CN110849040A - 冰箱的换热器组件及具有该换热器组件的冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰箱的换热器组件，包括：冷源部，其用于产生冷量；换热部，与所述冷源部间隔设置，用于与周围空气进行热交换；传热部，设置在所述冷源部与所述换热部之间，并配置成闭合或者断开所述冷源部与所述换热部之间的连接；以及加热部，与所述换热部对应设置，并配置成向所述换热部提供化霜所需的热量；其中，所述传热部在所述加热部启动时断开所述冷源部与所述换热部之间的连接。本发明的换热器组件在化霜时的热量利用效率高且安全性高。本发明还公开了一种具有该换热器组件的冰箱。

Description

冰箱的换热器组件及具有该换热器组件的冰箱

技术领域

本发明涉及冷藏冷冻储物领域，特别是涉及一种冰箱的换热器组件及具有该换热器组件的冰箱。

背景技术

冰箱是保持恒定低温的一种制冷设备，也是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用产品。目前，对于风冷式冰箱来说，普遍采用的是翅片管式蒸发器。在制冷过程中，由于翅片管式蒸发器的表面与被冷却气流之间存在较大的温差，导致被冷却气流中携带的水分子会在低温的翅片管式蒸发器表面凝华结霜，严重时整个翅片管式蒸发器都会被一层霜包覆，减少了翅片与空气之间的有效换热面积，降低了换热效率。为保证系统的正常运行，需要定期停止冰箱的压缩机来对翅片管式蒸发器进行化霜。现有的化霜技术是对整个蒸发器进行非接触化霜或接触式化霜，各自存在一些优缺点：非接触式化霜的安全性较高，但具有热量利用率低，储物间室温度波动大，保鲜效果易受影响的缺点；而接触式化霜的热量利用率高，但由于对制冷剂也有作用，存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种冰箱的换热器组件，针对现有方案在能耗、储物间室温度波动、安全方面的不足，通过改进使该换热器组件既具有接触式化霜的高热量利用率，又具有非接触式化霜的高安全性。

本发明另一个目的是提供一种具有上述换热器组件的冰箱。

一方面，本发明提供以下技术方案：

一种冰箱的换热器组件，包括：

冷源部，其用于产生冷量；

换热部，与冷源部间隔设置，用于与周围空气进行热交换；

传热部，设置在冷源部与换热部之间，并配置成闭合或者断开冷源部与换热部之间的连接；以及

加热部，与换热部对应设置，并配置成向换热部提供化霜所需的热量；

其中，传热部在加热部启动时断开冷源部与换热部之间的连接。

可选地，传热部通过发生运动和/或形变来闭合或者断开冷源部与换热部之间的连接。

可选地，传热部包括第一传热板、第二传热板和转轴；

第一传热板固定在冷源部上；

第二传热板经转轴与第一传热板连接，通过旋转第二传热板使其与换热部接触或者不接触，从而使得闭合或者断开冷源部与换热部之间的连接。

可选地，传热部包括传热板和齿轮驱动机构；

传热板的一端与冷源部保持接触；

传热板受齿轮驱动机构驱动进行左右移动，使传热板的另一端与换热部接触或者不接触，从而使得闭合或者断开冷源部与换热部之间的连接。

可选地，传热部为双金属片，具有主动层和被动层；

双金属片的一端固定在冷源部上；

双金属片的另一端通过形变来与换热部接触或者不接触，从而使得闭合或者断开冷源部与换热部之间的连接。

可选地，传热部包括传热板和平移驱动机构；

传热板受平移驱动机构驱动进行上下移动或者前后移动，使传热板与冷源部和换热部同时接触或者同时不接触，从而使得闭合或者断开冷源部与换热部之间的连接。

可选地，冷源部为螺旋弹簧形状或者盘簧形状的制冷剂管；

换热部为换热板。

可选地，换热板上还设置有一组或者多组翅片组成的翅片组，配置成与周围空气进行热交换。

可选地，加热部为加热管；

在翅片上设置有通孔；

加热管穿过翅片的通孔与翅片组固定连接成一个整体。

另一方面，本发明提供以下技术方案：

一种冰箱，具有前述换热器组件。

本发明的换热器组件及具有其的冰箱由于是将冷源部与换热部间隔设置，在化霜时加热部仅对换热部提供热量，使化霜时的热量利用效率高，且换热部的结霜分布更均匀，化霜更好控制，并且由于加热部对制冷剂没有影响，安全性高，既具有接触式化霜的高热量利用率，又具有非接触式化霜的高安全性。

进一步地，使用是螺旋弹簧形状或者盘簧形状的制冷剂管作为冷源部，配合板式形状传热部，使冷源部和换热部之间的传热效率高。

进一步地，换热部为带有翅片组的换热板时，翅片与换热部接触的一侧做弯折处理，使翅片组和换热板保持较大接触面积。

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换热器组件的示意性俯视图。

图2是图1所示换热器组件的冷源部的一种结构示意图。

图3是图1所示换热器组件的冷源部的另一种结构示意图。

图4是根据本发明一个实施例的冰箱的换热器组件的示意性侧视图。

图5是图4所示的换热器组件在传热部断开时的示意性侧视图。

图6是图5所示的换热器组件的局部放大示意图。

图7是根据本发明一个实施例的冰箱的换热器组件的示意性侧视图。

图8是图7所示的换热器组件在传热部断开时的示意性侧视图。

图9是根据本发明一个实施例的冰箱的换热器组件的示意性侧视图。

图10是图9所示的换热器组件在传热部断开时的示意性侧视图。

图11是根据本发明一个实施例的冰箱的换热器组件的示意性侧视图。

图12是图11所示的换热器组件在传热部断开时的示意性侧视图。

图13是图11所示的换热器组件的传热部的示意性剖视图。

图14是根据本发明一个实施例的冰箱的结构示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的换热器组件的示意性俯视图。该换热器组件一般性地可包括：冷源部10、换热部20、传热部40和加热部50。冷源部10用于产生冷量。换热部20与冷源部10间隔设置，用于与周围空气进行热交换。传热部40设置在冷源部10与换热部20之间，并被配置成闭合或者断开冷源部10与换热部20之间的连接，其中，传热部40在加热部50启动时断开冷源部10与换热部20之间的连接。加热部50与换热部20对应设置，用于向换热部20提供化霜所需的热量。当制冷时，传热部40闭合冷源部10与换热部20之间的连接，冷量从冷源部10传递到换热部20上，对储物间室进行冷却制冷。当需要化霜时，加热部50启动对换热部20供给热能，传热部40断开冷源部10与换热部20之间的连接。这样在化霜时，加热部50产生的热量仅作用到换热部20，而不会从换热部20传导到冷源部10，从而避免了化霜的热量对制冷剂进行加热，提升了制冷剂的安全性。同时，由于冷源部10和换热部20间隔设置，换热部20的结霜分布更加均匀，且化霜也将更容易控制。

冷源部10用于产生冷量，通常为换热器管，又可称为制冷剂管、制冷剂管组件等等，是制冷剂的流通管。为了提高冷源部10与传热部40之间的换热能力，应尽量增加两者的接触面积。例如，如图2和3所示，冷源部10是螺旋弹簧形状或者盘簧形状的制冷剂管，相应地，传热部40与冷源部10和换热部20接触的部分采用板式形状。在一个实施例中，可以将冷源部10所在空间设置成一个相对密封空间60，以使其不与间室空气接触，避免在冷源部10处的结霜。

换热部20一般为板式换热部，即换热板。在一个实施例中，在换热板上还设置有一组或者多组翅片组成的翅片组30。在一个优选实施例中，翅片组30的翅片31在其与换热部20接触的一侧做弯折处理，形成弯折结构32，以使翅片31和换热部20之间保持较大接触面积，如图6中所示。

传热部40采用导热系数高的材料形成，例如常规热管、超导热管，冷量传递效率可达到现有的95％以上。

传热部40可以是一体式结构或者分体式结构。传热部40可以设置在冷源部10和/或换热部20上，或者设置在冷源部10和换热部20之间的某个位置上，或者其他任意位置只需保证能实现闭合或者断开冷源部10与换热部20之间的连接即可。

传热部40是通过发生运动和/或形变来实现闭合或者断开冷源部10与换热部20之间的连接。传热部40的运动可以是平移和/或旋转，可以利用纯机械结构或者电控式机械结构来实现；传热部40的形变主要是依靠物理性质来实现。

在一个实施例中，如图4-6所示，传热部40包括第一传热板41、第二传热板42、转轴43和转轴控制模块。第一传热板41固定在冷源部10上。第二传热板42经转轴43与第一传热板41连接，且第二传热板42的长度满足当旋转第二传热板42为水平方向时其可与换热部20接触。转轴43受转轴控制模块控制可带动第二传热板42在竖直平面内转动。当制冷时，转轴控制模块控制转轴43使第二传热板42朝向换热部20转动，直至第二传热板42与换热部20接触，闭合冷源部10与换热部20之间的连接，开始冷量传导，如图4示出。当停止制冷、加热部50开启进行化霜时，转轴控制模块控制转轴43，使第二传热板42背向换热部20转动，直至第二传热板42与换热部20分离，断开冷源部10与换热部20之间的连接，不再进行冷量传导，如图5和6示出。当化霜结束后，转轴控制模块控制转轴43，使第二传热板42朝向换热部20转动，直至第二传热板42重新与换热部20接触，闭合冷源部10与换热部20之间的连接。

在一个实施例中，如图7和8所示，传热部40包括传热板441和齿轮驱动机构442。传热板441的一端与冷源部10保持接触。传热板441可受齿轮驱动机构442带动在冷源部10上向左或者向右移动，传热板441的另一端向右移动后可与换热部20接触。齿轮驱动机构442包括齿轮45、齿条46和齿轮控制模块。在传热板441的上表面设置有齿条46，在齿条46上设置齿轮45，齿轮45受齿轮控制模块控制可带动齿条46向左或者向右移动，也就带动了传热板441向左或者向右移动。当制冷时，齿轮控制模块控制齿轮45，使传热板441向右移动，直至传热板441的另一端与换热部20接触，闭合冷源部10与换热部20之间的连接，开始冷量传导，如图7中示出。当停止制冷、加热部50开启化霜时，齿轮控制模块控制齿轮45，使传热板441向左移动，直至传热板441的另一端与换热部20分离，断开冷源部10与换热部20之间的连接，如图8中示出。当化霜结束后，齿轮控制模块控制齿轮45，使传热板441向右移动，直至传热板441的另一端重新与换热部20接触，闭合冷源部10与换热部20之间的连接。

在一个实施例中，如图9和10所示，传热部40包括传热板491和平移驱动机构492。传热板491受平移驱动机构492驱动进行上下移动或者前后移动，使传热板491与冷源部10和换热部20同时接触或者同时不接触，从而使得闭合或者断开冷源部10与换热部20之间的连接。当制冷时，平移驱动机构492驱动传热板491向下移动，直至传热板491与冷源部10和换热部20接触，闭合冷源部10与换热部20之间的连接，开始冷量传导，如图9中示出。当停止制冷、加热部50开启化霜时，平移驱动机构492驱动传热板491向上移动，直至传热板491与冷源部10和换热部20同时不接触，断开冷源部10与换热部20之间的连接，如图10中示出。当化霜结束后，平移驱动机构492驱动传热板491向下移动，直至传热板491重新与冷源部10和换热部20接触，闭合冷源部10与换热部20之间的连接。

在一个实施例中，如图11-13所示，传热部40为双金属片，具有主动层47和被动层48。双金属片的一端固定在冷源部10上；另一端通过形变来与换热部20接触或者不接触，从而使得闭合或者断开冷源部10与换热部20之间的连接。双金属片是指由两种或者多种有不同热膨胀系数的金属或者其它材料所组成的一种双层或者多层复合材料，也称热双金属片，其中高热膨胀系数的层为主动层47，热低膨胀系数的层为被动层48，如图13所示。双金属片可以在温度变化时表现出形变，原理是由于主动层47和被动层48的热膨胀系数不同，当温度变化时，主动层47的形变要大于被动层48的形变，从而双金属片的整体就会向被动层48一侧弯曲，从而产生形变。当制冷时，双金属片的另一端与换热部20接触，闭合冷源部10与换热部20之间的连接，进行冷量传导，如图11中示出。当停止制冷、加热部50开启化霜时，双金属片的另一端背向换热部20形变，直至与换热部20分离，断开冷源部10与换热部20之间的连接，不再进行冷量传导，如图12中示出。当化霜结束后，双金属片冷却，形变恢复，双金属片的另一端重新与换热部20接触。在一个实施例中，双金属片的被动层48使用Ni-Fe合金，主动层47使用Ni-Mn-Cu合金或者Fe-Ni-Cr合金。

加热部50包括但不限于加热丝、加热管、加热带、加热涂层，甚至可以是利用电场、磁场或者辐射场等直接将能量作用于换热部20和翅片组30本身上来使其发热。加热部50也可以是前述几种方式的任意组合。

在一个实施例中，加热部50为加热管，在翅片31上设置有通孔，加热管穿过通孔与翅片组30固定连接成一个整体，如图1所示。

在另一个实施例中，加热部50为加热涂层，涂覆在翅片31上。

本发明实施例的换热器组件将冷源部10与换热部20及翅片组30分开设置，使化霜时的加热部50的热量利用效率高，且翅片上的结霜分布更均匀，化霜更好控制，并且由于加热部50对制冷剂没有影响，安全性高，克服了现有技术中非接触式化霜和接触式化霜的缺点，具有两者的优点。

本发明还可以扩展到制冷设备，包括任何可以使用换热器的设备，只要换热器中具有如本发明的换热器组件所具有的特征，均可以达到本发明除霜易控制，安全性高且能够节约整体能耗的目的。制冷设备包括但不限于冰柜、冰箱。

本发明实施例还提供了一种具有该换热器组件的冰箱。如图14所示，该冰箱可包括箱体70、门体、制冷系统。箱体70内具有多个储物间室。储物间室用于储存食物。本发明实施例中的多个储物间室可包括经常储存蔬菜的冷藏室71，在冷藏室71内具有冷藏室出风口73和冷藏室回风口74，温控范围一般在-5℃至7℃。多个储物间室还可包括冷冻室72、变温室等，在冷冻室72内具有冷冻室出风口75和冷冻室回风口76。门体可为多个，每个门体配置成受控地打开或者关闭一个储物间室。制冷系统配置成提供冷量以降低储物间室内的温度。具体地，制冷系统可为压缩制冷系统，其包括压缩机、冷凝器、节流装置、以及上述任一实施例中的换热器组件(即作为蒸发器)等。箱体70还具有压缩机仓。压缩机可设置于压缩机仓内，蒸发器可设置于冷冻室72内。压缩制冷系统通过制冷剂压缩循环使蒸发器释放冷量，其工作原理为：压缩机作为制冷循环的动力，由电动机拖动而不停地旋转，将低温低压制冷剂蒸气压缩至高温高压状态。冷凝器是一个热交换设备，利用环境冷却制冷剂，将来自压缩机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，得到低温低压制冷剂，再送入蒸发器内吸热蒸发。蒸发器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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冰箱的换热器组件，其特征在于，包括：

冷源部，其用于产生冷量；

换热部，与所述冷源部间隔设置，用于与周围空气进行热交换；

传热部，设置在所述冷源部与所述换热部之间，并配置成闭合或者断开所述冷源部与所述换热部之间的连接；以及

加热部，与所述换热部对应设置，并配置成向所述换热部提供化霜所需的热量；

其中，所述传热部在所述加热部启动时断开所述冷源部与所述换热部之间的连接。

2.根据权利要求1所述的冰箱的换热器组件，其特征在于，

所述传热部通过发生运动和/或形变来闭合或者断开所述冷源部与所述换热部之间的连接。

3.根据权利要求1或2所述的冰箱的换热器组件，其特征在于，

所述传热部包括第一传热板、第二传热板和转轴；

所述第一传热板固定在所述冷源部上；

所述第二传热板经转轴与所述第一传热板连接，通过旋转第二传热板使其与所述换热部接触或者不接触，从而使得闭合或者断开所述冷源部与所述换热部之间的连接。

4.根据权利要求1或2所述的冰箱的换热器组件，其特征在于，

所述传热部包括传热板和齿轮驱动机构；

所述传热板的一端与所述冷源部保持接触；

所述传热板受齿轮驱动机构驱动进行左右移动，使传热板的另一端与所述换热部接触或者不接触，从而使得闭合或者断开所述冷源部与所述换热部之间的连接。

5.根据权利要求1或2所述的冰箱的换热器组件，其特征在于，

所述传热部为双金属片，具有主动层和被动层；

所述双金属片的一端固定在所述冷源部上；

所述双金属片的另一端通过形变来与所述换热部接触或者不接触，从而使得闭合或者断开所述冷源部与所述换热部之间的连接。

6.根据权利要求1或2所述的冰箱的换热器组件，其特征在于，

所述传热部包括传热板和平移驱动机构；

所述传热板受平移驱动机构驱动进行上下移动或者前后移动，使所述传热板与所述冷源部和换热部同时接触或者同时不接触，从而使得闭合或者断开所述冷源部与所述换热部之间的连接。

7.根据权利要求1所述的冰箱的换热器组件，其特征在于，

所述冷源部为螺旋弹簧形状或者盘簧形状的制冷剂管；

所述换热部为换热板。

8.根据权利要求7所述的冰箱的换热器组件，其特征在于，

所述换热板上还设置有一组或者多组翅片组成的翅片组，配置成与周围空气进行热交换。

9.根据权利要求8所述的冰箱的换热器组件，其特征在于，

所述加热部为加热管；

在所述翅片上设置有通孔；

所述加热管穿过翅片的通孔与翅片组固定连接成一个整体。

10.一种冰箱，具有如权利要求1-9任一所述的冰箱的换热器组件。

Images