CN1666071A - 真空绝缘冰箱箱体和确定其导热性的方法 - Google Patents

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Abstract

一种真空绝缘冰箱箱体，包括当绝缘空间内的压力高于预定值时抽空箱体的绝缘空间(10、12)的抽空系统。箱体包括传感器装置，传感器装置包括位于所述绝缘空间(10)一侧上的绝缘参考元件(14)和确定绝缘空间(10)上以及绝缘抽空元件(14)上的温度差(ΔT1和ΔT2)的温度传感器(A、B、C)，这种传感器装置适用于为抽空系统提供与所述温度差的比值相关的信号。

Description

真空绝缘冰箱箱体和确定其导热性的方法
本发明涉及一种真空绝缘冰箱箱体，该箱体包括当内部压力高于预定值时对箱体的绝缘空间抽空的抽空系统。
对于术语“冰箱”来说，我们指的是内部温度低于室温的多种家用电器，即家用冰箱、立式冷冻器、卧式冷冻器或类似物。用于冷冻的真空绝缘箱体(VIC)可通过如下方式制成，即制造具有气密密封绝缘空间的冷冻箱体并在该空间内填充多孔材料以便支承壁从而抵抗抽空绝缘空间时产生的大气压力。由于渗透而造成空气和水蒸气的侵入，需要泵系统间断地重新抽空该绝缘空间。为冰箱设置几乎连续运转的真空泵的解决方法表示在EP-A-587546，并且该方法确实增加太多的冰箱总体能量消耗。只在实际需要时进行重新抽空对于能量消耗是有利的。因此，现有技术需要一种简单和廉价的绝缘测量系统，该系统适用于只在实际需要时操作冰箱箱体真空泵或类似抽空系统。
本发明提供一种真空绝缘冰箱箱体，该箱体具有所附权利要求所述的这种绝缘测量系统。
按照本发明，该传感器系统是将真空绝缘箱体的绝缘值和标准绝缘进行比较的系统。具有公知性能的材料(最好是标准不老化绝缘材料)制成的垫可以满足此要求。这种标准绝缘材料的绝缘性能最好不随时间变化。不老化绝缘材料可例如是刚性的开室PU和刚性玻璃纤维绝缘材料。例如PS或PU的闭室绝缘材料由于室气体成分变化造成其绝缘性能随着时间变化而不是特别优选的。最好在绝缘垫外表面上或附近的点处、在垫和箱体衬垫(或者包装材料，即箱体的外侧表面)的界面处以及在离开垫的相对侧的点处进行温度测量。垫上的温度差与真空绝缘材料上的温度差进行比较。当温度差的比值变化时，将指出真空绝缘材料退化。根据此温度比值进行真空泵操作的标准将确保绝缘材料总是以有效的方式操作。本发明传感器系统的功能不受到环境情况的影响，而是受到取决于温度值的传感器系统的影响。总之，由于这种变化的环境情况，必须采取平均值。可以使用任何温度测量装置，某些装置直接测量差值。热电偶和电阻温度计是这种装置的有用的实例。
将参考附图更加详细地描述本发明，附图中：
图1是本发明真空绝缘箱体的示意截面图；
图2是图1细节的放大视图；以及
图3是表示箱体和绝缘垫上温度差的比值和绝缘性能之间关系的的视图。
参考附图1和2，冰箱箱体包括填充可以被抽空的多孔绝缘材料12的绝缘的双壁10，该壁具有两个气体难以渗透的壁10a(衬垫)和10b(包装材料)。衬垫10a和包装材料10b两者可以是聚合物材料。绝缘材料12可以是挤压成板状并组装在箱体内的例如硅石和氧化铝的无机粉末、无机和有机纤维、例如聚亚安酯泡沫的开室或半开室结构的注射泡沫体。绝缘材料12连接到可以是物理吸收级(或多个串联的级)或机械真空泵及其组合的公知的抽空系统(未示出)上。
按照本发明，双壁10的包装材料10a上粘接或焊接由例如刚性玻璃纤维垫的标准不老化绝缘材料制成的绝缘垫14。例如热电偶的温度传感器放置在图2的点A、B和C上，并且它们连接到电器(未示出)的中央处理单元上以便分别为其提供点A、B和B、C上温度差之间的比值ΔT1/ΔT2。
在电器的中央处理单元中，每个比值ΔT1/ΔT2与最小阈值进行比较以表示箱体双壁10内增加的压力。在图3中，表示导热系数λ如何随时间进行变化，表示双壁内压力的增加。在图3中，ΔT1/ΔT2的阈值以标号K表示。
以上现象的技术说明可以在用于热扩散的傅立叶定律q＝k×A×T/n(冰箱壁上温度状态热扩散)中发现，该定律针对家用冰箱常规情况的一维条件，其中一个尺寸(厚度)通常小于其他两个(高度和宽度)。傅立叶定律披露真空壁和标准绝缘材料制成的垫上温度差的比值ΔT1/ΔT2可最终表示成(k2×11)/(k1×12))，其中“k”表示导热性，“l”表示厚度。
因此，明显的是通过将k1之外的所有项保持恒定，测量绝缘性能的本发明所述的参数(即ΔT1/ΔT2)将随k1减小而增加，并随k1增加而减小，如图3所示。
针对本发明的测量系统还可进行其他观察。在稳定状态下，等式ΔT1/ΔT2与冰箱内以及环境的温度无关，可以适当反映真空绝缘材料的“k因素”(导热性)的变化。
通过增加垫14的厚度，或者减小其导热性，将改善通过等式ΔT1/ΔT2计算的值的精度。其次，尽管所提出的方案不取决于测量位置的温度历史，它可以对于瞬态敏感。为了消除或减小所述负面影响，优选的是根据k值增加10％来限定真空泵接通的触发值。
从维持绝缘性的角度出发，这是适当的，并可以合理的精度实施。
此外，对于温度测量精度来说，优选的是使用尽可能厚并具有最低导热性(k)的“标准绝缘垫”。用于温度测量的热敏电阻最好选择具有高于0.2℃的精度，并且最好通过检测“门状态”的门传感器消除门开启作用。作为选择，由于门开启作用趋于集中在短时间周期内并快速消失，可以使用多个连续测量技术以便确认热绝缘材料的退化(真空退化)并避免ΔT1/ΔT2中的峰值。如果环境温度变化可成为问题(对于靠近空气调节/加热出口的位置的实例)，外部温度传感器可有助于从ΔT1/ΔT2计算中清除这些变化。

Claims (7)

1.一种真空绝缘冰箱箱体，包括当绝缘空间内的压力高于预定值时抽空箱体的绝缘空间(10、12)的抽空系统，其特征在于，该箱体包括传感器装置，传感器装置包括位于所述绝缘空间(10)的一侧上的绝缘参考元件(14)和确定绝缘空间(10)和绝缘参考元件(14)上的温度差(ΔT1，ΔT2)的温度传感器(A，B，C)，这种传感器装置适用于为抽空系统提供与所述温度差的比值相关的信号。
2.如权利要求1所述的真空绝缘冰箱箱体，其特征在于，绝缘参考元件(14)位于箱体的外侧。
3.如权利要求1或2所述的真空绝缘冰箱箱体，其特征在于，温度传感器是位于与绝缘参考元件(14)相对的绝缘空间(10)的表面上、在绝缘空间和绝缘参考元件之间以及在与绝缘空间相对的绝缘参考元件的表面上的三个热电偶(A，B，C)。
4.如权利要求1或2所述的真空绝缘冰箱箱体，其特征在于，温度传感器(A，B，C)是电阻温度计。
5.如权利要求4所述的真空绝缘冰箱箱体，其特征在于，温度传感器(A，B，C)具有至少0.2℃的精度。
6.如权利要求1所述的真空绝缘冰箱箱体，其特征在于，抽空系统适用于在所述温度差的比值与导热系数变化高于10％相对应时触发。
7.一种确定冰箱真空绝缘箱体的绝缘空间(10)内压力的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：评测绝缘空间(10)和放置在这种绝缘空间一侧上的绝缘参考元件(14)上的温度差，在同样放置绝缘参考元件的真空绝缘箱体的相同区域上进行这种评测，并且为冰箱的控制系统提供与所述温度差的比值(ΔT1/ΔT2)相关的信号，这种信号表示绝缘空间内的压力值。
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