液区段134从折返区段135的末端平行于进液区段133、沿顺时针方向螺旋卷绕在内胆底壁112、第一侧壁113、顶壁111以及第二侧壁114的外侧表面，且整体上从内胆110的前部向内胆110的后部延伸。为了进一步提高内胆110中温度的均匀性，在优选的实施例中，布置在内胆110外侧表面上的相邻平行管段之间的间距相同。换句话说，在内胆110外侧表面上的每根进液区段133的管段或每根回液区段134的管段，与其相邻的管段之间的间距均相同。

本发明的冷藏冷冻装置100在对内胆110进行制冷时，可启动压缩机103，使制冷剂在压缩机103、冷凝器105、节流元件以及蒸发器106内循环，从而使蒸发器106处于低温状态，以对储液装置120中的液态流体进行降温。降温后的液态流体经液体泵送装置140泵送至流体管路130中，与内胆110换热后循环回储液装置120，重新降温后再次循环至流体管路130中与内胆110换热。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (11)

1.一种冷藏冷冻装置，包括内胆和蒸发器，还包括：

储液装置，其容纳有冰点低于或等于一预设阈值的液态流体，所述蒸发器浸没于所述液态流体中；和

沿所述内胆的外侧表面弯折延伸的流体管路，其具有与所述储液装置连通的进液端和回液端，配置成使得所述储液装置内的液态流体经由所述流体管路的进液端流入其中，并经由所述回液端流回所述储液装置内，以与所述内胆进行换热；其中

所述内胆的外侧表面为所述内胆的顶壁、第一侧壁、底壁以及第二侧壁的外侧表面；且

所述流体管路包括：

进液区段，从与所述储液装置连通的进液端延伸至所述内胆的外侧表面，且沿所述内胆的外侧表面螺旋延伸；

折返区段，从所述进液区段的末端折返延伸以转变所述流体管路的延伸方向；以及

回液区段，从所述折返区段的末端平行于所述进液区段、且沿所述内胆的外侧表面朝所述进液区段的方向螺旋延伸至与所述储液装置连通的回液端，以使所述回液区段与所述进液区段相间地布置在所述内胆的外侧表面。

2.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，还包括：

液体泵送装置，配置成将所述储液装置中的液态流体引入所述流体管路的进液端，并经由所述流体管路的回液端送回所述储液装置。

3.根据权利要求2所述的冷藏冷冻装置，其中

所述液体泵送装置设置在所述折返区段中。

4.根据权利要求3所述的冷藏冷冻装置，其中

所述储液装置和所述液体泵送装置均设置在所述内胆中；其中

所述储液装置设置于所述内胆顶壁；且

所述内胆底壁处设置有向下凸起的容纳凸腔，所述液体泵送装置设置在所述容纳凸腔中。

5.根据权利要求4所述的冷藏冷冻装置，其中

所述进液区段自所述进液端延伸至所述内胆顶壁的外侧表面，且沿所述内胆的顶壁、第一侧壁、底壁以及第二侧壁的外侧表面螺旋延伸至位于所述底壁外侧表面的折返区段；

所述折返区段在所述底壁外侧表面延伸至所述容纳凸腔中，与所述液体泵送装置相连后返回所述底壁外侧表面；

所述回液区段平行于所述进液区段沿所述内胆的底壁、第一侧壁、顶壁以及第二侧壁外侧表面朝所述进液区段的方向螺旋延伸，且在所述顶壁外侧延伸至所述顶壁内侧终止于所述回液端。

6.根据权利要求5所述的冷藏冷冻装置，其中

布置在所述内胆外侧表面上的相邻平行管段之间的间距相同。

7.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，还包括压缩机和冷凝器，其中

所述压缩机和所述冷凝器设置在所述内胆的上方。

8.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，其中

所述蒸发器的温度高于或等于所述预设阈值。

9.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，其中

所述预设阈值低于或等于零下40℃。

10.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，其中

所述预设阈值为于0℃，所述蒸发器的温度不低于0℃；

所述液态流体为水。

11.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，其中

所述流体管路的至少部分管路贴靠在所述内胆的外侧表面。