CN106679312A - 具有供水功能的冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有供水功能的冰箱，其包括：箱体，其内限定有储物间室；门体，设置于箱体前侧，用于开闭储物间室，并且门体上设置有取水口；制冷系统，利用压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器构成压缩式制冷循环，并配置成向储物间室提供冷量；供水系统，设置于冰箱内部，并且配置成向取水口供水，该供水系统包括：换热器，其配置成利用冷凝器释放出的热量对供向取水口的水进行初步加热。本发明的具有供水功能的冰箱，由于利用制冷系统在向储物间室供应冷量时冷凝器上产生的热量向换热器中的水进行传热，从而利用废热进行水的初步加热，提高了热量的利用效率，减小了加热耗费的电能。

Description

具有供水功能的冰箱

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及具有供水功能的冰箱。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，对冰箱等家用电器的功能要求也越来越高。目前一些高端冰箱还有供应饮用水的功能，例如在冰箱门体上设置取水口，按照用户的需求供应热水或冰水。

现有高端冰箱的门体取热水的结构多为冷藏门体内设置一个带电加热管的热水壶，冷水进入热水箱后，电加热管工作，当热水箱内的温度传感器检测到水温达到设定温度时断掉加热管的电源，停止加热。

热水箱内的热水温度多在85度左右，而冷藏室内温度在2至8度之间，由于受限于门体厚度的因素，热水箱的保温无法做到非常周全，因而热水箱在冷藏室内相当一个恒定热源，所以其会带来两个主要的问题：一方面会造成冷藏室内温度不均，压缩机需要频繁开停制冷，以保证冷藏室内温度，整机能耗过高；另一方面热水箱内水温下降过快，加热管需要频繁加热保持温度恒定。此两项问题都会导致冰箱的整机能耗变高。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种具有供水功能的冰箱。

本发明一个进一步的目的是要使得具有供水功能的冰箱的能耗降低。

本发明另一个进一步的目的是要提高冰箱的制冰速度。

特别地，本发明提供了一种具有供水功能的冰箱，其包括：箱体，其内限定有储物间室；门体，设置于箱体前侧，用于开闭储物间室，并且门体上设置有取水口；制冷系统，利用压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器构成压缩式制冷循环，并配置成向储物间室提供冷量；供水系统，设置于冰箱内部，并且配置成向取水口供水，该供水系统包括：换热器，其配置成利用冷凝器释放出的热量对供向取水口的水进行初步加热。

可选地，供水系统还包括：第一储水箱，其内设置有加热器并与换热器相连，以利用加热器将经过换热器初步加热的水继续加热并储藏。

可选地，箱体底部形成有压缩机舱，用于布置压缩机，并且换热器、第一储水箱、以及冷凝器的至少一部分均设置于压缩机舱内。

可选地，上述冰箱还包括：第一温度传感器，用于感测第一储水箱内的水温，并且加热器在第一储水箱内的水温达到预设的加热温度后，停止进行加热。

可选地，上述冰箱还包括：三通进水阀，三通进水阀的进水口用于连接水源；三通进水阀的第一出水口连接换热器；并且供水系统还包括：第二储水箱，设置于储物间室内，并且连接三通进水阀的第二出水口，以对水进行冷却并储存；以及混水阀，其进水口分别连接第一储水箱和第二储水箱，并且其出水口连接取水口，以按照设定温度将来自于第一储水箱的热水和来自于第二储水箱的冷水进行混合，并供向取水口。

可选地，上述冰箱还包括：过滤器，设置于三通进水阀的进水口处，以对来自于水源的水进行过滤。

可选地，上述冰箱还包括：第二温度传感器，用于感测混水阀的出水水温；并且混水阀，还配置成根据出水水温调节自身进水口的开度，以使出水水温稳定于设定温度。

可选地，上述冰箱还包括：制冰机，连接至换热器，并配置成利用经过换热器初步加热的水进行制冰。

可选地，上述冰箱还包括：制冰供水阀，设置于制冰机以及换热器之间，用于控制向制冰机的供水量。

可选地，上述冰箱还包括：冰水分配器，设置于门体上，冰水分配器的底部形成有取水口以及连通制冰机的取冰口。

本发明的具有供水功能的冰箱，由于利用制冷系统在向储物间室供应冷量时冷凝器上产生的热量向换热器中的水进行传热，从而利用废热进行水的初步加热，提高了热量的利用效率，减小了加热耗费的电能。

进一步地，本发明的具有供水功能的冰箱，将换热器、第一储水箱布置于压缩机舱内，提高了第一储水箱的保温效果，避免加热器频繁启动和长期运行。

进一步地，本发明的具有供水功能的冰箱，可以将初步加热的水直接供向制冰机，充分利用“姆佩巴效应”加快制冰速度，克服了长久时间以来的冷水制冰的技术偏见。

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具有供水功能的冰箱的功能框图；

图2是根据本发明一个实施例的具有供水功能的冰箱的示意性侧面剖视图结构图；

图3是根据本发明一个实施例的具有供水功能的冰箱的示意性正视图；以及

图4是根据本发明一个实施例的具有供水功能的冰箱中水路流向的示意图。

具体实施方式

本实施例提供了具有供水功能的冰箱10，图1是根据本发明一个实施例的具有供水功能的冰箱10的功能框图，图2是根据本发明一个实施例的具有供水功能的冰箱10的示意性侧面剖视图结构图，图3是根据本发明一个实施例的具有供水功能的冰箱10的示意性正视图。如图所示，该具有供水功能的冰箱10包括：箱体110，门体120、制冷系统、供水系统300。

箱体110可以包括箱体外壳、箱体内胆、隔热层及附件，是冰箱10的外层结构，为了隔绝与外界的热传导，在箱体外壳和内胆之间一般设置有隔热层。冰箱10的箱体结构直接影响冰箱本身的耗电量、外观、寿命以及使用性能。箱体110内限定有至少一个前侧敞开的储物间室112，通常为多个，如冷藏室、冷冻室、变温室等等。具体的储物间室112的数量和功能可以根据预先的需求进行配置，在一些实施例中，冷藏室的保藏温度可为2～9℃，或者可为4～7℃；冷冻室的保藏温度可为-22～-14℃，或者可为-20～16℃。冷冻室设置于冷藏室的下方，变温室设置于冷冻室和冷藏室之间。冷冻室内的温度范围一般在-14℃至-22℃。变温室可根据需求进行调整，以储存合适的食物，或者作为保鲜储藏室。

门体120，设置于箱体110前侧，用于开闭储物间室112。门体120可以包括门板、门内胆、磁性门封和手柄及绞链(在采用铰接方式时使用)，门体120可以通过铰接的方式设置箱体110前部的一侧，通过枢转的方式开闭储物间室112，门体120的数量可以与储物间室112的数量匹配，从而可以将储物间室112单独开启。例如可以为冷藏室、冷冻室、变温室分别设置冷藏室门体、冷冻室门体、变温室门体。在一些可选实施例中，门体120也可以采用平开门、对开门、侧滑门、抽拉门等形式。

在本实施例的冰箱10的门体120上，设置有取水口410，该取水口410设置于冰箱门体120向内凹入的凹腔顶部，以供杯体从取水口410取水。在一些可选实施例中，取水口410可以设置于冰水分配器400上，并且取水口410可以通过各种操作机构进行操作，对出水进行开关，并且调节出水量和出水温度。

制冷系统200，利用压缩机210、冷凝器220、节流装置230和蒸发器240构成压缩式制冷循环，并配置成向储物间室112提供冷量。压缩机210是制冷循环的动力，它由电动机拖动而不停地旋转，通过压缩作用提高制冷剂蒸气的压力和温度，创造将制冷剂蒸气的热量向外界环境介质转移的条件。冷凝器220是一个热交换设备，利用环境冷却介质将来自压缩机210的高温高压制冷蒸气的热量带走，使高温高压制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体。节流装置230将高压常温的制冷剂液体通过降压得到低温低压制冷剂，常用的节流装置包括毛细管、节流阀等。蒸发器240也是一个热交换设备，节流后的低温低压制冷剂液体在其内蒸发(沸腾)变为蒸气，吸收被冷却环境中的热量，使温度下降，达到冷冻、冷藏食品的目的。

该冰箱10为家用压缩式直冷冰箱时，蒸发器240可设置于冰箱内胆的后壁面外侧或内侧。当该冰箱10家用压缩式风冷冰箱时，箱体110内还具有蒸发器室，蒸发器室通过风路系统与储物间室112连通，且蒸发器室内设置蒸发器240，出口处设置有风机，以向储物间室112进行循环制冷。由于此类箱体110、门体120、制冷系统200本身是本领域技术人员习知且易于实现的，为了不掩盖和模糊本申请的发明点，后文对箱体110、门体120、制冷系统200本身不做赘述。

供水系统300，设置于冰箱10内部，并且配置成向取水口410供水，其可以使用自来水、外置或内置水箱作为水源302，对水源302的水进行加热、制冷等一系列处理，以实现向用户提供饮用水的功能。该供水系统300包括换热器310。其配置成利用冷凝器220释放出的热量对供向取水口410的水进行初步加热。在现有技术中冷凝器220一般贴靠于箱体外壳，利用箱体外壳向外释放热量。在本实施例中，冷凝器220的部分管路作为换热器310的热源。该换热器310可以采用间壁式换热器，将冷凝器220中的制冷剂通过壁面的导热与水进行换热，其可以采用管壳式、套管式和其他型式的结构。

箱体110底部形成有压缩机舱114，用于布置压缩机210。在本实施例中，可以将换热器310以及冷凝器220的至少一部分均设置于压缩机舱114内。充分利用压缩机舱114的空间，同时保证了换热器310的隔热能力。

换热器310对水进行预热，经过初步加热的水可以送向设置加热器324的第一储水箱320、制冰机350等，以供进行后续处理。图4是根据本发明一个实施例的具有供水功能的冰箱10中水路流向的示意图。

该供水系统300还可以设置有第一储水箱320、第一温度传感器322、三通进水阀306、第二储水箱330、过滤器304、第二温度传感器341，另外该供水系统300还可以根据需要设置水阀、水泵、水位传感器等辅助部件，由于这些辅助部件的作用和结构是本领域技术人员所习知的，在本实施例中不进行详尽说明。

第一储水箱320内设置有加热器324以及第一温度传感器322，以利用加热器324将经过换热器310初步加热的水继续加热并储藏，第一温度传感器322，用于感测第一储水箱320内的水温，并且加热器324在第一储水箱320内的水温达到预设的加热温度后，停止进行加热。第一储水箱320也可以布置于压缩机舱114内。利用压缩机舱114进行第一储水箱320的保温。该加热器324可以使用电磁加热器、红外线加热器、电阻加热器，具体的规格和类型可以根据需求进行设置。第一储水箱320作为供水系统300的热水箱。

三通进水阀306的进水口用于连接水源302，该水源302可以是自来水也可以是冰箱10的内置或者外置水箱；三通进水阀306的第一出水口连接换热器310，三通进水阀306的第二出水口连接第二储水箱330。三通进水阀306可以受控地导通或关闭，从而向第一储水箱320和第二储水箱330进行补水。第二储水箱330可以设置于储物间室112内(一般为冷藏间室或者与冷藏间室相邻的门体120上)，作为冷水箱。

来自水源302的水需要经过过滤器304的过滤，以保证能够达到饮用水的标准。

混水阀340的进水口分别连接第一储水箱320和第二储水箱330，并且其出水口连接取水口410，以按照设定温度将来自于第一储水箱320的热水和来自于第二储水箱330的冷水进行混合，并供向取水口410。第二温度传感器341用于感测混水阀340的出水水温，冰箱10可以在门体120上设置控制按钮等温度设定装置，以用于接收用户的设定温度指令，从而调整混水阀340两个进水口的开度。混水阀340可以根据出水水温调节自身进水口的开度，以使出水水温稳定于设定温度。

上述三通进水阀306和混水阀340可以均使用电磁阀，按照控制信号自动进行开关和开度。

另外，本实施例的冰箱10还可以具有制冰功能。冰箱10还设置有制冰机350，制冰机350通过制冰供水阀352、流量计354连接至换热器310，利用利用经过换热器310初步加热的水进行制冰。制冰供水阀352设置于制冰机350以及换热器310之间，用于控制向制冰机350的供水量。

按照一般的技术认识，认为温度越冷的水制冰速度应该越快，因此在现有的冰箱制冰方案中，一般是利用常温的水或者将常温的水进行冷却后进行制冰，认为这样耗费的制冰电能最少，而且制冰效率最高，然而经过测试，实际上并非如此。本实施例的冰箱10，首次将“姆佩巴现象”应用于冰箱制冰技术中，并进行了实际测试，结果发现来自于换热器310的温度稍高的水的制冰速度确实高于常温的水或者冷却后的水。因此本实施例的冰箱10的制冰用水并非来自于作为冷水箱的第二储水箱330，而是利用经过初步加热的热水进行制冰。姆潘巴现象(Mpemba effect)，又名姆佩姆巴效应，指在同等容器、同等体积、同等冷却环境下，温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象。对于姆佩巴现象，物理学家曾提出几种可能的假设，甚至现有技术中还有人并不认可姆佩巴现象，认为这种效应并不可靠。然而经过发明人的实际测试，来自于换热器310的温度稍高的水的制冰速度确实高于常温的水或者冷却后的水，尽管也没有超出该现象的具体原因，然而并不影响将该技术应用于冰箱制冰中。

制冰供水阀352和流量计354用于控制供向制冰机350的水量。在一些可选实施例中，制冰机350可以包括制冰位，需要准确地向空的制冰位提供精确水量，以避免水溢出或者制冰位注水不满。制冰机350可以设置在冷冻室内，当制冰执行时，控制制冰供水阀352打开，通过流量计354对注入的水进行计量，在注水量达到一定设定量后，制冰供水阀352关闭，在制冰机350切换至下一空的制冰位，重复对制冰供水阀352以及流量计354进行控制，以对下一制冰位注水。

制冰机350可以利用制冰通道将制成的冰块供向门体120上的取冰口420。在一些可选实施例中，取水口410和取冰口420可以相邻设置，例如并排设置。在另一些实施例中，还可以在门体120上设置冰水分配器400。该冰水分配器400的底部形成有取水口410以及连通制冰机350的取冰口420。冰水分配器400可以采用左右排列或者前后排列的方式布置取水口410和取冰口420。

冰水分配器400上设置有出冰开关和出水开关。出水开关用于接收取水指令。当出水开关接收到取水指令时，控制打开取水口410。当出冰开关接收到取冰指令时，控制打开取冰口420。出冰开关和出水开关可以采用按压开关、压舌结构实现。另外冰水分配器400还可以具有水温调节机构，供用户设置取水口410的出水温度，从而控制混水阀340相应改变开度。

本实施的冰箱10的优点至少包括：换热器310和第一储水箱320均设置在压缩机舱114内，保温效果好。换热器310可以吸收冷凝器220的废热将常温水加热至一定温度(例如60度)度，然后在第一储水箱320中。若用户需求的水温低于60度，第一储水箱320上的加热器324不工作，热水直接进混水阀340，与第二储水箱330内的冷水混合至用户所需的温度出水。

若用户需求的水温高于换热器310的出水温度，则第一储水箱320内的加热器324启动，对第一储水箱320内的水加热至较高温度(例如85度或以上)，然后进混水阀340混合至用户所需温度出水。加热器324对经过换热器310初步加热的水进行二次加热所需的电能显然小于直接对水源302的常温水进行加热所需的电能。而且避免了加热器324频繁持续工作，大大降低了能耗。

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 (10)

1.一种具有供水功能的冰箱，包括：

箱体，其内限定有储物间室；

门体，设置于所述箱体前侧，用于开闭所述储物间室，并且所述门体上设置有取水口；

制冷系统，利用压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器构成压缩式制冷循环，并配置成向所述储物间室提供冷量；

供水系统，设置于所述冰箱内部，并且配置成向所述取水口供水，所述供水系统包括：

换热器，其配置成利用所述冷凝器释放出的热量对供向所述取水口的水进行初步加热。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其中所述供水系统还包括：

第一储水箱，其内设置有加热器并与所述换热器相连，以利用所述加热器将经过所述换热器初步加热的水继续加热并储藏。

3.根据权利要求2所述的冰箱，其中

所述箱体底部形成有压缩机舱，用于布置所述压缩机，并且所述换热器、所述第一储水箱、以及所述冷凝器的至少一部分均设置于所述压缩机舱内。

4.根据权利要求2所述的冰箱，还包括：

第一温度传感器，用于感测所述第一储水箱内的水温，并且

所述加热器在所述第一储水箱内的水温达到预设的加热温度后，停止进行加热。

5.根据权利要求2所述的冰箱，还包括：

三通进水阀，所述三通进水阀的进水口用于连接水源；所述三通进水阀的第一出水口连接所述换热器；并且

所述供水系统还包括：

第二储水箱，设置于所述储物间室内，并且连接所述三通进水阀的第二出水口，以对水进行冷却并储存；以及

混水阀，其进水口分别连接所述第一储水箱和所述第二储水箱，并且其出水口连接所述取水口，以按照设定温度将来自于所述第一储水箱的热水和来自于所述第二储水箱的冷水进行混合，并供向所述取水口。

6.根据权利要求5所述的冰箱，还包括：

过滤器，设置于所述三通进水阀的进水口处，以对来自于水源的水进行过滤。

7.根据权利要求5所述的冰箱，还包括：

第二温度传感器，用于感测所述混水阀的出水水温；并且

所述混水阀，还配置成根据所述出水水温调节自身进水口的开度，以使所述出水水温稳定于所述设定温度。

8.根据权利要求1所述的冰箱，还包括：

制冰机，连接至所述换热器，并配置成利用经过所述换热器初步加热的水进行制冰。

9.根据权利要求8所述的冰箱，还包括：

制冰供水阀，设置于所述制冰机以及所述换热器之间，用于控制向所述制冰机的供水量。

10.根据权利要求8所述的冰箱，还包括：

冰水分配器，设置于所述门体上，所述冰水分配器的底部形成有所述取水口以及连通所述制冰机的取冰口。