CN115493344B - 一种嵌入式风冷冰箱及其控制方法 - Google Patents
一种嵌入式风冷冰箱及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115493344B CN115493344B CN202210968068.3A CN202210968068A CN115493344B CN 115493344 B CN115493344 B CN 115493344B CN 202210968068 A CN202210968068 A CN 202210968068A CN 115493344 B CN115493344 B CN 115493344B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- condenser
- phase
- temperature
- micro
- channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 115
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 86
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 claims description 86
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 57
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 36
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 36
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 31
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 31
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 30
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 23
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 23
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 20
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 16
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 claims description 12
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 6
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 abstract 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 108010066057 cabin-1 Proteins 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
- F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/04—Condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
- F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
- F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25D29/003—Arrangement or mounting of control or safety devices for movable devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
本申请属于制冷技术领域，特别是涉及一种嵌入式风冷冰箱及其控制方法。现有的技术方案中不能有效的解决嵌装时总风量减小的问题，造成了压机仓内温度升高，制冷效率降低及整机能耗的增加；同时，冷凝器内置在冰箱的底部，占用了冰箱内的使用空间。本申请提供了一种嵌入式风冷冰箱，包括本体，所述本体内设置有压机仓，所述压机仓内设置有风机和压缩机，所述风机设置于接水盘内，所述接水盘上设置有进风口，所述风机嵌入所述进风口，所述压缩机与冷凝器组件连接，所述冷凝器组件为相变蓄热微通道冷凝器组件；所述冷凝器组件、三通阀、排气管路与所述压缩机依次连通；所述压机仓上设置有出风口。提高制冷效率、降低整机能耗。
Description
技术领域
本申请属于制冷技术领域，特别是涉及一种嵌入式风冷冰箱及其控制方法。
背景技术
嵌入式冰箱通过将冰箱放置在橱柜或墙壁中，有效提升室内空间利用率，实现了家具-电器一体化，正逐渐受到人们的关注。但嵌入式冰箱也存在着压机仓的热量无法及时有效的排出的问题，导致了制冷效率的降低，增加了整机能耗。压机仓热量无法及时有效排出的原因如下：一方面是由于嵌入式冰箱由于侧面与橱柜和墙壁的间距小，不具备侧进出风条件，导致了空气流通面积减小，进入的新风风量减小。另一方面，是由于压机仓内的气流流通不畅，从压缩机仓出风格栅流出尚未排到外界又直接流回压缩机仓。
现有关于提升嵌入式冰箱压机仓内散热效率的技术方案为：(1)改进压机仓的布局，设计冷凝器、压缩机、风机以及进风口和出风口的位置排布，使压机仓内的气流流通更为通畅。(2)压机仓内冷凝器放置在接水盘中，借助接水盘中化霜水水冷散热。
现有的技术方案中不能有效的解决嵌装时总风量减小的问题，即风冷无法有效将开机时的压机仓热量带走，造成了压机仓内温度升高，制冷效率降低及整机能耗的增加；同时，冷凝器内置在冰箱的底部，占用了冰箱内的使用空间。
发明内容
1.要解决的技术问题
基于现有的技术方案中不能有效的解决嵌装时总风量减小的问题，即风冷无法有效将开机时的压机仓热量带走，造成了压机仓内温度升高，制冷效率降低及整机能耗的增加；同时，冷凝器内置在冰箱的底部，占用了冰箱内的使用空间的问题，本申请提供了一种嵌入式风冷冰箱及其控制方法。
2.技术方案
为了达到上述的目的，本申请提供了一种嵌入式风冷冰箱，包括本体，所述本体内设置有压机仓，所述压机仓内设置有风机和压缩机，所述风机设置于接水盘内，所述接水盘上设置有进风口，所述风机嵌入所述进风口，所述压缩机与冷凝器组件连接，所述冷凝器组件为相变蓄热微通道冷凝器组件；所述冷凝器组件、三通阀、排气管路与所述压缩机依次连通；所述压机仓上设置有出风口。
本申请提供的另一种实施方式为：所述冷凝器组件包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述压缩机与所述第一冷凝器连接，所述压缩机与所述第二冷凝器连接，所述第一冷凝器为冷藏相变蓄热微通道冷凝器，所述第二冷凝器为冷冻相变蓄热微通道冷凝器，所述第一冷凝器与所述第二冷凝器内设置有不同熔点的高热导率复合相变材料。
本申请提供的另一种实施方式为：所述压机仓前侧外壁面设置有所述出风口。
本申请提供的另一种实施方式为：所述第一冷凝器内复合相变材料熔点为40～45℃，所述第二冷凝器内复合相变材料的熔点比所述第一冷凝器内的复合相变材料熔点低3～5℃。
本申请提供的另一种实施方式为：所述高热导率复合相变材料为石蜡-液态金属微胶囊复合相变材料。
本申请提供的另一种实施方式为：所述第一冷凝器包括连接结构，所述连接结构上设置有微通道扁管组件，所述微通道扁管组件包括依次连接的第一微通道扁管、第二微通道扁管和第三微通道扁管，所述第一微通道扁管内设置有高热导率复合相变层，所述第三微通道扁管内设置有高热导率复合相变层，所述第二微通道扁管为制冷剂通道，所述第一微通道扁管外侧设置有风冷翅片，所述第三微通道扁管外侧设置有风冷翅片。
本申请提供的另一种实施方式为：所述第一微通道扁管宽度方向与重力方向平行或者垂直，所述第二微通道扁管宽度方向与重力方向平行或者垂直，所述第三微通道扁管宽度方向与重力方向平行或者垂直。
本申请提供的另一种实施方式为：所述压缩机和所述冷凝器组件设置于所述风机同侧。且冷凝器组件位于压缩机的前侧。
本申请提供的另一种实施方式为：所述风机为小型轴流风机，所述轴流风机高度大于所述接水盘高度。
本申请还提供一种所述的嵌入式风冷冰箱的控制方法，所述控制方法包括冷藏制冷时的风机转速调节、冷冻制冷时的风机转速调节和压缩机停机的风机转速调节。风机的转速由压机仓内的温度以及冷藏相变蓄热微通道冷凝器和冷冻蓄热相变微通道冷凝器中相变材料的温度来控制。
3.有益效果
与现有技术相比，本申请提供的嵌入式风冷冰箱及其控制方法的有益效果在于：
本申请提供的嵌入式风冷冰箱，为基于相变蓄热微通道冷凝器的嵌入式风冷冰箱。
本申请提供的嵌入式风冷冰箱，设计冷藏、冷冻双相变蓄热微通道冷凝器。在冷藏、冷冻制冷时，通过相变材料储存热量和风冷散热相耦合的方式，有效降低压机仓内的温度，提高制冷效率、降低整机能耗。
本申请提供的嵌入式风冷冰箱，合理的布局冷藏、冷冻相变微通道冷凝器、压缩机和风机的相对位置。一方面使得压机仓内的气流流通更通畅，提高风冷散热效率。另一方面使压机仓内器件布置更为紧凑，从而减小了压机仓的占用面积，增加了冰箱的使用空间。
本申请提供的嵌入式风冷冰箱的控制方法，将风冷散热和相变蓄热与冰箱的冷藏制冷、冷冻制冷模式相匹配，有效的提高整体散热效率，实现系统稳定高效运行。
本申请提供的嵌入式风冷冰箱的控制方法，为风冷散热和相变蓄热耦合控制。
附图说明
图1是本申请的压机仓位置示意图；
图2是本申请的压机仓立体结构示意图；
图3是本申请的压机仓的主视图；
图4是本申请的压机仓的俯视图；
图5是本申请的冷凝器立体结构示意图；
图6是本申请的冷凝器主视图；
图7是本申请的冷凝器第二立体结构示意图；
图8是本申请的冷凝器第二主视图；
图9是本申请的微通道扁管组件主视图；
图10是本申请的微通道扁管组件侧视图；
图11是本申请的翅片结构示意图；
图12是本申请的翅片第二结构示意图；
图13是本申请的三通阀连接控制示意图；
图14是本申请的控制方法流程示意图；
图15是本申请的控制方法流程第二示意图；
图16是本申请的控制方法流程第三示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
参见图1～16，本申请提供一种嵌入式风冷冰箱，包括本体，所述本体内设置有压机仓1，所述压机仓1内设置有风机2和压缩机5，所述风机2设置于接水盘6内，所述接水盘6上设置有进风口7，所述风机2嵌入所述进风口7，所述压缩机5与冷凝器组件连接，所述冷凝器组件为相变蓄热微通道冷凝器组件；所述冷凝器组件、三通阀10、排气管路9与所述压缩机5依次连通；所述压机仓1上设置有出风口。
整个压机仓1位于冰箱的右下半侧或左下半侧(如图1所示)。压机仓1距离地面的高度为20～30mm，在底部开设底进风口7，在冷冻相变蓄热微通道冷凝器的前面设置前出风口8。前出风口8的个数为10～15个。风从底进风口7进入压机仓1，吹向压缩机5和相变蓄热微通道冷凝器3、4后从前出风口8出来。
通过改进压机仓内的布局，有效的避免了风的短路，使得风与压缩机5、冷凝器3、4的接触面积更大，表面的风速也更为均匀，风冷换热效率更高。现有的嵌入式冰箱底部空间的高度要求较高，需大于200mm，而本申请中压机仓距离底面的高度大大缩小。
冷凝器组件包含有两个相变蓄热冷凝器冷凝器，分别为冷藏相变蓄热微通道冷凝器3和冷冻相变蓄热微通道冷凝器4。通过排气管路9和三通阀10将压缩机5与冷藏相变蓄热微通道冷凝器3和冷冻相变微通道冷凝器4连接。三通阀10包含了与冷藏相变蓄热微通道冷凝器连接阀以及与冷冻相变微通道冷凝器连接阀门。
已有的嵌入式冰箱只包含了一个冷凝器，且大多为翅片管冷凝器和微通道冷凝器，不包含相变材料。通过在微通道冷凝器内封装相变材料，压机仓的散热变成了相变蓄热和风冷相耦合的方式。且分别设置冷藏、冷冻相变蓄热微通道冷凝器，与冰箱的冷藏制冷和冷冻制冷工况相匹配。这样在全嵌入式冰箱风量不足环境下，相变材料也能有效的吸收冷凝器中制冷剂的热量，从而使得提升制冷效率，减少了冰箱的耗电量。
三通阀10连接控制方式以及风冷散热和相变蓄热耦合控制方式。
现有三通阀的控制信号和冰箱原有的蒸发器前三通阀的控制信号一致。当冰箱处于冷藏制冷时，压缩机5与冷藏相变蓄热微通道冷凝器3连接，冷藏相变蓄热微通道冷凝器连接阀开启；当冰箱处于冷冻制冷时，压缩机5与冷冻相变蓄热微通道冷凝器4连接，冷冻相变微通道冷凝器连接阀门开启。在冰箱处于冷冻制冷模式时，进一步检查冷冻室内30s内的降温速率，如冷冻室内30s内的降温速率小于K(K可取值0.5～1)时，三通阀阀门由冷冻相变微通道冷凝器连接阀门切换至冷藏相变蓄热微通道冷凝器连接阀。如冷冻室内30s内的降温速率大于等于K时，维持原有的冷冻相变微通道冷凝器连接阀门开启状态。若冰箱处于停机状态，三通阀门关闭。
进一步地，所述冷凝器组件包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述压缩机5与所述第一冷凝器连接，所述压缩机5与所述第二冷凝器连接，所述第一冷凝器为冷藏相变蓄热微通道冷凝器3，所述第二冷凝器为冷冻相变蓄热微通道冷凝器4，所述第一冷凝器与所述第二冷凝器内设置有不同熔点的高热导率复合相变材料。
压缩机5、冷藏相变蓄热微通道冷凝器3、冷冻相变蓄热微通道冷凝器4位于风机2的同侧且相互平行。为保证冷凝器的气流均匀、充足，将冷藏相变蓄热微通道冷凝器3、冷冻相变蓄热微通道冷凝器4位于压缩机5的前侧，距离压缩机5为25mm～30mm。冷藏相变蓄热微通道冷凝器3、冷冻相变蓄热微通道冷凝器4和压缩机5距离风机大于30mm。
目前压缩机和微通道冷凝器位于风机的两侧，三者在同一直线上。本申请将压缩机和微通道冷凝器平行放置于风机的同侧后，不仅使得气流组织更通畅、防止风的短路，而且可将压机仓的占用面积减小一半。
进一步地，所述压机仓1前侧外壁面设置有所述出风口8。
进一步地，所述第一冷凝器内复合相变材料熔点为40～45℃，所述第二冷凝器内复合相变材料的熔点比所述第一冷凝器内的复合相变材料熔点低3～5℃。
进一步地，所述高热导率复合相变材料为石蜡-液态金属微胶囊复合相变材料。
高热导率的复合相变材料是由不同熔点的石蜡与液态金属微胶囊混合而成。其中液态金属微胶囊颗粒是由12μm～100μm液态金属颗粒表面物理镀铜制备而成。将石蜡融化后，液态金属微胶囊颗粒与石蜡通过搅拌器形成均匀混合液，然后放置在室温下凝固。选用液态金属微胶囊颗粒的熔点与石蜡的熔点接近。由于液态金属相变材料不仅热导率高，而且单位体积的相变潜热大。将液态金属微胶囊颗粒与石蜡混合不仅提升了石蜡的热导率，而且提升了其潜热。冷藏相变蓄热微通道冷凝器3和冷冻相变蓄热微通道冷凝器4内封装不同熔点的石蜡-液态金属微胶囊复合相变材料。由实验测试可得，冷冻制冷时冷凝器入口温度比冷藏制冷时低3～5℃。因此，冷藏相变蓄热微通道冷凝器内复合相变材料的熔点为40～45℃，冷冻相变蓄热微通道换热器内的复合相变材料的熔点比冷藏相变蓄热微通道冷凝器的熔点低3～5℃。
目前没有将石蜡与液态金属微胶囊颗粒相混合的。但由于液态金属相变材料不仅热导率高，而且单位体积的相变潜热大。将液态金属微胶囊颗粒与石蜡混合不仅提升了石蜡的热导率，而且提升了其潜热。
石蜡-液态金属微胶囊复合相变材料制备是通过将粒径为12μm～100μm液态金属颗粒镀铜后，高温下与石蜡搅拌形成均匀混合溶液，待室温下凝固。
进一步地，所述第一冷凝器包括连接结构，所述连接结构上设置有微通道扁管组件301，所述微通道扁管组件301或311包括依次连接的第一微通道扁管、第二微通道扁管和第三微通道扁管，所述第一微通道扁管内设置有高热导率复合相变层，所述第三微通道扁管内设置有高热导率复合相变层，所述第二微通道扁管为制冷剂通道，所述第一微通道扁管外侧设置有风冷翅片3014或者3114，所述第三微通道扁管外侧设置有风冷翅片3014或者3114。
这里的第一冷凝器与第二冷凝器结构相同，只是所用相变材料不同。
进一步地，所述第一微通道扁管宽度方向与重力方向平行或者垂直，所述第二微通道扁管宽度方向与重力方向平行或者垂直，所述第三微通道扁管宽度方向与重力方向平行或者垂直。
具体的，其中相变蓄热微通道冷凝器的形式分为扁管的宽度方向和重力方向垂直以及扁管的宽度方向与重力方向平行两种形式。当扁管宽度方向与重力方向垂直时，冷藏相变蓄热微通道冷凝器3或者冷冻相变蓄热微通道冷凝器4是由微通道扁管组件311、弧形连接结构312连接而成。微通道扁管组件311包含中间微通道扁管3111即第二微通道扁管、上侧微通道扁管3112即第一微通道扁管和下侧微通道扁管3113即第三微通道扁管及扁管外侧的风冷翅片3114。第一微通道扁管的宽度、第二微通道扁管的宽度和第三微通道扁管的宽度方向与重力方向垂直。中间微通道扁管3111走制冷剂，不同流路的中间微通道扁管通过弧形连接结构302连接成一个闭合流通回路。前侧微通道扁管3112和后侧微通道扁管3113内密封封装高热导率复合相变材料。
弧形连接结构的主要作用是将上下不同流路中的中间微通道扁管连接起来。如图中有7路彼此平行的微通道扁管，相邻的两路之间通过弧形连接结构串通起来。
已有的微通道冷凝器的形式只包含一层微通道扁管，不含有相变材料。本申请在此基础上在微通道扁管上钎焊两层微通道扁管，其中上下两层微通道扁管内封装相变材料。在微通道扁管内封装相变材料，有助于提升相变材料的融化和凝固速率，能够有效快速的带走中间扁管中制冷剂的热量。
当扁管的宽度方向与重力方向平行时，相变蓄热微通道冷凝器即冷藏相变蓄热微通道冷凝器3或者冷冻相变蓄热微通道冷凝器4是由微通道扁管组件301和弧形连接结构302连接而成。微通道扁管组件301包含中间微通道扁管3011即第二微通道扁管、前侧微通道扁管3012即第一微通道扁管、后侧微通道扁管3013即第三微通道扁管及扁管外侧的风冷翅片3014。第一微通道扁管的宽度、第二微通道扁管的宽度和第三微通道扁管的宽度方向与重力方向平行。中间微通道扁管3011走制冷剂，通过弧形连接结构302连接成一个闭合流通回路。前侧微通道扁管3012和后侧微通道扁管3013内密封封装高热导率复合相变材料。
这种相变蓄热微通道冷凝器形式(微通道扁管的宽度方向与重力方向平行)相比于现有的微通道冷凝器的设计，有较大的改动。这种设计不仅与压机仓1内的风路匹配，与风的接触面积更大，风冷换热效率更高；而且占用空间小。
前侧微通道扁管3012和后侧微通道扁管3013外面设置风冷翅片3014，风冷翅片3014的结构可为圆柱型翅片3014，竖直翅片3015、波纹翅片3016(在外侧设置风冷翅片，提升相变材料与风冷换热效率，缩短了相变材料的凝固时间，进而保证了相变材料在工作时的蓄热功能。
进一步地，所述压缩机5和所述冷凝器组件设置于所述风机2同侧。且冷凝器组件位于压缩机5的前侧。
进一步地，所述风机2为小型轴流风机，所述轴流风机高度大于所述接水盘6高度。
风机2为小型轴流风机，可选用风量为600～800m3/h的小型管道式轴流风机。轴流风机2放置在接水盘6中，在接水盘6中间设计圆形封闭区域放置轴流风机2。其中轴流风机2的高度大于接水盘6的高度。
由于采用了新型的相变蓄热微通道冷凝器，冷凝器内制冷剂的热量可通过相变蓄热与风冷耦合散出，因此可以选用小型的轴流风机，从而降低了耗电量，减少了占用空间。本申请中将轴流风机放置在接水盘中，不仅合理利用了空间，而且轴流风机的出风有助于接水盘中的化霜水快速蒸发。
本申请还提供一种对所述的嵌入式风冷冰箱的控制方法，所述控制方法包括冷藏制冷时的风机2转速调节、冷冻制冷时的风机2转速调节和压缩机5停机的风机2转速调节。风机2的转速由压机仓内1的温度以及冷藏相变蓄热微通道冷凝器3和冷冻蓄热相变微通道冷凝器4中相变材料的温度来控制。
具体的，冷藏制冷时的风机2转速调节控制方式：
当压缩机5与冷藏相变蓄热微通道冷凝器3连接时，从压缩机5出来的高温的气相制冷剂在冷藏相变蓄热微通道冷凝器3的中间微通道扁管流动，前后两侧微通道扁管内的相变材料吸热融化，带走制冷剂的热量。风机2的转速由压机仓1内的温度以及冷藏相变蓄热微通道冷凝器3和冷冻蓄热相变微通道冷凝器4中相变材料的温度来控制。
当压机仓1内的温度T1与环境温度T0之差大于K1℃(K可取3～5℃)，风扇高转速运行；
当压机仓1内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃(K可取3～5℃)，但冷藏相变蓄热微通道冷凝器3中相变材料的温度T3高于熔点温度Tm为K2℃(K≥3℃)，风扇高转速运行；
当压机仓1内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃(K可取3～5℃)，冷藏相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T3处于熔点温度Tm附近时(T3-Tm≈±1～2℃)，冷冻相变蓄热微通道中相变材料的温度T4处于凝固温度Ts时附近时(T4-Ts≈±1～2℃)，风扇中转速运行；
当压机仓1内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃(K可取3～5℃)，冷藏相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T3在熔点温度Tm附近时(T3-Tm≈±1～2℃)，冷冻相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T4低于凝固温度Ts为K3℃(K≥3℃)时，风扇低转速运行；通过变频调节风机的转速，使得风冷散热与相变蓄热相耦合，需达到两个目的。一是在冷藏制冷时，确保压机仓1内的温度不能过高。二是确保冷冻相变微通道冷凝器中的相变材料凝固完成，为冷冻制冷中融化吸收制冷剂的热量做准备。
冷冻制冷时的风机2转速调节控制方式：
当压缩机5与冷冻相变蓄热微通道冷凝器4连接时，从压缩机5出来的高温的气相制冷剂在冷冻相变蓄热微通道冷凝器4的中间微通道扁管流动，前后两侧微通道扁管内的相变材料吸热融化，带走制冷剂的热量。风机2的转速由压机仓1内的温度以及冷藏相变蓄热微通道冷凝器3和冷冻蓄热相变微通道冷凝器4中相变材料的温度来控制。
当压机仓1内的温度T1与环境温度T0之差大于K1℃(K可取3～5℃)，风扇高转速运行；
当压机仓1内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃(K可取3～5℃)，但冷冻相变蓄热微通道冷凝器3中相变材料的温度T4高于熔点温度Tm为K2℃(K≥3℃)，风扇高转速运行；
当压机仓1内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃(K可取3～5℃)，冷冻相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T4处于熔点温度Tm附近时(T4-Tm≈±1～2℃)，冷藏相变蓄热微通道中相变材料的温度T3处于凝固温度Ts时附近时(T3-Ts≈±1～2℃)，风扇中转速运行；
当压机仓1内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃(K可取3～5℃)，冷冻相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T4在熔点温度Tm附近时(T4-Tm≈±1～2℃)，冷藏相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T3低于凝固温度Ts为K3℃(K≥3℃)时，风扇低转速运行；
在冷冻制冷时，确保冷藏用相变微通道冷凝器内的相变材料正在凝固。二是确保压机仓内的温度始终不过高。
压缩机5停机的风机转速调节控制方式：
压缩机5停机时，风机的转速由冷藏相变蓄热微通道冷凝器3和冷冻相变蓄热微通道冷凝器4中相变材料的温度来决定。
当冷藏相变蓄热冷凝器3和冷冻相变蓄热微通道冷凝器4中相变材料的温度均大于或等于凝固温度为K1℃时(T3，T4-Ts≥K，K取值为＞3℃)，风机高转速运行；
当冷藏相变蓄热微通道冷凝器中的相变材料温度T3低于凝固温度TS为K值(T3-Ts≈K)、冷冻相变蓄热冷凝器中相变材料的温度大于凝固温度时(T4-Ts≥K)，风机中转速运行；
当冷藏相变蓄热冷凝器3和冷冻相变蓄热冷凝器4中的相变材料温度均低于凝固温度(T3，T4-Ts＜K)，风机低转速运行；
在压缩机停机时，必须确保冷藏相变蓄热微通道冷凝器中的相变材料温度凝固完成，为冷藏制冷时融化吸收制冷剂的热量做准备
尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。
Claims (5)
1.一种嵌入式风冷冰箱，其特征在于：包括本体，所述本体内设置有压机仓，所述压机仓内设置有风机和压缩机，所述风机设置于接水盘内，所述接水盘中间设计圆形封闭区域放置所述风机，所述风机的高度大于所述接水盘的高度，所述接水盘上设置有进风口，所述风机嵌入所述进风口，风机为风量600～800m3/h的小型管道式轴流风机，所述压缩机与冷凝器组件连接，所述冷凝器组件为相变蓄热微通道冷凝器组件；所述冷凝器组件、三通阀、排气管路与所述压缩机依次连通；所述压机仓上设置有出风口；所述压缩机和所述冷凝器组件设置于所述风机同侧，且冷凝器组件位于压缩机的前侧；将压缩机和微通道冷凝器平行放置于风机的同侧，不仅使得气流组织更通畅、防止风的短路，而且可将压机仓的占用面积减小一半；所述压机仓前侧外壁面设置有所述出风口；所述冷凝器组件包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述压缩机与所述第一冷凝器连接，所述压缩机与所述第二冷凝器连接，所述第一冷凝器为冷藏相变蓄热微通道冷凝器，所述第二冷凝器为冷冻相变蓄热微通道冷凝器，所述第一冷凝器与所述第二冷凝器内设置有不同熔点的高热导率复合相变材料；压缩机通过三通阀与第一冷凝器和第二冷凝器连接；所述第一冷凝器包括连接结构，所述连接结构上设置有微通道扁管组件，所述微通道扁管组件包括依次连接的第一微通道扁管、第二微通道扁管和第三微通道扁管，所述第一微通道扁管设置于所述第二微通道扁管外侧，所述第三微通道扁管设置于所述第二微通道扁管外侧，所述第二微通道扁管设置于中间位置，所述第一微通道扁管内设置有高热导率复合相变层，所述第三微通道扁管内设置有高热导率复合相变层，所述第二微通道扁管为制冷剂通道，所述第一微通道扁管外侧设置有风冷翅片，所述第三微通道扁管外侧设置有风冷翅片；当冰箱处于冷藏制冷时，压缩机与冷藏相变蓄热微通道冷凝器连接，冷藏相变蓄热微通道冷凝器连接阀开启；当冰箱处于冷冻制冷时，压缩机与冷冻相变蓄热微通道冷凝器连接，冷冻相变微通道冷凝器连接阀开启；在冰箱处于冷冻制冷模式时，进一步检查冷冻室内30s内的降温速率，当冷冻室内30s内的降温速率小于K时，K取值为0.5～1，三通阀阀门由冷冻相变微通道冷凝器连接阀切换至冷藏相变蓄热微通道冷凝器连接阀，当冷冻室内30s内的降温速率大于等于K时，维持原有的冷冻相变微通道冷凝器连接阀门开启状态，若冰箱处于停机状态，三通阀关闭。
2.如权利要求1所述的嵌入式风冷冰箱，其特征在于：所述第一冷凝器内复合相变材料熔点为40～45℃，所述第二冷凝器内复合相变材料的熔点比所述第一冷凝器内的复合相变材料熔点低3～5℃。
3.如权利要求1所述的嵌入式风冷冰箱，其特征在于：所述高热导率复合相变材料为石蜡-液态金属微胶囊复合相变材料。
4.如权利要求1所述的嵌入式风冷冰箱，其特征在于：所述第一微通道扁管宽度方向与重力方向平行或者垂直，所述第二微通道扁管宽度方向与重力方向平行或者垂直，所述第三微通道扁管宽度方向与重力方向平行或者垂直。
5.一种对权利要求1～4中任一项所述的嵌入式风冷冰箱的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括冷藏制冷时的风机转速调节、冷冻制冷时的风机转速调节和压缩机停机的风机转速调节；风机的转速由压机仓内的温度以及冷藏相变蓄热微通道冷凝器和冷冻蓄热相变微通道冷凝器中相变材料的温度来控制；
具体的，冷藏制冷时的风机转速调节控制方式：
当压缩机与冷藏相变蓄热微通道冷凝器连接时，从压缩机出来的高温的气相制冷剂在冷藏相变蓄热微通道冷凝器的中间微通道扁管流动，前后两侧微通道扁管内的相变材料吸热融化，带走制冷剂的热量，风机的转速由压机仓内的温度以及冷藏相变蓄热微通道冷凝器和冷冻蓄热相变微通道冷凝器中相变材料的温度来控制；
当压机仓内的温度T1与环境温度T0之差大于K1℃，K1取3～5℃，风扇高转速运行；
当压机仓内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃，K1取3～5℃，但冷藏相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T3高于熔点温度Tm为K2℃，K2≥3℃，风扇高转速运行；
当压机仓内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃，K1取3～5℃，冷藏相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T3处于熔点温度Tm附近时，T3-Tm≈-1～2℃，冷冻相变蓄热微通道中相变材料的温度T4处于凝固温度Ts时附近时，T4-Ts≈-1～2℃，风扇中转速运行；
当压机仓内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃，K1取3～5℃，冷藏相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T3在熔点温度Tm附近时，T3-Tm≈-1～2℃，冷冻相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T4低于凝固温度Ts为K3℃，K3≥3℃时，风扇低转速运行；通过变频调节风机的转速，使得风冷散热与相变蓄热相耦合，需达到两个目的，一是在冷藏制冷时，确保压机仓内的温度不能过高，二是确保冷冻相变微通道冷凝器中的相变材料凝固完成，为冷冻制冷中融化吸收制冷剂的热量做准备；
冷冻制冷时的风机转速调节控制方式：
当压缩机与冷冻相变蓄热微通道冷凝器连接时，从压缩机出来的高温的气相制冷剂在冷冻相变蓄热微通道冷凝器的中间微通道扁管流动，前后两侧微通道扁管内的相变材料吸热融化，带走制冷剂的热量，风机的转速由压机仓内的温度以及冷藏相变蓄热微通道冷凝器和冷冻蓄热相变微通道冷凝器中相变材料的温度来控制；
当压机仓内的温度T1与环境温度T0之差大于K1℃，K1取3～5℃，风扇高转速运行；
当压机仓内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃，K1取3～5℃，但冷冻相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T4高于熔点温度Tm为K2℃，K2≥3℃，风扇高转速运行；
当压机仓内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃，K1取3～5℃，冷冻相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T4处于熔点温度Tm附近时，T4-Tm≈-1～2℃，冷藏相变蓄热微通道中相变材料的温度T3处于凝固温度Ts时附近时，T3-Ts≈-1～2℃，风扇中转速运行；
当压机仓内的温度T1与环境温度T0之差小于K1℃，K1取3～5℃，冷冻相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T4在熔点温度Tm附近时，T4-Tm≈-1～2℃，冷藏相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度T3低于凝固温度Ts为K3℃，K3≥3℃时，风扇低转速运行；
在冷冻制冷时，确保冷藏用相变微通道冷凝器内的相变材料正在凝固，二是确保压机仓内的温度始终不过高；
压缩机停机的风机转速调节控制方式：
压缩机停机时，风机的转速由冷藏相变蓄热微通道冷凝器和冷冻相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度来决定；
当冷藏相变蓄热冷凝器和冷冻相变蓄热微通道冷凝器中相变材料的温度均大于或等于凝固温度为K4℃时，K4取值为＞3℃，风机高转速运行；
当冷藏相变蓄热微通道冷凝器中的相变材料温度T3低于凝固温度TS为K4值，冷冻相变蓄热冷凝器中相变材料的温度T4大于凝固温度TS时为K4值，风机中转速运行；
当冷藏相变蓄热冷凝器和冷冻相变蓄热冷凝器中的相变材料温度均低于凝固温度为K4值，风机低转速运行；
在压缩机停机时，必须确保冷藏相变蓄热微通道冷凝器中的相变材料温度凝固完成，为冷藏制冷时融化吸收制冷剂的热量做准备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210968068.3A CN115493344B (zh) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 一种嵌入式风冷冰箱及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210968068.3A CN115493344B (zh) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 一种嵌入式风冷冰箱及其控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115493344A CN115493344A (zh) | 2022-12-20 |
| CN115493344B true CN115493344B (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=84465609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210968068.3A Active CN115493344B (zh) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 一种嵌入式风冷冰箱及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115493344B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB293710A (en) * | 1927-07-09 | 1929-02-21 | Fernand Favier | Improvements in and relating to cold accumulators for cold storage chambers |
| KR20140059616A (ko) * | 2012-11-08 | 2014-05-16 | 현대자동차주식회사 | 차량용 에어컨 시스템 |
| CN203704456U (zh) * | 2013-09-30 | 2014-07-09 | 合肥晶弘电器有限公司 | 一种多通道扁管冷凝器及采用该冷凝器的冰箱制冷系统 |
| CN105928235A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-07 | 香江科技股份有限公司 | 具有相变蓄冷的双冷凝器数据中心冷却系统及其控制方法 |
| CN106196847A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-12-07 | 海信（山东）冰箱有限公司 | 一种冰箱 |
| CN107062972A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-08-18 | 北京工业大学 | 一种扁管式相变蓄热装置 |
| CN108571849A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-09-25 | 青岛海尔股份有限公司 | 一种嵌入式冰箱 |
| CN208238290U (zh) * | 2018-05-27 | 2018-12-14 | 北京工业大学 | 一种基于pcm相变换热双冷凝器的冰箱制冷系统 |
| CN109959199A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 青岛海尔股份有限公司 | 冷藏冷冻装置的控制方法 |
-
2022
- 2022-08-12 CN CN202210968068.3A patent/CN115493344B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB293710A (en) * | 1927-07-09 | 1929-02-21 | Fernand Favier | Improvements in and relating to cold accumulators for cold storage chambers |
| KR20140059616A (ko) * | 2012-11-08 | 2014-05-16 | 현대자동차주식회사 | 차량용 에어컨 시스템 |
| CN203704456U (zh) * | 2013-09-30 | 2014-07-09 | 合肥晶弘电器有限公司 | 一种多通道扁管冷凝器及采用该冷凝器的冰箱制冷系统 |
| CN105928235A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-07 | 香江科技股份有限公司 | 具有相变蓄冷的双冷凝器数据中心冷却系统及其控制方法 |
| CN106196847A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-12-07 | 海信（山东）冰箱有限公司 | 一种冰箱 |
| CN107062972A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-08-18 | 北京工业大学 | 一种扁管式相变蓄热装置 |
| CN109959199A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 青岛海尔股份有限公司 | 冷藏冷冻装置的控制方法 |
| CN108571849A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-09-25 | 青岛海尔股份有限公司 | 一种嵌入式冰箱 |
| CN208238290U (zh) * | 2018-05-27 | 2018-12-14 | 北京工业大学 | 一种基于pcm相变换热双冷凝器的冰箱制冷系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115493344A (zh) | 2022-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6474089B1 (en) | Natural air-conditioning system for a car | |
| CN110595013A (zh) | 数据中心的空调制冷方法、空调制冷系统及数据中心 | |
| CN202133148U (zh) | 高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置 | |
| CN110006165B (zh) | 一种兼低温除霜与防高温的保护装置、保护方法及空调器 | |
| CN109959084A (zh) | 空气调节系统和空气调节装置 | |
| CN106679015A (zh) | 一种空气换热蓄冷空调系统 | |
| US7234316B2 (en) | Modularized high efficiency cooling device in a cooling mechanism | |
| CN101476833A (zh) | 一种高效冷媒传热系统 | |
| CN115493344B (zh) | 一种嵌入式风冷冰箱及其控制方法 | |
| CN201266038Y (zh) | 用于半导体热泵热水器的综合热管取热器 | |
| CN203454320U (zh) | 制冷/制热系统 | |
| CN217979087U (zh) | 空调系统 | |
| CN217235882U (zh) | 变频空调系统 | |
| CN217236132U (zh) | 变频空调系统 | |
| CN215295145U (zh) | 散热器和空调器 | |
| CN106016547B (zh) | 一种组合式换热系统 | |
| CN208186911U (zh) | 空调系统和空调器 | |
| CN216924603U (zh) | 蓄热空调系统 | |
| CN201382628Y (zh) | 动力式热管传导系统 | |
| CN109959083A (zh) | 空气调节系统和空气调节装置 | |
| CN219713544U (zh) | 空调器、空调器室外机及其冷却装置 | |
| CN216924804U (zh) | 蓄热化霜空调系统 | |
| CN219534654U (zh) | 一种紧凑型电池液冷机组 | |
| CN217737580U (zh) | 一种储能设备用的空调系统和储能设备 | |
| CN216347154U (zh) | 一种内外双循环半导体冷藏暖藏箱 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |