CN111189250A - 一种制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制冷设备，包括：循环管路，循环管路内设有制冷剂，制冷剂具有可燃性；检测装置，用于检测制冷剂是否泄漏出循环管路；吸附装置，包括密封部以及吸附剂，密封部配置成在检测装置产生制冷剂泄漏的信号前密封吸附剂，以防止吸附剂长时间暴露而失效，在检测装置产生制冷剂泄漏的信号后将吸附剂喷射出，以使得吸附剂对泄漏的制冷剂进行吸附。通过吸附装置来对泄漏的可燃制冷剂进行吸附，可以有效地防止泄漏的可燃制冷剂遇见明火而被点燃，降低了制冷设备燃烧甚至爆炸的风险。

Description

一种制冷设备

技术领域

本发明涉及温度调节装置，特别是涉及一种制冷设备。

背景技术

用于换热的制冷剂常见于空调以及冰箱等制冷设备中的循环管路中，由于现有的制冷剂普遍存在环境污染问题，出于环保要求，无污染的可燃性制冷剂替代传统制冷剂的技术迫在眉睫，然而可燃制冷剂应用于空调设备，当发生泄漏时，遇到明火容易发生燃烧、火灾甚至爆炸，给用户的使用带来极大的安全隐患，因此可燃制冷剂的防泄漏技术或者泄漏处理技术显得至关重要。

现有的针对可燃制冷剂的安全防护技术，一般包括以下三种：

第一类主要手段是增强循环系统的密封性和防止循环系统中出现堵塞等，当可燃制冷剂不出现泄漏时，也便不存在可燃制冷剂燃烧的安全隐患，但是单纯运用此类防护手段来进行安全防范，效果有限，并不能从根本上解决问题。

第二大类是当可燃制冷剂出现泄漏后对其进行相应的处理，其主要实现手段为检测到可燃制冷剂泄漏后进行警示、将泄漏的可燃制冷剂抽取并排出到室外、采取隔离措施使泄漏的可燃制冷剂不与自身系统中的电气元件或其他高温元件进行接触、通过构造改进使可燃制冷剂的温度值降低到燃点以下，这类措施均是通过各种方法使泄漏的可燃制冷剂不满足燃烧条件或减少因可燃制冷剂燃烧而造成的损失。

第三大类是设计多制冷剂系统，即系统中既存在可燃制冷剂，又存在不可燃制冷剂，可燃制冷剂在安全要求较低的环境下运行，不可燃制冷剂在安全要求较高的环境下运行，可燃以及不可燃制冷剂进行交互，以达到较好的制冷效果。但是这类处理方式设计成本以及制造成本较高。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种安全可靠的制冷设备。

特别地，本发明提供了一种制冷设备，包括：

循环管路，循环管路内设有制冷剂，制冷剂具有可燃性；

检测装置，用于检测制冷剂是否泄漏出循环管路；

吸附装置，包括密封部以及吸附剂，密封部配置成在检测装置产生制冷剂泄漏的信号前密封吸附剂，以防止吸附剂长时间暴露而失效，在检测装置产生制冷剂泄漏的信号后将吸附剂喷射出，以使得吸附剂对泄漏的制冷剂进行吸附。

进一步地，吸附剂呈粉末状。

进一步地，密封部内部具有混合腔室，吸附剂与惰性气体混合后置于混合腔室，在检测装置产生制冷剂泄露的信号后吸附剂以及惰性气体被一起喷出。

进一步地，制冷剂呈扇形喷射出密封部。

进一步地，循环管路包括换热部，换热部包括弯曲段，吸附装置配置成使吸附剂喷射向弯曲段。

进一步地，循环管路包括换热部，换热部包括用于进行热交换的翅片，吸附装置配置成使吸附剂喷射向翅片。

进一步地，还包括：

转向装置，与吸附装置连接，配置成在密封部喷射吸附剂时驱动密封部转动，以改变吸附剂的喷射方向。

进一步地，制冷设备还包括：

壳体，壳体内部具有容纳空间，吸附装置设置于容纳空间内，循环管路至少部分设置于容纳空间内；

联动装置，配置成可以密封容纳空间；

控制器，与检测装置电性连接，配置成当检测装置产生制冷剂泄漏的信号后控制联动装置密封容纳空间。

进一步地，制冷剂为烷烃类可燃物，吸附装置包括吸附剂，吸附剂材料为金属有机框架、高硅分子筛、中空纤维超滤膜、改性活性炭、π-络合物、沸石分子筛、凹凸棒石黏土中的一种或多种。

进一步地，制冷设备为空调。

本发明中的制冷设备通过吸附装置来对泄漏的可燃制冷剂进行吸附，可以有效地防止泄漏的可燃制冷剂遇见明火而被点燃，降低了制冷设备燃烧甚至爆炸的风险。同时，由于本制冷设备不需要对制冷剂系统进行重新更换和设计，即可实现对制冷剂的泄漏处理，方法易操作，简单可行。。

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制冷设备的结构示意图。

图2是根据本发明一个实施例的制冷设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1所示，为本发明较佳的实施例。

制冷设备具体可以为空调、冰箱、冰柜或冷库等可以进行温度调节的装置，为了方便进行描述，以下以制冷设备为空调进行举例说明，应当理解的是，制冷设备不应仅狭义理解为空调。

本实施例中的空调包括壳体10(可以为空调室内机中的壳体10也可以为空调室外机中的壳体10，为了方便描述，以下以空调室内机的壳体10进行举例说明)、循环管路以及吸附装置30。壳体10内部限定出容纳空间，循环管路的一部分设置于壳体10的容纳空间内(在其他的实施例中，循环管路也可以完全位于壳体10中，例如当制冷设备为冰箱时，循环管路完全设置于壳体 10的容纳空间内)。循环管路内设有制冷剂，制冷剂具有可燃性，其可以理解为现有的应用于空调上的所有具有可燃性的制冷剂。吸附装置30位于容纳空间内，配置成当制冷剂泄漏到循环管路外后对制冷剂进行吸附。吸附装置 30对可燃制冷剂具有吸附效果，其具体可表现为物理吸附(如活性炭的吸附方式)或化学吸附(如铁粉对水蒸气的吸附方式)。本实施例中的吸附装置 30主要用于吸附泄漏到容纳空间中的可燃制冷剂。

特别地，本实施例中，可燃制冷剂材料为烷烃类，吸附装置30包括吸附剂，吸附剂材料为金属有机框架、高硅分子筛、中空纤维超滤膜、改性活性炭、π- 络合物、沸石分子筛、凹凸棒石黏土中的一种或多种。烷烃的气体分子与上述吸附材料之间的作用力，包括分子与分子之间的范德华作用力、氢键、分子与孔隙之间的表面作用力和毛细作用力等，在这些作用力下，气体分子被吸收进入吸附剂内部；吸附量增加时，气体分子发生凝聚变为液态，在孔隙表面作用力下被储存在吸附材料发达的孔隙结构中；在上述过程中，可燃制冷剂被吸附和储存，同时也达到了制冷剂泄漏后被及时处理、防止泄漏至室内的效果。在其它实施例中，制冷剂的材料还可以为其它类别，相应地，吸附剂也可以由其它对应的材料制成。

本实施例中的制冷设备通过吸附装置30来对泄漏的可燃制冷剂进行吸附，可以有效的防止泄漏的可燃制冷剂遇见明火而被点燃，降低了制冷设备燃烧甚至爆炸的风险。同时，由于本制冷设备不需要对制冷剂系统进行重新更换和设计，即可实现对制冷剂的泄漏处理，方法易操作，简单可行。当出现可燃制冷剂泄漏并危险解除后，对空调再次维修时也十分简单，仅需要加强循环管路的密封效果，更换吸附剂以及制冷剂即可。

循环管路包括位于容纳空间内的换热部21，换热部21相当于空调的蒸发器或冷凝器。换热部21包括换热管路以及与换热管路连接的用于散热或吸热的翅片213，换热管路呈弯曲迂回状，其包括直线段212以及弯曲段211(在其它实施例中，换热管路可以仅包括弯曲段211，其整体呈螺旋状)。换热管路的弯曲段211弯制成型，并与直线段212通过连接工艺连成一体，由于弯曲段211 在弯制时将产生变形，且弯曲段211与直线段212连接时可能出现密封性不达标的现象，故换热管路的弯曲段211以及弯曲段211与直线段212的接缝处为制冷剂泄漏风险较大的部位。为了有效防止制冷剂泄露后产生危险，吸附装置 30可以设置于弯曲段211处或弯曲段211与直线段212的连接处，用于吸附弯曲段211或弯曲段211与直线段212的连接处泄漏出的制冷剂。吸附装置30 具体布置位置如何视实际情况而定，例如吸附装置30可以紧贴弯曲段211设置，也可以与弯曲段211间隔设置。进一步地，吸附装置30还可以设置于翅片213，具体可以紧贴翅片213或与翅片213间隔设置。其他实施例中，吸附装置30 还可以布置在其它可燃制冷剂容易泄漏的地方。

由于吸附装置30在制冷剂泄漏后会自动吸附制冷剂，故当空调内没有设置检测制冷剂是否有泄漏的装置时，吸附装置30也能够较好的进行工作。但为了能够准确判断制冷剂泄漏的时机，使得吸附效果更好，一种实施例中，空调还包括检测装置40以及控制器50。检测装置40用于检测制冷剂是否泄漏出循环管路，具体可以包括压力检测器或浓度传感器。压力检测器用于检测循环管路内的压力，并配置成当检测到循环管路中的压力小于预设的压力阈值时产生制冷剂已泄漏的信号，即当制冷剂泄漏后，循环管路中的压强变小，压力传感器感测到循环管路中的制冷剂的压力小于预设的阈值后，默认制冷剂已经泄漏并产生制冷剂泄漏的信号，并将此信号传递给控制器50。浓度检测器用于检测容纳空间内的泄漏的可燃制冷剂的浓度，并配置成当检测到制冷剂的浓度高于预设的浓度阈值时产生制冷剂已泄漏的信号，并将此信号传递给控制器50。应当理解的是，检测装置40还可以为现有的所有能够检测到制冷剂出现泄漏的结构，并不仅局限于上述的压力传感器以及浓度传感器。控制器50与所述检测装置40连接，配置成根据检测装置40检测到的制冷剂的泄漏状态而控制空调的运行。具体地，控制器50可以在收到制冷剂泄漏的信号后控制空调的送风风机、压缩机或其它电器元件关闭，并控制空调的挡风板关闭而使空调的壳体10相对封闭。

吸附装置30可以为单独的一个部件，也可以为多个部件的组合。当其为单独的部件时，其可以仅为具有吸附能力的块状材料或膜状材料等。块状吸附材料以及膜状吸附材料可以布置在空调的循环管路的密封性较低的部位(如上述的换热管路的弯曲段211处)。当其为多个部件组合时，其可以包括具有吸附能力的吸附剂以及装载吸附剂的载体。

为了使得吸附装置30的吸附能力不会因使用年限的延长而降低，吸附装置 30可以包括密封部和吸附剂，密封部配置成当制冷剂未泄漏出循环管路时密封吸附剂，以防止吸附剂长时间暴露而失效，当制冷剂泄漏出循环管路后使吸附剂外露，以使得吸附剂对泄漏的制冷剂进行吸附。即在常态下，制冷剂没有泄漏，密封部将吸附剂密封保存，使得吸附剂不会因为长时间暴露在空气中而由于吸附了空气中的杂质而失去吸附能力。当制冷剂出现泄漏后，密封部开启，从而使密封部中的吸附剂吸收泄漏的制冷剂。具体地，密封部的开启以及关闭可以由控制器50进行控制，且在上述的检测装置40未产生制冷剂泄漏的信号时，控制器50控制密封部进行密封，当上述检测装置40产生制冷剂泄漏的信号时，控制器50控制密封部开启。

密封部可以为现有的任意能够同时具有密封状态以及开启状态的结构，例如，其可以为简单的具有开合机构的盒体，也可以为能将吸附剂包裹住的具有密封性且能够被撕扯开的密封袋等等。吸附剂可以被动吸附制冷剂也可以主动吸附制冷剂。当吸附剂被动吸附制冷剂时，其仅吸附流经其布置位置周边的制冷剂。吸附剂主动吸附制冷剂时，其可以被喷射向制冷剂泄漏的地方。

当吸附剂被动吸附制冷剂时，一种实施例中，吸附装置30可以为呈带状的吸附带，并贴合于循环管路，使得循环管路中泄露的制冷剂第一时间被吸附带吸附。吸附带可以完全贴合于循环管路的外表面，也可以仅贴合于循环管路的易泄漏处，例如吸附带可以贴合于换热部21的弯曲段211处、弯曲段211与直线段212的接缝处或换热部21的翅片213处。为了方便贴附，吸附带可以沿循环管路的延伸方向贴合于循环管路；为了使吸附带贴附后密闭性更好，吸附带也可以螺旋缠绕于循环管路。具体地，吸附带可以包括具有密封性的载体带以及用于吸附制冷剂的吸附剂，吸附剂设置于载体带的贴合于循环管路的表面，使得吸附剂被载体带盖住，以防止吸附剂长期暴露在空气中而失效。为了使吸附剂能够被遮盖的更加的严实，在一种实施例中，吸附带还可以包括具有密封性的载体带、具有透气性的包覆带以及用于吸附制冷剂的吸附剂。包覆带的第一面贴合于循环管路，第二面连接载体带的面向循环管路的表面，包覆带与载体带之间形成长条状的容纳腔，吸附剂置于容纳腔中，当吸附带缠绕于循环管路上后，泄露的制冷剂可以透过包覆带被吸附剂吸附。

当吸附剂主动吸附制冷剂时，一种实施例中，吸附装置30还可以包括喷射装置90，喷射装置90用于将吸附剂喷射向制冷剂泄漏处(“制冷剂泄漏处”指的是预估的制冷剂可能的泄漏点，例如上述中的换热部21的弯曲段211或翅片213处)。喷射装置90可以与密封部一体设置，例如密封部与喷射装置90 两者合成的整体可以为内部具有正压的喷射瓶，当发生泄漏后，打开喷射瓶的开口，其内部储存的吸附剂被喷射出。为了使得吸附剂喷射均匀，可以使喷射瓶内气体和呈粉末状或呈液态的吸附剂一起被喷出。进一步地，为了增强防火效果，可以使喷射瓶内装载惰性气体，惰性气体一方面可以有效降低制冷剂的浓度，另一方面其也具有优良的阻燃性能。喷射装置90也可以为风机结构，即当出现制冷剂泄漏后，密封部打开并露出呈粉末状的吸附剂，喷射装置90的风机开启，产生气流，将吸附剂导向制冷剂泄漏处。

吸附剂可以呈束状喷射也可以呈扇形喷射，呈束状喷射时，制冷剂可以集中喷向循环管路的易泄漏部位，增强吸附效率。当制冷剂呈扇形喷射时，制冷剂由一个面积较小的喷射点喷出，喷射面积随喷射距离逐渐扩大，形成锥形的喷射空间，使得每个吸附装置30能够吸附的范围变大，更加有效地防止了制冷剂溢出壳体10。进一步地，为了使得每个吸附装置30的覆盖范围更广，还可以使吸附装置30连接转向装置80，转向装置80配置成在密封部喷射吸附剂时驱动密封部转动，以改变吸附剂的喷射方向，使得吸附剂在容纳空间内进行扫射。为了防止吸附剂泄漏到壳体10外，在一种实施例中，可以在空调内设置联动装置60，当检测装置40产生制冷剂泄漏的信号后，控制器50控制联动装置 60密封容纳空间，以防止喷射的吸附剂外漏。当壳体10为空调室内机时，可以在壳体10的进风口以及出风口设置联动挡板，当检测装置40检测到制冷剂泄露后，控制器50控制联动装置60的联动挡板关闭壳体10的进风口以及出风口，以实现对容纳空间的封闭。

一种实施例中，空调内还设置有报警装置70，由控制器50进行控制，并配置成当检测装置40产生制冷剂泄漏后的信号时进行报警。特别地，报警装置 70可以进行语言报警，语言信息用于向用户表达空调的可燃制冷剂已泄漏的危险信号。即报警声并不是单纯的声响，而是用户可以识别的语言信息，具体为何种语言视用户所在国家的语种而定。利用语言信息进行报警可以使得用户能够知晓危险信号，并能够指导用户进行安全防护，且能够安抚用户情绪，不会引起用户恐慌。

一种实施例中，空调还设置有送风系统，送风系统由控制器50进行控制，并配置成当检测装置40产生制冷剂泄漏的信号时，产生将泄漏的可燃制冷剂导向吸附剂的气流。即当吸附剂为被动吸附时，送风系统能够通过产生的气流将泄漏的制冷剂导向吸附剂，增强吸附剂的吸附效率。当吸附剂为主动吸附时，送风系统产生的气流与吸附剂喷射的气流形成对冲，亦可增强吸附剂的吸附效率。需要注意的是，送风系统可以为相对于传统空调器而言额外增加的部件，也可以为空调本身的送风装置，即送风系统可以包括空调本身的用于将壳体10 内的换热气流导出到室内的风机，控制器50可以通过控制此风机进行移动或转向从而实现将气流导向吸附装置30的目的。

当泄漏的制冷剂的容量过多时，将导致吸附装置30饱和从而无法再进行吸附，为了防止泄漏的制冷剂容量过多，在一种实施例中，空调还包括吸储部，吸储部具有呈负压状态的存储腔，吸储部配置成当检测装置40产生制冷剂泄漏的信号后将循环管路中的制冷剂吸取到存储腔中。具体地，吸储部可以为真空罐，真空罐与循环管路利用阀门连接，常态时真空罐的吸储腔不与循环管路贯通，当检测装置40检测到制冷剂泄漏时，可以使控制器50控制真空罐与循环管路之间的阀门打开，真空罐立即将循环管路中的制冷剂进行吸收存储。

由于循环管路中的节点众多，各节点之间的制冷剂的压强会有差别，难以将循环管路中的所有制冷剂由一个出口进行吸取，故上述的真空罐可以并联出多根管路来分别与循环管路的多个节点处连接，并在发现可燃制冷剂出现泄漏后同时对多个节点进行吸取。由于制冷剂常态下呈气态，故需要较大的罐体才能对其进行吸取，在一种实施例中，可以在室外机中设置上述真空罐，并将该真空罐与室内的循环管路连接，当检测到制冷剂泄漏后，停止制冷剂的循环流动，并将室内以及室外的制冷剂进行分隔，位于室外的真空罐仅将位于室内的循环管路中的制冷剂进行吸取，这样可以减小真空罐的体积。

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)

1.一种制冷设备，其特征在于，包括：

循环管路，所述循环管路内设有制冷剂，所述制冷剂具有可燃性；

检测装置，用于检测所述制冷剂是否泄漏出所述循环管路；

吸附装置，包括密封部以及吸附剂，所述密封部配置成在所述检测装置产生所述制冷剂泄漏的信号前密封所述吸附剂，以防止所述吸附剂长时间暴露而失效，在所述检测装置产生所述制冷剂泄漏的信号后将所述吸附剂喷射出，以使得所述吸附剂对泄漏的所述制冷剂进行吸附。

2.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，

所述吸附剂呈粉末状。

3.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，

所述密封部内部具有混合腔室，所述吸附剂与惰性气体混合后置于所述混合腔室，在所述检测装置产生所述制冷剂泄露的信号后所述吸附剂以及所述惰性气体被一起喷出。

4.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，

所述制冷剂呈扇形喷射出所述密封部。

5.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，

所述循环管路包括换热部，所述换热部包括弯曲段，所述吸附装置配置成使所述吸附剂喷射向所述弯曲段。

6.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，

所述循环管路包括换热部，所述换热部包括用于进行热交换的翅片，所述吸附装置配置成使所述吸附剂喷射向所述翅片。

7.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，还包括：

转向装置，与所述吸附装置连接，配置成在所述密封部喷射所述吸附剂时驱动所述密封部转动，以改变所述吸附剂的喷射方向。

8.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备还包括：

壳体，所述壳体内部具有容纳空间，所述吸附装置设置于所述容纳空间内，所述循环管路至少部分设置于所述容纳空间内；

联动装置，配置成可以密封所述容纳空间；

控制器，与所述检测装置电性连接，配置成当所述检测装置产生所述制冷剂泄漏的信号后控制所述联动装置密封所述容纳空间。

9.根据权利要求8任一项所述的制冷设备，其特征在于，

所述制冷剂为烷烃类可燃物，所述吸附装置包括吸附剂，所述吸附剂材料为金属有机框架、高硅分子筛、中空纤维超滤膜、改性活性炭、π-络合物、沸石分子筛、凹凸棒石黏土中的一种或多种。

10.根据权利要求1-9所述的制冷设备，其特征在于，

所述制冷设备为空调。

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