CN110671859B - 冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冰箱，该冰箱包括：内胆，其至少限定出多个储物间室，多个储物间室包括：冷冻间室以及恒温间室；压缩制冷系统，通过制冷剂压缩循环使其蒸发组件释放冷量，蒸发组件包括：用于向冷冻间室提供冷量的冷冻蒸发部以及用于向恒温间室提供冷量的恒温蒸发部；半导体制冷组件，贴靠设置于恒温间室的外侧，其具有冷端朝向恒温间室的半导体制冷片；导冷管，从恒温蒸发部延伸至半导体制冷组件，用于将恒温蒸发部的至少部分冷量传递至半导体制冷组件；并且压缩制冷系统还包括：制冷剂流路调节装置，用于分配供向冷冻蒸发部以及恒温蒸发部的制冷剂。本方案既可以满足精确控温的要求，又避免了导致半导体制冷片无法正常工作的问题。

Description

冰箱

技术领域

本发明涉及家用电器，特别是涉及一种冰箱。

背景技术

现有技术中的冰箱一般采用压缩制冷循环原理，对内部进行制冷，也即利用压缩机380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，实现冷凝器与蒸发器之间的热量转移。压缩制冷循环的热效率高，但是由于压缩机380不能频繁启停，导致制冷温度波动范围较大，现有冰箱的间室温度波动可能达到±3.5℃，对于使用变频技术的压缩机380，其间室温度波动也在±1℃。然而随着用户的使用要求逐渐提高，对温度波动提出了更高的要求。

另一种冰箱的制冷原理为采用半导体电子制冷。半导体电子制冷又称热电制冷，或者温差电制冷，它是利用“帕尔帖效应”一种制冷方法。这类冰箱被称为半导体制冷冰箱，或者半导体冰箱，其向半导体制冷片通入直流电，在其两端分别形成热端和冷端。借助于自动变压变流控制技术，半导体制冷冰箱可将温差控制在±0.1℃以内。然而半导体制冷冰箱的制冷温度受到环境温度的影响(一般最多不能低于环境温度20度)，限于散热要求，也仅能适用于容积较小的环境。

发明内容

特别地，本发明提供了一种冰箱，该冰箱包括：内胆，其至少限定出多个储物间室，多个储物间室包括：冷冻间室以及恒温间室；压缩制冷系统，通过制冷剂压缩循环使其蒸发组件释放冷量，蒸发组件包括：用于向冷冻间室提供冷量的冷冻蒸发部以及用于向恒温间室提供冷量的恒温蒸发部；半导体制冷组件，贴靠设置于恒温间室的外侧，其具有冷端朝向恒温间室的半导体制冷片；导冷管，从恒温蒸发部延伸至半导体制冷组件，用于将恒温蒸发部的至少部分冷量传递至半导体制冷组件；并且压缩制冷系统还包括：制冷剂流路调节装置，用于分配供向冷冻蒸发部以及恒温蒸发部的制冷剂。

可选地，压缩制冷系统还包括：第一制冷支路和第二制冷支路，其中第一制冷支路中设置有恒温蒸发部，并且第一制冷支路和第二制冷支路的两端分别连接至制冷剂流路调节装置以及冷冻蒸发部。

可选地，多个储物间室还包括：冷藏间室，蒸发组件还包括：用于向冷藏间室提供冷量的冷藏蒸发部，并且压缩制冷系统还包括：设置有冷藏蒸发部的第三制冷支路，第三制冷支路的两端分别连接至制冷剂流路调节装置以及恒温蒸发部。

可选地，冷藏间室、恒温间室、以及冷冻间室沿纵向依次排列；或者恒温间室和冷冻间室横向也可以排列设置于冷藏间室的下部。

可选地，半导体制冷组件包括设置于恒温间室背部的中部的一个或多个制冷部，每个制冷部包括：传热基座，其一侧贴靠于恒温间室背部，其相背于内胆的另一侧开设有用于安装半导体制冷片的安装腔。

可选地，制冷部为两个，在恒温间室的背部纵向间隔设置，并且半导体制冷组件还包括：连接部，连接于两个制冷部的传热基座之间，用于在两个制冷部的传热基座之间进行热传导。

可选地，上述冰箱还包括：蓄冷块，其内部穿设有恒温蒸发部的至少部分蒸发管；并且导冷管的两端分别伸入蓄冷块以及一个制冷部的传热基座内。

可选地，蓄冷块安装于恒温间室顶部靠近背部边缘的位置，并且该蓄冷块包括：叠放的第一蓄冷板以及第二蓄冷板，并且第一蓄冷板以及第二蓄冷板相对的面上开设有与导冷管端部以及蒸发管形状相符的凹槽，以供安装导冷管以及蒸发管。

可选地，上述冰箱还包括：制冷管，从传热基座向恒温间室的两侧延伸，以扩大半导体制冷片传冷面积。

可选地，制冷管包括：第一区段，从传热基座伸出并贴靠于恒温间室的背部向两侧延伸；以及第二区段，从第一区段的末端弯折延伸至恒温间室的侧壁，从而将冷量传导至恒温间室的侧壁。

本发明的冰箱，同时设置了压缩制冷系统以及半导体制冷组件，共同向恒温间室供冷。在环境温度较低的情况下，优先采用半导体制冷组件进行制冷。在环境温度较高，无法满足半导体制冷片的工作条件时，利用压缩制冷系统将恒温间室的温度制冷至预设的目标温度范围内，然后利用半导体制冷组件使恒温间室的温度稳定，既可以满足精确控温的要求，又避免了环境温度导致半导体制冷片无法正常工作的问题。

进一步地，本发明的冰箱，为了解决同时布置压缩制冷系统以及半导体制冷组件导致的占用空间大的问题，通过导冷管将压缩制冷系统中蒸发管的冷量传递至半导体制冷组件，利用与半导体制冷组件连接的制冷管将导冷管传递的冷量和/或半导体制冷片产生的冷量传导至内胆，以向储物间室供冷。相比于设置两套冷量传导装置的方案，大大节省了制冷系统占用的空间。

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冰箱的外形示意图；

图2是根据本发明一个实施例的冰箱的间室布局示意图；

图3是根据本发明另一实施例的冰箱的间室布局示意图；

图4是根据本发明一个实施例的冰箱中的恒温间室的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的冰箱中蓄冷块的结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的冰箱的制冷系统的示意框图；以及

图7是根据本发明另一实施例的冰箱的制冷系统的原理示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的冰箱10的外形示意图。该冰箱10一般性地可以包括箱体120、门体110。在本发明实施例的描述中，涉及方位的描述以用户正常使用冰箱的状态为准，例如指示方位的“前”指的是设置有冰箱设置有门体110并朝向用户的一侧，“下”指冰箱布置后朝向地面的方向。

箱体120内限定有多个前侧敞开的储物间室，按照功能可分为冷藏间室132、冷冻间室133、恒温间室131等。这些储物间室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，冷藏间室132的保藏温度可为2～9℃，或者可为4～7℃；冷冻间室133的保藏温度可为-22～-14℃，或者可为-20～16℃。恒温间室131的温度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，例如可以将温度范围设置为0～5℃。

箱体120包括外壳、内胆、隔热层等。门体110设置于箱体120的前侧，用于开闭储物间室。例如门体110可以通过铰接的方式设置箱体120前部的一侧，通过枢转或其他的方式开闭储物间室，门体110的数量可以与储物间室的数量匹配，从而可以将储物间室逐一单独开启。

在本实施中，可以将储物间室中的一个作为恒温间室131，同时设置压缩制冷系统300以及半导体制冷组件450，根据环境温度选择相应的制冷方式，精确控制恒温间室131的温度。

图2是根据本发明一个实施例的冰箱10的间室布局示意图。冷藏间室132、恒温间室131、以及冷冻间室133可以沿纵向依次排列，也即冷藏间室132位于最上方、恒温间室131位于中部、冷冻间室133位于下部。

图3是根据本发明另一实施例的冰箱10的间室布局示意图，在该实施例中，恒温间室131和冷冻间室133横向也可以排列设置于冷藏间室132的下部，也即冷藏间室132位于最上方、恒温间室131与冷冻间室133分别左右设置于位于下部。冷藏间室132、恒温间室131、冷冻间室133还可以具有其他布置结构。

图4是根据本发明一个实施例的冰箱10中的恒温间室131的示意图，半导体制冷组件450可以设置于恒温间室131的内胆外侧，其具有冷端朝向恒温间室131的半导体制冷片222。半导体制冷组件450的安装位置可以选择在便于向内胆释放冷量的位置，例如可以设置于恒温间室131的后侧的中央。

考虑到同时布置压缩制冷系统300和半导体制冷组件450，导致用于制冷的空间较大，因此本实施例的冰箱10还对结构进行了进一步改进，利用蓄冷块330、导冷管340、制冷管210等进行散热。

半导体制冷组件450可以包括设置于恒温间室131背部的中部的一个或多个制冷部220。每个制冷部220可以包括：传热基座221以及安装于传热基座221上的半导体制冷片222。传热基座221的一侧贴靠于储物间室背部，其相背于内胆的另一侧开设有用于安装半导体制冷片222的安装腔。如图4所示，在设置一个制冷部220的情况下，制冷部220可以设置于储物间室后背的中央。

在一些实施例中，制冷部220也可以为两个或更多。多个制冷部220在恒温间室131的背部纵向间隔设置。半导体制冷组件450利用连接部230连接于制冷部220的传热基座221之间，用于在两个制冷部220的传热基座221之间进行热传导。连接部230也可以为插入传热基座221的微槽平板热管。导冷部可以连接至制冷部220中的一个(例如靠上的一个)，然后利用连接部230进行热传导。

半导体制冷组件450向外伸出一根或多根制冷管210，利用制冷管210扩展的传冷面积。制冷管210与半导体制冷组件450相连并贴靠设置于内胆的外侧，从而将导冷管340传递的冷量和/或半导体制冷片222产生的冷量传导至内胆，以向恒温间室131供冷。

每个制冷部220可以具有向外延伸的一根或多根制冷管210。每根制冷管210可以包括：位于恒温间室131背部的第一区段和位于恒温间室131侧壁的第二区段。其中第一区段从传热基座221伸出并贴靠于恒温间室131的背部向两侧延伸，以在背部进行制冷；第二区段从第一区段的末端弯折延伸至位于恒温间室131的两侧，从而将冷量传导至恒温间室131的两侧，一方面扩大了制冷面积，提高了热效率；另一方面也使得恒温间室131的内部温度更加均衡。

制冷管210可以选用为微槽平板热管，并使其一面贴靠于恒温间室131的内胆，从而传导冷量。微槽平板热管是一种利用微小空间内毛细驱动工质蒸发，冷凝相变来实现传热的高效传热器件，主要由密闭容器、毛细结构和工作介质组成，具有结构紧凑、导热性高、恒温性好等基本特性。

本实施例的冰箱10还可以包括：蓄冷块330。蓄冷块330的内部穿设有恒温蒸发部351的至少部分蒸发管；并且导冷管340的两端分别伸入蓄冷块330以及一个制冷部220的传热基座221内。例如在蓄冷块330内可以穿设有用于为恒温间室131制冷的恒温蒸发部351的全部或者大部分蒸发管，又例如蒸发管还可以一部分设置于蓄冷块330的外部，直接与内胆接触传冷。

图5是根据本发明一个实施例的冰箱10中蓄冷块的结构示意图，蓄冷块330可以安装于恒温间室131顶部靠近背部边缘的位置，并且蓄冷块330包括：叠放的第一蓄冷板331以及第二蓄冷板332，并且第一蓄冷板331以及第二蓄冷板332相对的面上开设有与导冷管340端部以及蒸发管形状相符的凹槽，以供安装导冷管340以及蒸发管。蒸发管可以在蓄冷块330内部蛇形弯折延伸。在一些实施例中，第一蓄冷板331以及第二蓄冷板332可以为铝板或者其他导热性良好的材料制成。

蓄冷块330至半导体制冷组件450之间设置有导冷管340。该导冷管340从蓄冷块330延伸至半导体制冷组件450，用于将蓄冷块330的冷量传递至半导体制冷组件450。导冷管340可以为微槽平板热管，其两端分别伸入蓄冷块330以及半导体制冷组件450中制冷部220的传热基座221。

蓄冷块330可以安装于恒温间室131顶部靠近背部边缘的位置，导冷管340沿内胆的外侧弯折延伸至半导体制冷组件450。半导体制冷组件450布置两个制冷部220的情况下，导冷管340可以连接至靠上的一个制冷部220的传热基座221内。

本实施例的冰箱10，为了解决同时布置压缩制冷系统300以及半导体制冷组件450导致的占用空间大的问题，通过导冷管340将压缩制冷系统300中恒温蒸发部351的冷量传递至半导体制冷组件450，利用与半导体制冷组件450连接的制冷管210将导冷管340传递的冷量和/或半导体制冷片222产生的冷量传导至内胆，以向恒温间室131供冷。相比于设置两套冷量传导装置的方案，大大节省了制冷系统占用的空间。

图6是根据本发明一个实施例的冰箱10的制冷系统的示意框图，图7是根据本发明另一实施例的冰箱10的制冷系统的原理示意图。

压缩制冷系统300通过制冷剂压缩循环使其蒸发组件350释放冷量。压缩制冷系统300一般具有四大部件，也即压缩机380、冷凝部320、节流装置360和蒸发组件350，由蒸发组件350直接或间接地向储物间室内提供冷量。其工作原理为：压缩机380作为制冷循环的动力，由电动机拖动而不停地旋转，抽出蒸发组件350内蒸气，并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，也即将低温低压制冷剂蒸气压缩至高温高压状态。

冷凝部320是一个热交换设备，利用环境冷却制冷剂，将来自压缩机380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。

高压常温的制冷剂液体通过节流装置360，得到低温低压制冷剂，再送入蒸发组件350内吸热蒸发。根据饱和压力与饱和温度的对应原理，降低制冷剂液体的压力，可以降低制冷剂液体的温度。

蒸发组件350作为另一个热交换设备，节流后的低温低压制冷剂液体在其内蒸发(沸腾)变为蒸气，吸收周围热量，使周围温度下降，达到制冷的目的。在本实施例中，蒸发组件350包括冷冻蒸发部353、恒温蒸发部351、冷藏蒸发部352。

压缩制冷系统300进一步还设置有制冷剂流路调节装置370，用于分配供向冷冻蒸发部353以及恒温蒸发部351的制冷剂。

压缩制冷系统300还可以包括：第一制冷支路311和第二制冷支路314，其中第一制冷支路311中设置有恒温蒸发部351，并且第一制冷支路311和第二制冷支路314的两端分别连接至制冷剂流路调节装置370以及冷冻蒸发部353。

在设置有冷藏间室132的情况下，压缩制冷系统300中的蒸发组件350还可以包括：用于向冷藏间室132提供冷量的冷藏蒸发部352，并且压缩制冷系统300进一步增加设置有冷藏蒸发部352的第三制冷支路312，第三制冷支路312的两端分别连接至制冷剂流路调节装置370以及恒温蒸发部351。

制冷剂流路调节装置370分别连接至第一制冷支路311、第二制冷支路314、第三制冷支路312，从而调节冷藏蒸发部352、恒温蒸发部351、冷冻蒸发部353的制冷状态。

冰箱10还可以设置有环境温度检测装置、多个间室内部温度检测装置、控制器等。其中环境温度检测装置用于配置成测量冰箱10周围的工作环境温度；间室内部温度检测装置可以分别用于测量用于测量冷藏间室132、恒温间室131、冷冻间室133的内部温度。控制器根据环境温度以及各间室的内部温度进行制冷控制，并相应控制压缩制冷系统300。

压缩制冷系统300可以在冷冻间室133需要制冷时，启动使制冷剂供向冷冻蒸发部353，如果同时冷藏室间室需要制冷，可以使制冷剂通过第三制冷支路312后在经过冷冻蒸发部353；如果冷藏间室132不需要制冷时，可以使制冷剂通过第二制冷支路314后在经过冷冻蒸发部353。

如果恒温间室131也需要制冷时，半导体制冷片222可以根据恒温间室131内部启停，以保证储物温度稳定。当环境温度低时，半导体制冷片222允许单独开启，可不需压缩制冷系统300的辅助；而当环境温度高的时候，需要压缩制冷系统300的辅助冷量传递，仍可实现0～5℃的冷藏温度区间，且可以保证精确控温的效果。

由于半导体制冷片222采用帕尔贴效应的热电制冷技术进行制冷，半导体制冷片222分为冷端和热端，冷端负责对恒温间室131降温，热端需将产生的热量散发出去，热端温度越低则冷端的温度越低，因此半导体制冷片222受环境温度影响，环境温度越高，热端的热量散热越困难，使得热端温度升高，制冷量下降，导致采用半导体制冷的恒温间室131制冷量不足，在环境温度高时，制冷量达不到要求，无法将储物温度降到设定温度。

例如当恒温间室131的设定温度设置为5℃时，当恒温间室131需要启动制冷时，测量环境温度高于5℃，可以首先由压缩制冷系统300启动，并使制冷剂首先流经第一制冷支路311，使得恒温蒸发部351制冷，将恒温间室131的温度制冷至10℃左右，然后启动半导体制冷组件450，使恒温间室131温度下降到5℃，并通过改变电流大小改变半导体制冷片222的制冷量，使得恒温间室131的内部温度稳定在5℃。

制冷剂无论流经第一制冷支路311、第二制冷支路314或者第三制冷支路312，最终均在流经冷冻蒸发部353后回到压缩机380，完成制冷循环，保证冷冻间室133的制冷温度。

制冷剂流路调节装置370可以为一组电磁阀组合或者多路输出的电磁阀。第一制冷支路311、第二制冷支路314、第三制冷支路312内部分别设置有节流元件(例如电磁阀或者毛细管)。

另外压缩制冷系统300中还可以设置有干燥过滤器322、防凝露管321，干燥过滤器322用于对制冷剂进行干燥，防凝露管321作为冷凝部件的一部分，可以设置在于门体110接触的箱体120部分上，以防止出现凝露。

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 (7)

1.一种冰箱，包括：

内胆，其至少限定出多个储物间室，多个所述储物间室包括：冷冻间室以及恒温间室；

压缩制冷系统，通过制冷剂压缩循环使其蒸发组件释放冷量，所述蒸发组件包括：用于向所述冷冻间室提供冷量的冷冻蒸发部以及用于向所述恒温间室提供冷量的恒温蒸发部；

半导体制冷组件，贴靠设置于所述恒温间室的外侧，其具有冷端朝向所述恒温间室的半导体制冷片；

导冷管，从所述恒温蒸发部延伸至所述半导体制冷组件，用于将所述恒温蒸发部的至少部分冷量传递至所述半导体制冷组件；并且

所述压缩制冷系统还包括：制冷剂流路调节装置，用于分配供向所述冷冻蒸发部以及所述恒温蒸发部的制冷剂；

其中所述压缩制冷系统还包括：

第一制冷支路和第二制冷支路，其中所述第一制冷支路中设置有所述恒温蒸发部，并且所述第一制冷支路和第二制冷支路的两端分别连接至所述制冷剂流路调节装置以及所述冷冻蒸发部；

所述半导体制冷组件包括设置于所述恒温间室背部的中部的一个或多个制冷部，每个所述制冷部包括：

传热基座，其一侧贴靠于所述恒温间室背部，其相背于所述内胆的另一侧开设有用于安装所述半导体制冷片的安装腔；

其中，所述制冷部为两个，在所述恒温间室的背部纵向间隔设置，并且所述半导体制冷组件还包括：

连接部，连接于两个所述制冷部的传热基座之间，用于在两个所述制冷部的传热基座之间进行热传导；

其中，所述导冷管将所述压缩制冷系统中所述恒温蒸发部的冷量通过所述传热基座传递至所述半导体制冷组件的冷端，利用与所述半导体制冷组件连接的制冷管将所述导冷管传递的冷量和/或所述半导体制冷片产生的冷量传导至所述内胆，以向所述恒温间室供冷。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其中

多个所述储物间室还包括：冷藏间室，所述蒸发组件还包括：用于向所述冷藏间室提供冷量的冷藏蒸发部，并且

所述压缩制冷系统还包括：设置有所述冷藏蒸发部的第三制冷支路，第三制冷支路的两端分别连接至所述制冷剂流路调节装置以及所述恒温蒸发部。

3.根据权利要求2所述的冰箱，其中

所述冷藏间室、所述恒温间室、以及所述冷冻间室沿纵向依次排列；或者

所述恒温间室和所述冷冻间室横向排列设置于所述冷藏间室的下部。

4.根据权利要求3所述的冰箱，还包括：

蓄冷块，其内部穿设有所述恒温蒸发部的至少部分蒸发管；并且

所述导冷管的两端分别伸入所述蓄冷块以及一个所述制冷部的传热基座内。

5.根据权利要求4所述的冰箱，其中

所述蓄冷块安装于所述恒温间室顶部靠近背部边缘的位置，并且包括：

叠放的第一蓄冷板以及第二蓄冷板，并且所述第一蓄冷板以及所述第二蓄冷板相对的面上开设有与所述导冷管端部以及所述蒸发管形状相符的凹槽，以供安装所述导冷管以及所述蒸发管。

6.根据权利要求4所述的冰箱，其中

所述制冷管，从所述传热基座向所述恒温间室的两侧延伸，以扩大所述半导体制冷片传冷面积。

7.根据权利要求6所述的冰箱，所述制冷管包括：

第一区段，从所述传热基座伸出并贴靠于所述恒温间室的背部向两侧延伸；以及

第二区段，从所述第一区段的末端弯折延伸至所述恒温间室的侧壁，从而将冷量传导至所述恒温间室的侧壁。

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