CN107702413B - 一种换热装置及设有该换热装置的制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种换热装置及设有该换热装置的制冷设备。本发明提供的换热装置，包括换热本体，换热本体的上端设有低温区安装位，下端设有高温区安装位；换热本体内设有制冷剂，在热交换循环中，制冷剂吸收高温区的热能后蒸发并上升至换热本体的顶端，蒸发后的制冷剂气体从低温区吸收冷量后冷凝并回流至换热本体的底端，重新吸收高温区的热能；本申请提供的换热装置，可通过设定换热本体的换热面积和制冷剂充注量，来稳定高温区及低温区的要求温度。结构简单，无需对高温区额外设置压缩机，生产、安装成本低且系统能耗低；本申请提供的换热装置为封闭式的制冷剂循环流路，高温区与低温区不连通，杜绝了容易串味的问题。
Description
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种换热装置及设有该换热装置的制冷设备。
背景技术
现有的制冷设备，特别是冰箱，一种通过冷冻蒸发器直接向冷藏箱通过风扇和风道引进冷量，致使冷藏室降温；另外一种就是通过串联冷藏蒸发器致使冷藏室降温。若采用第一种结构，则冷藏箱和冷冻箱胆内连通，容易串味，并且造成冷藏室水分流失，不保湿；若采用第二种结构，冷藏室由单独冷藏蒸发器控制，管路设计复杂，系统控制压缩机频繁启动和温度不能精确控温，并且系统能耗比较大，管路焊接点多，泄露风险大，安装和生产成本也高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的第一目的是：提供一种结构简单、设计合理、生产成本低、导热效果好且能有效降低系统能耗的换热装置，以解决现有的制冷结构存在容易串味、管路设计复杂、能耗比较大及安装和生产成本高的问题。
本发明的第二目的是：提供一种结构简单、设计合理、生产成本低、导热效果好且能有效降低系统能耗的制冷设备，以解决现有的制冷结构存在容易串味、管路设计复杂、能耗比较大及安装和生产成本高的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种换热装置，包括换热本体，所述换热本体的上端设有低温区安装位，下端设有高温区安装位；所述换热本体内设有制冷剂，在热交换循环中，所述制冷剂吸收所述高温区的热能后蒸发并上升至所述换热本体的顶端，蒸发后的制冷剂气体从所述低温区吸收冷量后冷凝并回流至所述换热本体的底端，重新吸收所述高温区的热能。
优选的，所述换热本体的纵剖面形状为阶梯型或倒置的L型或类弓字型。
优选的，所述换热本体采用横截面为扁平管结构的换热管制成。
优选的，所述换热管采用铝材质制成。
本发明还提供了一种制冷设备，包括壳体及所述的换热装置，所述壳体内设有第一温区，所述换热装置的高温区安装位与所述第一温区连接；所述换热装置的低温区安装位与第二温区连接，所述第二温区的温度低于所述第一温区的温度；所述第二温区设于所述壳体外或设于所述壳体内且位于所述第一温区的上方。
优选的，所述制冷设备为冰箱或冰柜。
优选的，当所述制冷设备为冰箱时，所述第一温区为冷藏箱胆，所述第二温区为冷冻箱胆，所述换热装置的低温区安装位与所述冷冻箱胆紧贴，所述换热装置的高温区安装位与所述冷藏箱胆紧贴。
进一步优选的，所述冰箱还包括设于所述冷冻箱胆内的冷冻蒸发器，所述换热装置的低温区安装位与所述冷冻蒸发器的表面紧贴。
优选的，所述冷藏箱胆通过粘胶或铝箔与所述换热装置的高温区安装位固定连接；所述冷冻蒸发器缠绕在所述换热装置的低温区安装位后通过铝箔固定连接。
进一步优选的，所述冰箱还包括制冷回路，所述制冷回路包括依序连接的压缩机、冷凝器、防凝露管、干燥过滤器、毛细管、所述冷冻蒸发器及回气换热段。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供了一种换热装置，包括换热本体，换热本体的上端设有低温区安装位，下端设有高温区安装位；换热本体内设有制冷剂，在热交换循环中，制冷剂吸收高温区的热能后蒸发并上升至换热本体的顶端，蒸发后的制冷剂气体从低温区吸收冷量后冷凝并回流至换热本体的底端，重新吸收高温区的热能。采用本申请提供的换热装置，通过将其上端设置的低温区安装位与低温区连接，并将其下端设置的高温区安装位与高温区连接，换热装置从高温区吸热，使换热本体内的制冷剂蒸发，而蒸发的制冷剂气体在换热本体内上升顶端，从低温区换热吸收冷量，致使换热本体内的制冷剂冷凝，使之冷凝回流至换热本体的底端，重新吸收高温区内的热量，使高温区内温度降低，循环蒸发冷凝，使高温区及低温区的温度达到平衡，导热效果好，并可通过设定换热本体的换热面积和制冷剂充注量，来稳定高温区及低温区的要求温度。本申请提供的换热装置，结构简单，设计合理，无需对高温区额外设置压缩机，有效降低了系统能耗，同时也降低了生产及安装成本；另外，本申请提供的换热装置为封闭式的制冷剂循环流路结构，高温区与低温区不连通，有效杜绝了容易串味的问题。
附图说明
图1是本发明实施例的换热装置应用于冰箱时的制冷回路的结构示意图；
图2是本发明实施例的换热装置应用于冰箱时的结构示意图。
图中：1：压缩机；2：冷凝器；3：防凝露管；4：干燥过滤器；5：毛细管；6：冷冻箱胆；7：换热装置；8：冷冻蒸发器；9：冷藏箱胆；10：回气换热段。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
一方面，本发明实施例提供了一种换热装置，包括换热本体，换热本体的上端设有低温区安装位，下端设有高温区安装位；换热本体内设有制冷剂，在热交换循环中，制冷剂吸收高温区的热能后蒸发并上升至换热本体的顶端，蒸发后的制冷剂气体从低温区吸收冷量后冷凝并回流至换热本体的底端，重新吸收高温区的热能。采用上述换热装置，结构简单，设计合理，也无需对高温区额外设置压缩机制冷，有效降低了系统能耗，同时也降低了生产及安装成本；另外，本申请提供的换热装置为封闭式的制冷剂循环流路结构，高温区与低温区不连通，有效杜绝了容易串味的问题。
具体地，采用本申请提供的换热装置，通过将其上端设置的低温区安装位与低温区连接，并将其下端设置的高温区安装位与高温区连接，换热装置从高温区吸热，使换热本体内的制冷剂蒸发，而蒸发的制冷剂气体在换热本体内上升顶端，从低温区换热吸收冷量，致使换热本体内的制冷剂冷凝，使之冷凝回流至换热本体的底端，重新吸收高温区内的热量，使高温区内温度降低，循环蒸发冷凝，由此，低温区作为高温区的冷源，最终使得高温区与低温区的温度达到平衡。
特别的，为合理调节高温区的温度，可通过设定换热本体分别与低温区及高温区的换热面积和通过设定设在换热本体内的制冷剂充注量，借此，以稳定及平衡高温区与低温区的要求温度。
优选的，换热本体的纵剖面形状为阶梯型或倒置的L型或类弓字型。特别的，换热本体的结构形状不局限于上述阶梯型、倒置的L型及类弓字型，只需满足换热本体具有上、下端，且上、下端分别设有与低温区及高温区进行热交换的区域，以便于制冷剂在换热本体内循环蒸发冷凝，实现低温区为高温区提供冷量来源的有益效果。
在本实施例中，换热本体的纵剖面形状为倒置的L型，结构简单，生产工艺简便，有效降低了生产成本，经济性好；同时，采用倒置的L型结构的换热装置，结构简单且占用空间小，便于后续在制冷设备中的安装，且也利于系统能耗的进一步降低。
优选的，换热本体采用横截面为扁平管结构的换热管制成。
在本实施例中，换热装置采用扁平管结构的换热管，一方面使得换热本体内的制冷剂与换热管的内表面的接触面积增大，另一方面使得换热装置在与高温区或低温区接触时具有更大的接触面积，进而使得制冷剂具有更大的导热量，传热效果更好，以获得更高的换热效率。
除上述之外，换热本体也可采用圆形或方形或其它形状的换热管制成，具体换热本体可根据实际实施条件来选择合理的换热管形状。
优选的，换热管采用铝材质制成。
在本实施例中，换热管采用铝制换热管，具有较优的耐腐蚀性，有效降低了制冷剂的泄露可能性，提高了系统的可靠性，且导热效果好，便于低温区能有效为高温区提供稳定的冷源。
除上述之外，换热管还可采用镀锌钢管，具体可根据实际需要来选择适宜的换热管类型。
另一方面，本发明还提供了一种制冷设备，包括壳体及上述技术方案中的换热装置，壳体内设有第一温区，换热装置的高温区安装位与第一温区连接；换热装置的低温区安装位与第二温区连接，第二温区的温度低于第一温区的温度；第二温区设于壳体外或设于壳体内且位于第一温区的上方。
方案一：本申请提供的制冷设备，当壳体内设有第一温区和第二温区时，第二温区设于第一温区的上方，其中，第二温区的温度低于第一温区的温度；如此，在进行热交换时，换热装置从第一温区吸热，使换热本体内的制冷剂蒸发，而蒸发的制冷剂气体在换热本体内上升顶端，从第二温区换热吸收冷量，致使换热本体内的制冷剂冷凝，使之冷凝回流至换热本体的底端，重新吸收第一温区内的热量，使第一温区内温度降低，循环蒸发冷凝，由此，第二温区作为第一温区的冷源，最终使得第一温区与第二温区的温度达到平衡。
方案二：本申请提供的制冷设备，当壳体内仅设有第一温区时，第二温区设于壳体外，其中，第二温区的温度低于第一温区的温度；优选的，第二温区为外界自然冷源，也可以是设于壳体外的低于第一温区温度的结构。热交换的形式与方案一中的类似，为避免重复，不再赘述。
需额外说明的是，本发明提供的制冷设备，因设置有上述技术方案中的换热装置，因而具备上述技术方案的全部有益效果，为避免重复，不再赘述。
优选的，制冷设备为冰箱或冰柜，具体可根据实际需要，选择适宜的制冷设备的类型。
在本实施例中，为便于表述，将换热装置应用于冰箱为例，加以详细说明，具体地：
如图1至图2所示，当制冷设备为冰箱时，第一温区为冷藏箱胆9，第二温区为冷冻箱胆6，换热装置7的低温区安装位与冷冻箱胆6紧贴，换热装置7的高温区安装位与冷藏箱胆9紧贴。换热装置7从冷藏箱胆9吸热，使换热本体内制冷剂蒸发吸热，降低冷藏箱胆9内的温度，而蒸发的制冷剂气体在换热本体内上升顶端，从冷冻箱胆6上换热吸收冷量，致使换热本体内换热制冷剂冷凝，使之冷凝回流至换热本体底端，重新吸收冷藏箱胆9内的热量，使冷藏箱胆9内温度降低，循环蒸发冷凝，使冰箱冷藏、冷冻系统达到平衡；结构简单，设计合理且导热效果好，且本申请提供的换热装置7，为一个封闭式的制冷剂循环流路结构，冷藏箱胆9与冷冻箱胆6不连通，有效杜绝了冰箱间容易串味的问题。
进一步地，可通过设定换热本体装置的换热面积和换热制冷剂充注量，来稳定冷藏、冷冻箱内系统要求温度。
进一步优选的，冰箱还包括设于冷冻箱胆6内的冷冻蒸发器8，换热装置7的低温区安装位与冷冻蒸发器8的表面紧贴。其中，将换热装置7的低温区安装位与冷冻蒸发器8的表面紧贴，一方面以能进一步地提高冷藏室的制冷效果，另一方面，便于换热装置7的安装，以尽可能的降低占用冰箱内部的存储空间，保证冰箱的使用存储容积。
优选的，冷藏箱胆9通过粘胶或铝箔与换热装置7的高温区安装位固定连接，结构简单且固定效果好；冷冻蒸发器8缠绕在换热装置7的低温区安装位后通过铝箔固定连接，能有效保证接触面积及结构稳定性。
在本实施中，冷藏箱胆9通过粘胶的方式与换热装置7的高温区安装位固定连接，结构简单，安装简便且能有效保证固定结构的稳定性，也保证了换热传递的效率。冷冻蒸发器8缠绕在换热装置7的低温区安装位后通过铝箔固定连接，保证换热装置7的低温区与冷冻蒸发器8接触面积的合理分布和结构连接稳定性，进而保证冰箱的制冷效果。
进一步优选的，冰箱还包括制冷回路，制冷回路包括依序连接的压缩机1、冷凝器2、防凝露管3、干燥过滤器4、毛细管5、冷冻蒸发器8及回气换热段10。通过上述制冷回路为冷冻室制冷，冷冻室通过换热装置7将其多余和一定少量的冷量来稳定降低冷藏室的温度，进而以减少冰箱的能耗。
特别的，采用包括上述换热装置7的冰箱，并将高效导热的换热装置7安装在冰箱的冷冻室与冷藏室的箱胆之间，通过换热本体内的制冷剂循环蒸发冷凝来换热制冷冷藏箱胆9内的温度，达到冷冻蒸发器8的蒸发冷源最大利用，并使之有一个稳定和均衡的温降系统，节省系统能耗；并且冷冻室与冷藏室的箱胆物理隔绝，避免相互之间的串味和冷藏室的水分流失；同时有效简化了压缩机1制冷的管路系统，提高了压缩机1的使用寿命和冰箱的使用年限，降低冰箱系统的风险点和生产成本，提高冰箱整体效益。
综上所述，本发明提供了一种换热装置，包括换热本体，换热本体的上端设有低温区安装位，下端设有高温区安装位；换热本体内设有制冷剂，在热交换循环中，制冷剂吸收高温区的热能后蒸发并上升至换热本体的顶端，蒸发后的制冷剂气体从低温区吸收冷量后冷凝并回流至换热本体的底端，重新吸收高温区的热能。采用本申请提供的换热装置，通过将其上端设置的低温区安装位与低温区连接，并将其下端设置的高温区安装位与高温区连接，换热装置从高温区吸热，使换热本体内的制冷剂蒸发，而蒸发的制冷剂气体在换热本体内上升顶端，从低温区换热吸收冷量，致使换热本体内的制冷剂冷凝，使之冷凝回流至换热本体的底端，重新吸收高温区内的热量，使高温区内温度降低，循环蒸发冷凝，使高温区及低温区的温度达到平衡，导热效果好，并可通过设定换热本体的换热面积和制冷剂充注量，来稳定高温区及低温区的要求温度。本申请提供的换热装置，结构简单，设计合理，无需对高温区额外设置压缩机，有效降低了系统能耗，同时也降低了生产及安装成本；另外，本申请提供的换热装置为封闭式的制冷剂循环流路结构，高温区与低温区不连通，有效杜绝了容易串味的问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种制冷设备，其特征在于：包括壳体、冷冻蒸发器及换热装置，所述壳体内设有第一温区，所述换热装置的高温区安装位与所述第一温区连接；所述换热装置的低温区安装位与第二温区连接，所述第二温区的温度低于所述第一温区的温度；所述第二温区设于所述壳体外或设于所述壳体内且位于所述第一温区的上方；
所述换热装置包括换热本体，所述换热本体的上端设有低温区安装位，下端设有高温区安装位；所述换热本体内设有制冷剂，在热交换循环中，所述制冷剂吸收所述高温区的热能后蒸发并上升至所述换热本体的顶端，蒸发后的制冷剂气体从所述低温区吸收冷量后冷凝并回流至所述换热本体的底端，重新吸收所述高温区的热能；所述换热本体的纵剖面形状为阶梯型或倒置的L型或类弓字型；所述换热本体采用横截面为扁平管结构的换热管制成；所述换热装置的低温区安装位与所述冷冻蒸发器的表面紧贴；
所述冷冻蒸发器缠绕在所述换热装置的低温区安装位后通过铝箔固定连接。
2.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于：所述制冷设备为冰箱或冰柜。
3.根据权利要求2所述的制冷设备，其特征在于：当所述制冷设备为冰箱时，所述第一温区为冷藏箱胆，所述第二温区为冷冻箱胆，所述换热装置的低温区安装位与所述冷冻箱胆紧贴，所述换热装置的高温区安装位与所述冷藏箱胆紧贴。
4.根据权利要求3所述的制冷设备，其特征在于：所述冷冻蒸发器设于所述冷冻箱胆内。
5.根据权利要求4所述的制冷设备，其特征在于：所述冷藏箱胆通过粘胶或铝箔与所述换热装置的高温区安装位固定连接。
6.根据权利要求4所述的制冷设备，其特征在于：所述冰箱还包括制冷回路，所述制冷回路包括依序连接的压缩机、冷凝器、防凝露管、干燥过滤器、毛细管、所述冷冻蒸发器及回气换热段。
7.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于：所述换热管采用铝材质制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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