CN1167243A - 有多个蒸发器的冷却装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于冷却系统的有多个蒸发器的冷却装置，蒸发器与冷空气通道的纵向垂直设置，致冷剂通过阀门装置分别输送到各蒸发器，每个蒸发器具有螺旋形盘绕的导管，设有多个吹风器，分别用于每个蒸发器，导管的盘绕部分的直径沿着吹风器吹风的方向增大。设有多个分别与导管同轴的除霜加热器。在其它蒸发器去霜期间，至少有一个蒸发器工作，以提高冷却效率，此外，热交换在整个蒸发器的范围内均匀进行，该冷却装置有高的冷却效率。

Description

有多个蒸发器的冷却装置
本发明涉及一种用于冷却系统的冷却装置，特别是涉及一种具有多个分别控制的蒸发器的冷却装置。
通常，如冰箱或空调器那样的冷却系统有一个生成冷空气的冷却装置，在图1中显示了这样一种传统的冷却系统，这是一台冰箱，该冰箱有一个冷冻室1和一个新鲜食品储存室2，两者通过隔壁3互相分开，在位于冷冻室1的后壁内的冷空气通道7中置有一个蒸发器4，压缩机6安装在冰箱背面的低部。冷凝器(图中没显示)位于压缩机6和蒸发器4之间，压缩机6把致冷剂压缩成高温高压的气体，冷凝器辐射气态致冷剂的热量把气体变成液体，液态致冷剂被送入蒸发器4，蒸发器4通过蒸发致冷剂而产生冷空气。
在蒸发器4的上方有一个吹风器5，吹风器5把蒸发器4所产生的冷空气吹入冷冻室1，从而，在冷冻室1内的食品被冻结，来自蒸发器4的一部分冷空气通过位于冷空气通道7背后的致冷通道8进入新鲜食品储存室2。
在蒸发器4的下方置有一个除霜加热器9，除霜加热器9通过向蒸发器4供热来去除结在蒸发器4上的霜。在蒸发器4持续进行制冷操作的情况下，当结在蒸发器4上的霜的数量大于一个预定数量值时，压缩机停止运转，除霜加热器9开始除霜作业。
图2是图1中的蒸发器4的放大图，蒸发器4具有导管4b和多个热交换片4a，导管4b经多次弯曲成Z字型，热交换片4a互相平行排列。输入到导管4b的致冷剂在导管4b内蒸发以吸收周围空气里的热量，从而，在蒸发器4的周围产生了冷空气。热交换片4a的作用是扩大与周围空气的接触面积以提高热交换效率。热交换片4a互相平行设置，使得其所构成的间隙的纵向方向与由吹风器5所形成的冷空气的循环方向一致。
然而，这种传统的冷却装置存在一个问题，由于在为消除结在蒸发器4上的霜进行除霜作业期间，致冷操作停止，因此其致冷效率较低。此外，因为在蒸发器4的各个部分的热交换量不一致，热交换效率较低。也就是说，由吹风器5强制循环的空气先与蒸发器4的下面部分接触，然后该被冷却的空气与蒸发器4的上面部分接触，因而，蒸发器4上部的热交换量小于在蒸发器4下部的热交换量。并且，霜冻并不是均匀地结在蒸发器4的每个部位，而是在蒸发器4的热交换量较大的下部所结的霜比较多，因此除霜操作的周期被缩短，降低了冷却装置的致冷效率。
本发明计划克服上面所描述的已有技术中存在的问题，因此，本发明的目的是提供一种冷却装置，这种装置在执行除霜作业的同时执行致冷操作，从而具有高的冷却效率。
本发明的另一个目的是提供一种在蒸发器的整个范围内均匀进行热交换的冷却装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于冷却系统的冷却装置，该冷却系统具有一个冷空气通道，该冷空气通道位于冷冻室的壁内且与冷冻室相通，该冷却装置包括：多个蒸发器，位于冷空气通道内并与冷空气通道的纵向垂直分布，用于产生冷空气；一个用于控制向各蒸发器分别输送致冷剂的装置；和多个吹风器，用于分别向蒸发器吹风以向冷冻室提供冷空气。
蒸发器最好分别具有沿冷空气通道的纵向螺旋形盘绕的导管。
为实现上面另一个目的的冷却装置中，导管的盘绕部分的直径沿着吹风器吹风的方向逐渐增大。
此外，如果蒸发器进一步包括许多用于热交换的散热片，这些散热片排列在导管的外表面上，则进一步提高热交换量。
而且，蒸发器最好有多个加热器，以分别去除各蒸发器的霜。
更好的是设置多个分隔各蒸发器的隔壁，以提高冷却效率。
还有，能够控制控制装置交替向各蒸发器供给致冷剂。
此外，在邻近空气通道的冷空气出口处设置蒸发器，能够均匀地向冷冻室提供冷空气。
通过下面结合附图描述，将能更好地理解本发明，更充分地了解本发明的种种目的和优点。其中：
图1是具有传统冷却装置的冰箱的侧剖视图；
图2是显示在图1中的冰箱的蒸发器的放大图；
图3是具有按照本发明的冷却装置的冰箱的侧剖视图；
图4是图3的被放大了的局部剖视图；
图5是图4所示的冷却装置的透视图。
下面将结合附图对本发明进行详细描述。在本实施例中，所描述的是按照本发明的冷却装置用于如图1所示的冰箱中的情形。
图3是具有按照本发明的冷却装置的冰箱的侧剖视图，图4是图3的被放大了的局部剖视图，图5是图4所示的冷却装置的透视图。与如图1所示的传统冰箱一样，具有本发明的冷却装置的冰箱有一个冷冻室10和一个新鲜食品储存室11，两者由隔壁13分开。在冷冻室10的后壁内，垂直方向置有一个与冷冻室10连通的冷空气通道14，一对蒸发器20、20a安置在冷空气通道14内，一个压缩机17安装在冰箱背面的低部，压缩机17把压缩了的经过冷凝器(图中没显示)冷凝的致冷剂输送到蒸发器20、20a。在冷凝器和蒸发器20、20a之间，装有一个阀门装置50，阀门装置50分别控制从冷凝器进入蒸发器20、20a的致冷剂的供给。
蒸发器20、20a通过致冷剂蒸发产生冷空气，蒸发器20、20a位于冷空气通道14内并与冷空气通道14的纵向垂直分布。在蒸发器20、20a之间，装有一隔壁40，隔壁40使蒸发器20、20a互相分隔开。在蒸发器20、20a的后面，装有一对吹风器16、16a，用于向蒸发器20、20a吹风。被吹风器16、16a所吹的冷空气流经在冷空气通道14末端的多个冷空气出口18进入冷冻室10。在冷空气通道14的后面，设有一个与新鲜食品储存室11相连通的致冷通道15，从蒸发器20、20a出来的一部分冷空气经过致冷通道15进入新鲜食品储存室11。
蒸发器20、20a位于冷空气通道14的上方顶部区域，邻近朝冷冻室10畅开的冷空气出口18，蒸发器20、20a具有螺旋形盘绕的导管21、21a，在导管21、21a的外表面上装有许多翅环25，还具有支承螺旋形导管21、21a的托架23、23a。
使导管21、21a的盘绕部分的直径沿冷空气通道14内的冷空气的循环方向逐渐增大，也就是说，导管21在靠近冷空气出口18的前面部位所盘绕的直径大于远离冷空气出口18的后面部分所盘绕的直径，从而，在导管21、21a内部形成一个大体上为圆锥形的空间，导管21的两端分别与冷凝器和压缩机17连接，另一导管21a的两端也同样。
翅环25成圆环形以能环绕导管21、21a，散热片24沿径向排列在翅环25的外表面上，几乎在整个导管21、21a上都装有翅环25，翅环25增大了与周围空气的接触面，以便增加其与周围空气的热交换量。
托架23、23a成条状，并且几乎沿吹风器16、16a吹风的方向安置。盘绕导管21、21a使其穿过托架23、23a，从而使导管21、21a保持螺旋圆锥形。在导管21、21a所形成的圆锥形空间内，与导管21、21a同轴装有去霜加热器30、30a，用来去除所述蒸发器20、20a上的霜。
下面，将描述按照本发明的冰箱的作用和效果。
当冰箱运转时，压缩机17开始压缩致冷剂，使致冷剂被压缩成高温和高压的气体，在冷凝器内致冷剂辐射热量变成液态，液态的致冷剂被输送到蒸发器20、20a。此时，进入蒸发器20、20a的致冷剂的供给受阀门装置50控制，阀门装置50同时或交替把致冷剂供给蒸发器20、20a，致冷剂在蒸发器20、20a的导管21、21a内蒸发，以吸收周围冷空气通道14中的空气的热量，从而在导管21、21a的周围产生冷空气。吹风器16、16a通过分别朝蒸发器20、20a吹风把冷空气送入冷冻室10，同时，一部分冷空气通过致冷通道15送到新鲜食品储存室11。
被吹风器16、16a吹动的空气与蒸发器20、20a进行热交换而变成冷空气，被吹的空气基本上同时接触导管21、21a的整个区间，被吹的部分空气由于导管21、21a的螺旋形而以导管21、21a的轴为中心旋转，因此，被吹的空气形成一种复杂的气流，使流经蒸发器20、20a的空气与蒸发器20、20a的整个区域均匀接触，而没有不均匀分布的接触区，从而提高热交换效率。此外，基本上在导管21、21a的整个外表面上沿径向伸出的散热片24不仅起增大与周围空气的接触面的作用，而且还起产生较复杂的气流的作用，因此使热交换效率有进一步的提高。
同时，由于被吹风器16、16a所吹的空气几乎与蒸发器20、20a的整个区域均匀接触，因此霜在其上均匀生成，不存在不均匀的分布，且去霜作业的周期拉长，从而防止由于频繁的去霜作业而导致的致冷操作效率的降低。此外，因为除霜加热器30、30a与导管21、21a同轴安排，在除霜作业中所产生的热量均匀传向导管21、21a，使得除霜作业的效率提高。
此外，由于导管21、21a基本上成圆锥形，当空气被吹动通过它时散开。由于蒸发器20、20a装在冷空气出口18处附近，冷空气从出口排出的瞬间扩散，以致几乎向冷冻室10的整个范围提供了冷空气。因此，不会发生冷冻室10内的制冷程度不均匀的现象，能够均匀冷却。
如果在蒸发器20、20a运行期间，在蒸发器20、20a之中的一个蒸发器上生成的霜达到预定的量，则该蒸发器开始除霜作业。首先，阀门装置50停止向去霜的蒸发器供致冷剂，然后，与该蒸发器相应的除霜加热器开始运行，此时，继续向另一个蒸发器供致冷剂，以继续向冷冻室10和新鲜食品储存室11提供冷空气。当该蒸发器的去霜完成时，阀门装置50重新开始向该蒸发器提供致冷剂，蒸发器20、20a又重新开始致冷。在进行这一操作期间，与切断了致冷剂供给的蒸发器相应的那个吹风器停止运转。置于蒸发器20、20a之间的隔壁40使蒸发器20、20a离开一定的距离，这样可防止在一个蒸发器除霜期间由于除霜加热器产生的热而导致的另一个蒸发器的冷却效率的降低。如上面所描述，由于能够在一个蒸发器进行致冷作业时仅仅对需要去霜的那个蒸发器去霜，总的致冷操作连续执行，因此提高了冷却效率。
虽然在这个实施例中，蒸发器20、20a同时运转，并且只有需要去霜的蒸发器停止运行，也可以每个蒸发器交替运行，也就是说，通过轮流交替向蒸发器20、20a提供致冷剂，一个蒸发器去霜或停止运转，而另一个蒸发器运转，如果运转中的那个蒸发器需要去霜，则所述第一个蒸发器开始运转，由此，蒸发器20、20a的致冷强度持续保持一致。在这种情况下，控制吹风器16、16a，使得只有与供给致冷剂的那个蒸发器相对应的那个吹风器运转。此外，在这种情况下，如果用户想加强致冷，最好两个蒸发器20、20a同时运转。
虽然本实施例所描述的是把一对蒸发器20、20a用于冰箱，也可以把这种蒸发器用于通常的冷却系统，例如不但可用于冰箱，也可用于空调器，以及其它要求与周围空气热交换的热交换系统。此外，也可以采用三个以上蒸发器，并分别控制或先后控制它们。
如上面所描述，按照本发明所提供的冷却装置，由于有多个可以分别控制的蒸发器，因此具有高的冷却效率。同时，由于导管被螺旋盘绕成圆锥形，蒸发器能有效地与周围空气进行热交换，能够实现均匀冷却。此外，因为霜是均匀地结在整个蒸发器上，没有不均匀的分布，去霜作业的周期拉长，使得冷却效率进一步提高，特别是由于除霜加热器提供除霜的热量均匀地分布在整个导管上，提高了除霜作业的效率。
虽然已对本发明进行详细的描述和解说，显然可以理解，其只起解说和举例的作用，而不起限定作用，本发明的精神和范围只受限于所附权利要求书的条款。

Claims (10)

1、一种用于冷却系统的冷却装置，该冷却系统具有一个冷空气通道，该冷空气通道位于冷冻室的壁内且与所述冷冻室相通，所述冷却装置包括：
多个蒸发器，位于所述冷空气通道内，与所述冷空气通道的纵向垂直分布，用于产生冷空气；
一个用于控制向所述蒸发器分别输送致冷剂的装置；和
多个吹风器，用于分别向所述蒸发器吹风以向所述冷冻室提供冷空气。
2、按照权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述蒸发器分别具有沿所述冷空气通道的纵向螺旋形盘绕的导管。
3、按照权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述导管的盘绕部分的直径沿着所述吹风器吹风的方向逐渐增大。
4、按照权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述蒸发器进一步包括许多用于热交换的散热片，这些散热片排列在所述导管的外表面上。
5、按照权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，进一步包括多个加热器，以分别去除所述蒸发器的霜，所述加热器装在所述导管形成的圆锥形空间内，分别与所述导管同轴。
6、按照权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，进一步包括多个分隔所述蒸发器的隔壁。
7、按照权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述蒸发器的数量是两个。
8、按照权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，控制所述的控制装置，以交替向所述蒸发器供给致冷剂。
9、按照权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述蒸发器设置在靠近朝所述冷冻室敞开的所述冷空气通道的冷空气出口处的区域。
10、一种用于冷却系统的冷却装置，该冷却系统具有一个冷空气通道，该冷空气通道位于冷冻室的壁内且与所述冷冻室相通，所述冷却装置包括：
多个蒸发器，位于所述冷空气通道内与所述冷空气通道的纵向垂直分布，用于产生冷空气，所述蒸发器分别具有沿所述冷空气通道的纵向螺旋形盘绕的导管，和许多用于热交换的散热片，这些散热片排列在所述导管的外表面上；
多个分隔所述蒸发器的隔壁；
一个用于控制向所述蒸发器分别输送致冷剂的装置；
多个吹风器，用于分别向所述蒸发器吹风以向所述冷冻室提供冷空气；和
多个加热器，以分别去除所述蒸发器的霜，所述加热器装在所述导管形成的圆锥形空间内，分别与所述导管同轴。
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