CN112856907A - 节能型冰柜的换热装置和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种节能型冰柜的换热装置，包括柜体、冷冻室、换热室、冷凝器、压缩机、毛细管、至少一台循环风机、蒸发器和排水管，换热室中设置有中间绝热隔板，将换热室分隔为左腔室和右腔室，左腔室和右腔室的顶端和底端分别设置换向导流板，换向导流板可切换三种状态，分别使左腔室与夹层导通、右腔室与夹层导通以及左、右腔室均与夹层导通；蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，第一蒸发器布置于左腔室内，第二蒸发器布置于右腔室内，第一蒸发器和第二蒸发器的首端和尾端分别通过切换阀接入制冷系统。该装置设置两套蒸发器，用于除霜，设置气流门用于减少损耗，节能效果优异。
Description
技术领域
本发明涉及冷藏设备领域，具体的说，涉及了一种节能型冰柜的换热装置及其控制方法。
背景技术
现在主流的冰箱、冰柜设计主要以风冷循环为主，具有冷冻仓内不结霜的优点，但是冰箱中循环风的水分是恒定的，霜只是转移了，转移到了蒸发器处，需要定时停止工作进行除霜，当前针对最流行的冰箱，设计有很多除霜方式，冰箱为立式结构，其结构针对冰柜不能直接转用，且由于冰柜大多用于商用，对于能耗的要求不如家用冰箱高，这也是导致当前冰柜设计存在缺陷的主要问题，目前还没有针对冰柜进行专门设计的结构。
另外，冰柜主要商用，在商用过程中，会频繁的开启冰柜门，导致冷量泄露严重，使制冷系统全负荷工作，耗能较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种能耗低、便于除霜、冷量流失少、余热再利用的节能型冰柜的换热装置和控制方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种节能型冰柜的换热装置，包括柜体、冷冻室、换热室、冷凝器、压缩机、毛细管、至少一台循环风机、蒸发器和排水管，所述压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器顺次连接形成制冷系统，所述循环风机带动气流经过换热室，与换热室内的蒸发器接触进行换热，所述柜体和冷冻室的四周和底部之间设置夹层，所述冷冻室的顶部四周与柜体密封连接，所述冷冻室的上部两侧相对位置处设置连通所述夹层的循环风孔，所述冷冻室的底部密布有连通所述夹层的循环风孔；
所述换热室设置在冷冻室其中一侧的夹层中，所述循环风机安装在所述夹层中；
所述换热室中设置有中间绝热隔板，将换热室分隔为左腔室和右腔室，所述左腔室和右腔室的顶端和底端分别设置换向导流板，所述换向导流板可切换两种状态，分别使左腔室与夹层导通或右腔室与夹层导通；
所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器布置于左腔室内，第二蒸发器布置于右腔室内，第一蒸发器和第二蒸发器的首端和尾端分别通过切换阀接入所述制冷系统；
所述冷冻室的顶部正对的两侧设置两排气体喷嘴，两排气体喷嘴分别连接至少两台微型气泵，所述微型气泵的进气口接入夹层空间内，使两排气体喷嘴于冷冻室的顶部形成气流门，所述微型气泵的启闭开关为微动开关，所述微动开关与柜体的柜门相关联，以便打开柜门时所述微动开关打开，进而打开微型气泵。
基上所述，所述气体喷嘴喷头朝向与夹层中的气流方向呈锐角。
基上所述，所述换热室的下方设置汇流盘，所述汇流盘呈斗状，所述排水管连接所述汇流盘的底端。
基上所述，所述汇流盘通过一直线驱动机构安装在所述换热室下方，所述直线驱动机构驱动汇流盘在换热室的两个腔室间切换。
基上所述，所述柜体上位于冷凝器的一侧设置直饮水装置，所述直饮水装置包括集热器、热饮水箱插口、冷饮水箱插口和相对两个水箱插口设置的水龙头，所述集热器包括集热管道和热饮循环泵，所述集热管道的两端接入热饮水箱插口，所述集热管道的主体部分与冷凝器的前半部分组合在一起形成一套换热结构，冷饮水插口连接冷饮水管道和冷饮循环泵，所述冷饮水管道布置在所述夹层中，所述冷饮水管道上安装流量调节阀。
基上所述，所述换热结构包括换热箱和均设于换热箱内的冷媒、冷媒循环泵、集热管道的主体部分和前半部分的冷凝器管道，所述冷媒循环泵驱动冷媒在换热箱内环流，所述换热箱为金属箱体。
基上所述，所述柜体的侧部还设置有保温仓，所述保温仓的周边通过保温层包裹，所述保温仓的内壁铺设热循环管道和热循环泵，所述热循环管道和所述集热管道通过分配阀连通。
一种节能型冰柜装置的换热控制方法，包括所述的节能型冰柜的换热装置，所述节能型冰柜的换热装置内置中控系统，所述中控系统包括处理器、位于冷冻室内的第一温度传感器、位于夹层中的第二温度传感器、位于冷饮水插口处的第三温度传感器、位于热饮水插口处的第四温度传感器、位于保温仓内的第五温度传感器和位于换热箱中的第六温度传感器，所述处理器连接第一温度传感器、第二温度传感器、压缩机和循环风机，以根据第一温度传感器和第二温度传感器的数据控制压缩机和循环风机的工作状态；
所述处理器连接第三温度传感器和流量调节阀，以控制流量调节阀的流量；
所述处理器连接第四温度传感器和第六温度传感器，以控制热饮循环泵的工作状态；
所述处理器连接第六温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器，以控制所述分配阀的工作状态。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明具有以下优点：
1.设计带有两个腔室的换热室，内置两套蒸发器，并分别与制冷系统连通，通过切换阀实现择一导通，在其中一个蒸发器制冷时，另一个蒸发器不工作，进行自然除霜，始终保证有一套正常的制冷系统在工作；
2.设置导流板，导流板随切换阀同步工作，引导夹层中的冷风择一通过换热室的其中一个腔室；
3.设置两排气流喷嘴，形成气流门，当冰柜门打开后，气流喷嘴打开，形成气流门，将内外环境隔绝，以避免冰柜门经常被打开导致的温度变化频繁的问题；
4. 气体喷嘴喷头朝向与夹层中的气流方向呈锐角，避免气流方向相冲，导致气流紊乱或能量损耗。
5.设置直饮水装置，既可以获得冷饮水，又可以获得热饮水，并利用了冷凝器的余热，进一步提高了利用效率。
6.设置保温仓，用于存放热饮料，以满足特定人群和特定饮料的需要。
附图说明
图1是本发明实施例1中节能型冰柜的换热装置的原理图。
图2是本发明实施例1的气体喷嘴的分布图。
图3是本发明实施例2中节能型冰柜的换热装置的原理图。
图4是本发明实施例3中节能型冰柜的换热装置的原理图。
图中：1.柜体；2.冷冻室；3.换热室；4.冷凝器；5.压缩机；6.毛细管；7.循环风机；8.蒸发器；9.排水管；10.夹层；11.循环风孔；12.中间绝热隔板；13.左腔室；14.右腔室；15.换向导流板；16.第一蒸发器；17.第二蒸发器；18.切换阀；19.气体喷嘴；20.汇流盘；21.热饮水插口；22.冷饮水插口；23.集热 管道；24.热饮水循环泵；25.冷饮水管道；26.冷饮水循环泵；27.流量调节阀；28.换热箱；31.保温仓；32.热循环管道；33.热循环泵。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1和图2所示，一种节能型冰柜的换热装置，包括柜体1、冷冻室2、换热室3、冷凝器4、压缩机5、毛细管6、至少一台循环风机7、蒸发器8和排水管9，所述压缩机5、冷凝器4、毛细管6、蒸发器8顺次连接形成制冷系统，所述循环风机7带动气流经过换热室3，与换热室3内的蒸发器8接触进行换热，所述柜体1和冷冻室2的四周和底部之间设置夹层10，所述冷冻室2的顶部四周与柜体密封连接，所述冷冻室2的上部两侧相对位置处设置连通所述夹层的循环风孔11，所述冷冻室2的底部密布有连通所述夹层的循环风孔。
所述换热室3设置在冷冻室其中一侧的夹层中，所述循环风机安装在所述夹层中，所述换热室3中设置有中间绝热隔板12，将换热室3分隔为左腔室13和右腔室14，所述左腔室13和右腔室14的顶端和底端分别设置换向导流板15，所述换向导流板15可切换两种状态，分别使左腔室13与夹层导通或右腔室14与夹层导通。
本实施例中，换向导流板15由一微型电机驱动，在两个位置之间切换，在切换完成后，换向导流板15形成斜坡。
所述蒸发器8包括第一蒸发器16和第二蒸发器17，所述第一蒸发器16布置于左腔室13内，第二蒸发器17布置于右腔室14内，第一蒸发器16和第二蒸发器17的首端和尾端分别通过切换阀18接入所述制冷系统。
所述冷冻室2的顶部正对的两侧设置两排气体喷嘴19，两排气体喷嘴19分别连接至少两台微型气泵，所述微型气泵的进气口接入夹层10空间内，使两排气体喷嘴19于冷冻室的顶部形成气流门，所述微型气泵的启闭开关为微动开关，所述微动开关与柜体的柜门相关联，以便打开柜门时所述微动开关打开，进而打开微型气泵。
为了防止气体喷嘴19的气流与循环气流发生抵触，设计所述气体喷嘴19的喷头朝向与夹层10中的气流方向呈锐角。
为了方便的将除霜后的液体排出，所述换热室的下方设置汇流盘20，所述汇流盘20呈斗状，所述排水管9连接所述汇流盘的底端。
在其他实施例中，所述汇流盘通过一直线驱动机构安装在所述换热室下方，所述直线驱动机构驱动汇流盘在换热室的两个腔室间切换，以避免影响气体的流动。
工作过程：正常工作下，两个蒸发器仅有一个工作，当第一蒸发器需要除霜时，控制换向导流板15将左腔室13关闭，右腔室14导通，同时，控制切换阀18接通第二蒸发器17，第一蒸发器16关闭，第一蒸发器16外侧的霜在隔绝冷量后逐步升温、液化、滴落，从底部的汇流盘20和排水管9排走。
具体的温度控制是借助位于冷冻室内的第一温度传感器和位于夹层中的第二温度传感器，根据他们之间的温度差值，处理器控制压缩机和循环风的工作状态，实现制冷效率的改变。
进一步的，为了提升除霜效率，从换热箱28中引出两路热管，在热管上安装电磁阀，两路热管分别通入左腔室和右腔室中，两个热管上的电磁阀与所述换向导流板15的微型电机关联，当腔室被关闭时，控制热管上的电磁阀导通，将热量通入腔室中，加速液化。
当冰柜的柜门打开以后，微动开关打开，两排气体喷嘴19打开，对向的气体喷嘴19形成气流门，将冰柜内部气封，有效避免了外部空气的介入，一方面避免了冷量流失，另一方面避免了外部湿度较大的气体进入夹层中，使结霜问题严重。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述柜体1上位于冷凝器4的一侧设置直饮水装置，所述直饮水装置包括集热器、热饮水箱插口21、冷饮水箱插口22和相对两个水箱插口设置的水龙头，所述集热器包括集热管道23和热饮循环泵24，所述集热管道23的两端接入热饮水箱插口21，所述集热管道23的主体部分与冷凝器4的前半部分组合在一起形成一套换热结构，冷饮水插口22连接冷饮水管道25和冷饮循环泵26，所述冷饮水管道25布置在所述夹层10中，所述冷饮水管道25上安装流量调节阀27。
所述换热结构包括换热箱28和均设于换热箱28内的冷媒、冷媒循环泵、集热管道的主体部分和前半部分的冷凝器管道，所述冷媒循环泵驱动冷媒在换热箱内环流，所述换热箱为金属箱体。
直饮水装置的设计，主要利用了冷凝器4的余热，将其利用起来将直饮水加热，热饮水箱和冷饮水箱中充入直饮水，可以直接饮用，冷水可以通过调节流量调节阀27，控制冷饮水管道25中的流量，进而控制冷饮水的温度；热饮水可以通过调节热饮循环泵24的流速，进而控制热饮水的温度。
具体的感应是借助于位于热饮水插口处的第四温度传感器和位于换热箱中的第六温度传感器，控制热饮循环泵的流量，进而控制热饮水温度；通过冷饮水插口处的第三温度传感器，处理器控制流量调节阀的流量大小，进而控制冷饮水的温度。
实施例3
如图4所示，本实施例与实施例2的区别在于：所述柜体1的侧部还设置有保温仓31，所述保温仓31的周边通过保温层包裹，所述保温仓的内壁铺设热循环管道32和热循环泵33，所述热循环管道32和所述集热管道23通过分配阀连通。
保温仓31的功能设计主要是满足如奶茶、乳茶、豆浆类的热饮需求，满足热量的补充，且不需要额外的热量供给就能够实现保温仓的保温功能，尤其是在冬季，具有较好的效果。
具体调节是借助于位于热饮水插口处的第四温度传感器、位于保温仓内的第五温度传感器、位于换热箱中的第六温度传感器，处理器控制分配阀的分配比例，进而控制保温仓的温度。
一种节能型冰柜装置的换热控制方法，包括所述的节能型冰柜的换热装置，所述节能型冰柜的换热装置内置中控系统，所述中控系统包括处理器、位于冷冻室内的第一温度传感器、位于夹层中的第二温度传感器、位于冷饮水插口处的第三温度传感器、位于热饮水插口处的第四温度传感器、位于保温仓内的第五温度传感器和位于换热箱中的第六温度传感器，所述处理器连接第一温度传感器、第二温度传感器、压缩机和循环风机，以根据第一温度传感器和第二温度传感器的数据控制压缩机和循环风机的工作状态；
所述处理器连接第三温度传感器和流量调节阀，以控制流量调节阀的流量；
所述处理器连接第四温度传感器和第五温度传感器，以控制热饮循环泵的工作状态；
所述处理器连接第六温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器，以控制所述分配阀的工作状态。
最后应当说明的是: 上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (8)
1.一种节能型冰柜的换热装置，包括柜体、冷冻室、换热室、冷凝器、压缩机、毛细管、至少一台循环风机、蒸发器和排水管，所述压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器顺次连接形成制冷系统，所述循环风机带动气流经过换热室，与换热室内的蒸发器接触进行换热，其特征在于：
所述柜体和冷冻室的四周和底部之间设置夹层，所述冷冻室的顶部四周与柜体密封连接，所述冷冻室的上部两侧相对位置处设置连通所述夹层的循环风孔，所述冷冻室的底部密布有连通所述夹层的循环风孔；
所述换热室设置在冷冻室其中一侧的夹层中，所述循环风机安装在所述夹层中；
所述换热室中设置有中间绝热隔板，将换热室分隔为左腔室和右腔室，所述左腔室和右腔室的顶端和底端分别设置换向导流板，所述换向导流板可切换两种状态，分别使左腔室与夹层导通或右腔室与夹层导通；
所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器布置于左腔室内，第二蒸发器布置于右腔室内，第一蒸发器和第二蒸发器的首端和尾端分别通过切换阀接入所述制冷系统；
所述冷冻室的顶部正对的两侧设置两排气体喷嘴，两排气体喷嘴分别连接至少两台微型气泵，所述微型气泵的进气口接入夹层空间内，使两排气体喷嘴于冷冻室的顶部形成气流门，所述微型气泵的启闭开关为微动开关，所述微动开关与柜体的柜门相关联，以便打开柜门时所述微动开关打开，进而打开微型气泵。
2.根据权利要求1所述的节能型冰柜的换热装置，其特征在于：所述气体喷嘴喷头朝向与夹层中的气流方向呈锐角。
3.根据权利要求2所述的节能型冰柜的换热装置，其特征在于：所述换热室的下方设置汇流盘，所述汇流盘呈斗状，所述排水管连接所述汇流盘的底端。
4.根据权利要求3所述的节能型冰柜的换热装置，其特征在于：所述汇流盘通过一直线驱动机构安装在所述换热室下方，所述直线驱动机构驱动汇流盘在换热室的两个腔室间切换。
5.根据权利要求4所述的节能型冰柜的换热装置，其特征在于：所述柜体上位于冷凝器的一侧设置直饮水装置，所述直饮水装置包括集热器、热饮水箱插口、冷饮水箱插口和相对两个水箱插口设置的水龙头，所述集热器包括集热管道和热饮循环泵，所述集热管道的两端接入热饮水箱插口，所述集热管道的主体部分与冷凝器的前半部分组合在一起形成一套换热结构，冷饮水插口连接冷饮水管道和冷饮循环泵，所述冷饮水管道布置在所述夹层中，所述冷饮水管道上安装流量调节阀。
6.根据权利要求5所述的节能型冰柜的换热装置，其特征在于：所述换热结构包括换热箱和均设于换热箱内的冷媒、冷媒循环泵、集热管道的主体部分和前半部分的冷凝器管道，所述冷媒循环泵驱动冷媒在换热箱内环流，所述换热箱为金属箱体。
7.根据权利要求6所述的节能型冰柜的换热装置，其特征在于：所述柜体的侧部还设置有保温仓，所述保温仓的周边通过保温层包裹，所述保温仓的内壁铺设热循环管道和热循环泵，所述热循环管道和所述集热管道通过分配阀连通。
8.一种节能型冰柜装置的换热控制方法，其特征在于：包括权利要求7所述的节能型冰柜的换热装置，所述节能型冰柜的换热装置内置中控系统，所述中控系统包括处理器、位于冷冻室内的第一温度传感器、位于夹层中的第二温度传感器、位于冷饮水插口处的第三温度传感器、位于热饮水插口处的第四温度传感器、位于保温仓内的第五温度传感器和位于换热箱中的第六温度传感器，所述处理器连接第一温度传感器、第二温度传感器、压缩机和循环风机，以根据第一温度传感器和第二温度传感器的数据控制压缩机和循环风机的工作状态；
所述处理器连接第三温度传感器和流量调节阀，以控制流量调节阀的流量；
所述处理器连接第四温度传感器和第五温度传感器，以控制热饮循环泵的工作状态；
所述处理器连接第六温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器，以控制所述分配阀的工作状态。
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