CN1204041A - 具有除霜设备的冰箱 - Google Patents

Abstract

一种具有除霜设备的冰箱,包括一个设置在压缩机上表面的容器和防冻溶液,防冻溶液通过热交换吸收和储存压缩机放出的热;一根管道和一个泵使流体循环通过分隔部。在分隔部中,管道由弯曲部分构成,从而将热传给周围空气。当进行除霜时,用一个阀来防止高温空气流进冷冻室,并用一块板来防止箱体变软。因此可以利用加热器和压缩机的废热进行除霜,减少了在除霜运行时的能耗,缩短了除霜时间,避免了冷冻室温度的升高。

Description

具有除霜设备的冰箱

本发明涉及一种冰箱，具体地说涉及一种可以利用压缩机产生的废热有效地除去蒸发器外表面上形成的霜的冰箱。

通常，冰箱是一种在比较低的温度下储存食品，从而使食品保持新鲜的装置。冰箱包括一台压缩机，一个冷凝器，一个膨胀阀和一个蒸发器。公知技术在于使称作制冷剂的工作流体进行热力循环。在这类系统中，低压制冷剂由压缩机压缩后成为高压蒸气离开压缩机。然后在冷凝器中冷凝，由此把热传给冷凝器周围的环境气体。此后高压液态制冷剂流过膨胀阀，部分液态制冷剂在膨胀阀中迅速蒸发变成蒸汽。其余的制冷剂在低压蒸发器中蒸发，从而把周围的热传给蒸发制冷剂，由此冷却周围的空气。在蒸发器附近形成的冷空气由风扇吹入到冷冻室中。然后蒸汽制冷剂被吸入压缩机，再次进行循环。简言之，蒸发器中的制冷剂吸收周围的热，而制冷剂在冷凝器中放热。

在冷却循环时，蒸发器外表面上由于蒸发器外壁温度基本低于水的冰点而结冰。堆积后的冰起绝热体的作用，并在蒸发器中的制冷剂和外部环境气体之间形成影响传热的热阻挡层。这样又造成冰箱效率大幅度下降。因此，压缩机运行困难，为了获得所需要的热力循环，压缩机的运行时间加长了。另外，还需要更多的能量来使冰融化。

一般来讲，自动除霜冰箱是用外部能源的热量来融化冰的。主要是将电阻加热元件与蒸发器相连，或将该电阻加热元件连接到蒸发器附近的某个位置。于是，在压缩机停止运动期间，电流根据计时器的命令流过加热元件。

图1显示的是具有加热器170的传统冰箱100。

如图1所示，冰箱100有一个箱体110。箱体110中包括一个冷藏室130和一个冷冻室120，冷藏室用于接收需要在比较低的温度下进行保鲜的食品，而冷冻室用于接收需要在冷冻状态下进行储存的食品。冷冻室120的后部有一个分隔部140，产生冷空气的蒸发器160装在该分隔部中。用一个间隔件152将冷藏室130和冷冻室120隔开，用一个间隔件150将冷冻室120和分隔部140隔开。

压缩机(未示出)安装在冷藏室130的下面，压缩机压缩制冷剂并使制冷剂循环。已经流过压缩机的高温高压汽相制冷剂在冷凝器(未示出)中将热传递给周围的空气后冷凝变成液相。然后液相制冷剂流过膨胀阀(未示出)，一部分液相制冷剂在该阀中迅速蒸发成蒸汽。剩余制冷剂在分隔部140内的预定位置处的低压蒸发器160中蒸发，从而把周围的热传给蒸发制冷剂，由此冷却周围空气。

间隔件150的上部有一个用来把蒸发器产生的冷空气引入到冷冻室120中的开口155。将由电机185驱动的风扇180安装在分隔部140中的与开口155的位置相应的部位，以便平稳地将蒸发器160附近产生的部分冷空气吹入到冷冻室120中。其余的冷空气经开在箱体110后壁上的通道145流入冷藏室130中。

流入冷藏室130和冷冻室120中的冷空气吸收储藏食品的热量，然后通过间隔件152上构成的返回通道135和125回到分隔部140中，因此可按上述方法再次进行冷却。

同时，在蒸发器160的附近有一个用于除去蒸发器160外表面上形成的霜的加热器170，当进行除霜时，该加热器工作。

加热器170利用其辐射出的辐射热将冰融化，此时，加热器170外壁的温度升高到例如约400℃。为了防止加热器170辐射出的辐射热传到冷冻室120中，间隔件150由绝热材料制成。

但是，在传统的具有加热器170的冰箱中，加热器170只消耗一部分能量来除霜，而其余能量被辐射到冷冻室120中。上述剩余的能量都通过间隔件150上的开口155辐射到了冷冻室120中，因此使冷冻室120内的温度升高。为了弥补冷冻室120中的温度上升，传统冰箱在进行除霜运动以前先将冷冻室120的温度降到零下20℃，这样，制冷效率下降，能量损耗增加。

同时，在1983年12月20日授权给Lawrence G．Clawson的美国专利No．4420943中，使用的热质与冷凝器平行，并接收压缩机出来的压缩制冷剂。压缩过的制冷剂将热传给热质，热质储存热量为以后除霜。在除霜运行期间，压缩机停止运行，电磁阀开启，使热质与压缩机旁路上的蒸发器出口进行流体接触。由于打开旁通阀，蒸发器和冷凝器的压力等于中间压力。与热质接触的制冷剂在降压下沸腾，由此吸收热质的热量。蒸发了的制冷剂经旁通阀流到蒸发器后在比较冷的环境下冷凝，这样将热传给蒸发器，该热量又使蒸发器外表面上的冰融化。但是，压力平衡造成了周围空气向冷凝器的传热，而这种传热是不希望出现的。另外，由于热质与冷凝器平行，所以在压缩机运行阶段进行正常热力循环时，用任何方法都不易使正在系统中循环的液态制冷剂得到冷却，因此在正常运行期间并未提高冰箱的整体效率。

本发明旨在克服上述缺陷。所以本发明的目的在于提供一种具有除霜设备的冰箱，该除霜设备利用压缩机产生的废热可以有效地除去蒸发器外表面上的冰。

为了达到本发明的上述目的，所提供的冰箱包括：

一个箱体，该箱体有一个冷藏室，一个在冷藏室上部的冷冻室，以及一个在冷冻室后面的分隔部，用一个隔板将该分隔部与冷冻室隔开，在隔板的预定位置处有一个开口；

一台压缩制冷剂并使制冷剂进行循环的压缩机，压缩机位于冷藏室的下面；

一个用于产生冷空气的蒸发器，该蒸发器装在分隔部的预定位置；

一台将蒸发器周围产生的冷空气送到冷冻室中的风扇，该风扇在分隔部中的安装位置与所述开口位置对应；

一个加热器，当进行除霜运行时，加热器加热蒸发器，加热器设在蒸发器的附近；

一个用于吸收和储存压缩机产生的废热的第一设备；

一个第二设备，当进行除霜运行时，该第二设备通过使储存在第一设备中的废热循环而加热分隔部；和

一个第三设备，当进行除霜运行时，该第三设备防止分隔部中的空气流入冷冻室。

第一设备包括一个设置在压缩机顶表面上的容器以及装在容器中的流体，容器通过热传导吸收压缩机的废热，流体通过与容器间的传导和对流热交换而吸收容器的废热。

根据本发明的优选实施，上述流体包括一种防冻溶液，例如乙二醇，丙二醇。

第二设备包括一根管道和一个泵，管道与容器一起构成闭合回路，管道向上延伸到分隔部，使其一部分通过分隔部，泵用来使流体在管道中循环，泵连接在管道的预定部分上，管道的第一端与容器的侧壁相连，管道的第二端与容器的上部相连。

根据本发明的优选实施例，通过分隔部的管道部分为弯曲部分，该弯曲部分被弯若干次，以便易于与分隔部中的空气进行热交换。

第三设备包括一个阀，当进行除霜时，该阀关闭所述的开口，将该阀设置在所述开口和分隔部中的风扇之间。

压缩机，加热器和阀均与电转换装置(ECU)进行电连接，当进行除霜时，压缩机接收到ECU发出的停止信号后停止运行，所述阀接收ECU发出的操作信号后关闭开口。

上述冰箱还有一个固定到管道后部边缘上的板，以便防止箱体在除霜运行时由于加热器和管道的辐射热变软。

根据本发明的优选实施例，板由铝材制成。

本发明的具有除霜设备的冰箱可以利用加热器和压缩机的废热进行除霜，由此减少了该冰箱在除霜时的能量消耗，缩短了除霜所需的时间。

另外，本发明的冰箱还装有一个用于防止高温空气流入冷冻室的阀，从而避免了冷冻室温度升高。

下面通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，将会更清楚地理解本发明的上述目的和优点。

图1是传统冰箱内部结构的横向剖视图；

图2是本发明冰箱内部结构的横向剖视图；

图3是本发明除霜设备的横向剖视图。

下面通过结合附图对本发明优选实施例的具有除霜设备的冰箱进行详细描述。

和传统元件相同的元件用相同的标号表示。

图2和3示出了本发明具有除霜设备202的冰箱200。

如图2所示，冰箱200包括一个箱体110。该箱体110内有一个用于接收需在比较低的温度下保持新鲜食品的冷藏室130和一个用于接收需在冷冻状态下储存食品的冷冻室120。冷冻室120的后部有一个分隔部140，一个产生冷气的蒸发器160装在该分隔部中。用一个间隔件152将冷冻室120与冷藏室130隔开，用一个间隔件150将冷冻室120和分隔部140隔开。

间隔件150的上部有一个用来把蒸发器160产生的冷空气引入到冷冻室120中的开口155。将由电机185驱动的风扇180安装在分隔部140中的与开口155的位置相应的部位，以便平稳地将蒸发器160附近产生的部分冷空气吹入到冷冻室中。其余的冷空气经开在箱体110后壁上的通道145流入冷藏室130中。

流入冷藏室130和冷冻室120中的冷空气吸收食品的热量，然后通过返回通道135和125回到分隔部140中，因此可按上述方法再次进行冷却。

同时，在蒸发器160的附近装有一个用于把蒸发器160外表面上形成的霜除去的加热器170，当进行除霜时，该加热器工作。

如图3所示，本发明的除霜设备202在进行除霜时使用的是压缩机297放出的废热。所设置的容器296和容器296中的流体295作为吸收和储存压缩机297放出的废热的设备。容器296设置在压缩机297的顶表面上，它从压缩机297中通过它们之间的辐射和传导吸收废热，流体295从容器296中通过它们之间的传导和对流吸收废热。

流体295是一种防冻溶液，例如乙二醇，丙二醇。

除霜运行期间，作为利用储存在流体295中的废热进行循环而对分隔部140进行加热的设备包括一根管道298，该管道与容器296一起构成了一个闭合回路，该管道向上延伸到分隔部140中，并使该管道的一部分通过分隔部140，该加热设备还有一个泵299，将泵连接到管道298的预定位置上，使流体295通过管道298进行循环。管道298的一端与容器296的侧壁相连，而其另一端与容器296的上部相连通。

如图3所示，通过分隔部140的管道部分298为弯曲部分292，该弯曲部分被弯若干次，以便易于与分隔部140中的空气进行热交换。

如图3所示，将一块板294固定到弯曲部分292的后边缘上，以便当进行除霜运行时防止箱体110由于加热器170和弯曲部分292的辐射热变软。根据本发明的优选实施例，板294由铝材制成。

另外还装有一个用于在进行除霜运行时防止分隔部140中的高温空气流入冷冻室120的阀290。将阀290安装在间隔件150上形成的开口155和分隔部140中的风扇180之间，在进行除霜运行时，该阀关闭开口155。

压缩机297、加热器170、泵299和阀290均与ECU(未示出)进行电连接，当进行除霜时，压缩机297接收ECU发出的停止信号后停止运行，阀290接收ECU发出的运行信号后关闭开口155。

下面描述本发明的具有除霜设备202的冰箱200的运行情况。

当ECU给出除霜运行开始的信号时，压缩机297停止运动，加热器170开始工作，以便发出辐射热。已经在正常冷却循环期间储存了压缩机297产生的废热的流体295在泵299的作用下流过管道298。循环流体295通过分隔部140中的弯曲部分292时将储存的热传给周围空气，以此加热分隔部140，从而融化蒸发器160上结成的冰。

如上所述，本发明的具有除霜设备的冰箱可以利用加热器和压缩机的废热进行除霜，由此减少了在除霜运行时冰箱的能量消耗，缩短了除霜所需的时间。

此外，本发明的冰箱还配有一个用于防止高温空气流入冷冻室的阀，从而避免了冷冻室温度的升高。

虽然已经描述了本发明的优选实施例，但应该明白本发明并不局限于该优选实施例，本领域的普通技术人员在不超出后面权利要求所限定的本发明的构思的范围内，可以作出各种改变和变化。

Claims (9)

1．一种冰箱，包括：

一个箱体，该箱体有一个冷藏室，一个在冷藏室上部的冷冻室，以及一个在冷冻室后面的分隔部，用一个隔板将该分隔部与冷冻室隔开，在隔板的预定位置处有一个开口；

一台压缩制冷剂并使制冷剂进行循环的压缩机，压缩机位于冷藏室的下面；

一个用于产生冷空气的蒸发器，该蒸发器装在分隔部的预定位置；

一台将蒸发器周围产生的冷空气送到冷冻室中的风扇，该风扇在分隔部中的安装位置与上述开口位置对应；

一个加热器，当进行除霜运行时，加热器加热蒸发器，加热器在蒸发器的附近；

一个用于吸收和储存压缩机产生的废热的第一设备；

一个第二设备，当进行除霜运行时，该第二设备通过使储存在第一设备中的废热循环而加热分隔部；和

一个第三设备，当进行除霜运行时，该第三设备防止分隔部中的空气流入冷冻室。

2．根据权利要求1所述的冰箱，其中，第一设备包括一个设置在压缩机顶表面上的容器以及装在容器中的流体，容器通过热传导吸收压缩机的废热，流体通过与容器间的传导和对流热交换而从容器吸收废热。

3．根据权利要求2所述的冰箱，其中，流体包括一种防冻溶液。

4．根据权利要求2所述的冰箱，其中，第二设备包括一根管道和一个泵，管道与容器一起构成闭合回路，管道向上延伸到分隔部，使其一部分通过分隔部，泵用来使流体在管道中循环，泵连接到管道的预定部分上，管道的第一端与容器的侧壁相连，管道的第二端与容器的上部相连。

5．根据权利要求4所述的冰箱，其中，通过分隔部的部分管道为弯曲部分，该弯曲部分被弯若干次，以便易于与分隔部中的空气进行热交换。

6．根据权利要求4所述的冰箱，其中，第三设备包括一个阀，当进行除霜时，该阀关闭所述的开口，阀设置在开口和空间位置中的风扇之间。

7．根据权利要求6所述的冰箱，其中，压缩机、加热器和阀均与ECU进行电连接，当进行除霜时，压缩机接收ECU发出的停止信号后停止运行，阀接收ECU发出的运行信号后关闭开口。

8．根据权利要求4所述的冰箱，其中，冰箱还有一块固定到管道后部边缘上的板，以便防止箱体在除霜运行时由于加热器和管道发出的辐射热而变软。

9．根据权利要求8所述的冰箱，其中，板由铝材制成。

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