CN1800757A - 电冰箱 - Google Patents

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CN1800757A CN 200410075853 CN200410075853A CN1800757A CN 1800757 A CN1800757 A CN 1800757A CN 200410075853 CN200410075853 CN 200410075853 CN 200410075853 A CN200410075853 A CN 200410075853A CN 1800757 A CN1800757 A CN 1800757A
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本发明公开一种电冰箱。所公开的电冰箱,在电冰箱的冷却室和电冰箱箱体之间形成的冷气通道内设置一个隔热分隔壁,由原来设置的一个冷气通道变为设置两个各自完全独立的、封闭的冷气通道,每个冷气通道内各自设置一个蒸发器,每个冷气通道内分别设置通向各个不同冷却室的风门,每个冷气通道内各自设置强制冷气循环的风扇。本发明电冰箱能够有效利用蒸发器霜层所储存的冷能,利用温度较高的冷却室空气,而无需其它的热源就可以对蒸发器霜层除霜,且除霜与制冷不存在互相冲突。本发明适用于各种电冰箱。

Description

电冰箱
技术领域
本发明涉及一种电冰箱。
背景技术
现有的、最为广泛应用的是蒸气压缩式制冷循环电冰箱。
按照制冷方式的不同,电冰箱可以分为直冷式电冰箱、间冷式电冰箱和直冷、间冷并用式电冰箱。
直冷式电冰箱又称有霜电冰箱,因蒸发器直接吸收食品的热量进行冷却降温而得名,直冷式电冰箱冷却室蒸发器易结霜,除霜较麻烦。
间冷式电冰箱又称无霜电冰箱,它是依靠电冰箱内风扇强制空气对流循环与蒸发器进行热交换,实现对储存食品的间接冷却。间冷式电冰箱有一个翅片管式蒸发器,它一般是水平地安装于冷冻室与冷藏室之间夹层的风道内,也有垂直地安装在冷冻室后壁风道的。间冷式电冰箱其冷却室的水分被循环空气带到隔层中的蒸发器的表面凝聚并结霜,而从蒸发器上送出的是干燥的冷空气,所以,电冰箱内冷冻室和冷藏室内表面上都无霜,即霜只结在隔层中的蒸发器的表面上,故又称间冷式电冰箱为无霜式电冰箱。
直冷、间冷并用式电冰箱又称混合式电冰箱,它既有间冷式主蒸发器,又装有直冷式蒸发器,兼具这两种电冰箱的优点和缺点。
图1所示为现有的无霜电冰箱制冷循环流程示意图。它由压缩机1、冷凝器2、毛细管3、蒸发器4、风扇5、加热器6等部件组成。压缩机1吸入来自蒸发器4的低温低压的制冷剂气体,经压缩机1压缩后成为高温高压的过热蒸气,排入冷凝器2中,冷凝器2向周围的空气散热成为高压过冷液体,高压过冷液体经毛细管3节流(膨胀)降压,成为低温低压湿蒸气状态,进入蒸发器4中汽化——吸热——制冷。在冷气通道12中设有蒸发器4、强制冷气循环的风扇5、通向冷藏室8的冷藏室风门7(又称为节气阀,以下皆统一称为风门)以及通向冷冻室9的冷冻室风门11。蒸发器4产生的冷气经过冷气通道12,由风扇5强制循环,分为两路:第一路冷气经由冷藏室风门7的调节控制,通过冷藏室冷气排出口(图1中未示出)排出,流向冷藏室8,并在冷藏室8内实现热交换之后,从冷藏室用返回风路(图1中未示出)返回蒸发器4,实现了冷藏室8的冷气循环;第二路冷气经由冷冻室风门11的调节控制,通过冷冻室冷气排出口(图1中未示出)排出,流向冷冻室9,并在冷冻室9内实现热交换之后,从冷冻室用返回风路(图1中未示出)返回蒸发器4,实现了冷冻室9的冷气循环。蒸发器4的冷气也可送至其他的冷却室中(图1中未示出),从而使各冷却室温度降低到所设定值。现有电冰箱也有由膨胀阀代替毛细管3的应用,到达本质相同的效果。
由于电冰箱制冰时冰盒盛有水,电冰箱开门时箱外的潮湿空气会进入到电冰箱内,电冰箱中冷藏室的空气也是含有水分的,因此,电冰箱运行一段时间后,就会在蒸发器4的表面上凝结出一层霜。霜是热交换的不良导体,过多的结霜就会极大地降低蒸发器4的热交换性能,有碍于冷气的流动,降低了制冷的效果,导致电冰箱压缩机的长时间运转,使得电冰箱的箱内温度不能正常降低。一般当霜层的厚度达到5毫米左右时,便需要及时除霜。
在电冰箱全自动除霜的工作中,因为霜层的厚度不便于正确地掌握和判断,在实际的应用中,一般都是由除霜定时器来进行定时除霜。除霜定时器对压缩机开启的时间进行计时,当计时达到设定值时,如8~24小时,除霜定时器控制接通加热器6,用以除掉凝结在蒸发器4上的霜层。霜层融化所形成的水经过架设的接水管和接水器排至电冰箱外(图1中未示出),也可以利用电冰箱的冷凝器或者压缩机作为热源自行蒸发(图1中未示出)。当加热器6工作到设定的时间(如60分钟)时或者蒸发器4的温度或者冷气通道12的温度达到设定的温度时,蒸发器4的除霜结束。
从上述现有的无霜电冰箱制冷循环流程示意图可以得知,传统的电冰箱,其蒸发器除霜的缺点是其控制值都是事先设定的,蒸发器除霜工作缺少灵活性,例如:电冰箱开门的次数、开门的时间、食物含有水分的多少等等,这些随机的变量,会对电冰箱蒸发器的除霜效果产生影响;同时,电冰箱蒸发器是利用电能制热(功率为130W~150W)、制冷剂的反向流动制热或其他的热能进行除霜,这样,一方面需要消耗额外的能源,另一方面,电冰箱蒸发器霜层所储存的冷能被加热器的热能所抵消,又白白地浪费了相当的冷能,而且,还会造成电冰箱冷冻室和冷藏室的温度起伏较大。
中国专利公报2003年7月2日公开的发明专利:可连续制冷的冰箱,申请号:01144433.9,公开了如下一种具有除霜功能的电冰箱:该可连续制冷的电冰箱由以下部分组成:箱体、设在箱体内的冷气通道、并设在冷气通道中并且具有各自独立的冷气通道的两个蒸发器、选择性地切断两个蒸发器冷气通道的风挡以及使冷气在箱体内强制循环的送风扇,其中各蒸发器的周边均设有用于清除蒸发器结霜的除霜加热器。该可连续制冷的电冰箱利用风挡切断任意一个蒸发器的冷气通道并启动除霜加热器对该蒸发器进行除霜时,另一个蒸发器仍然可以与高温冷气进行热交换而持续制冷。该可连续制冷的电冰箱采用的这种交替除霜、制冷的技术,可以保证电冰箱箱体内的温度不致因除霜加热器的加热而过多的上升。
但是,以上所述可连续制冷的电冰箱,所涉及的蒸发器除霜技术存在以下的不足之处:第一,间隔两个蒸发器的隔离板,只是将两个蒸发器进行了部分的分隔,而没有将两个蒸发器分隔成两个完全独立、封闭的空间结构,两个蒸发器之间必然会有冷、热热量的交换,因此,两个蒸发器将会互相影响:一是处于除霜状态的蒸发器可能除霜不彻底、不确定,二是处于制冷状态的蒸发器需要产生出更多的冷能来补偿另一个蒸发器的除霜加热带来的冷能损失。
第二,由于蒸发器的除霜仍然需要除霜加热器,这样必然会带来加热电能的损耗,另一方面,除霜加热器的加热又会额外消耗掉蒸发器霜层所储藏的冷能。
中国专利公报2003年11月5日公开的发明专利:冰箱,申请号:03124014.3,公开了如下一种减少向加热器的通电量或者不需要加热器就可以进行蒸发器除霜的电冰箱。所公开的电冰箱采用一只蒸发器,只有在压缩机停止工作的情况下,才能利用冷藏室的较高温度空气的循环实现对蒸发器的除霜工作。冷藏室和冷冻室根据各自温控器提供的温度信号进行相应的制冷工作,在蒸发器除霜过程中,可能存在冷冻室需要制冷的情况以及冷藏室和冷冻室均需制冷的情况,蒸发器除霜和制冷产生矛盾,这样就会使得该专利技术公开的电冰箱的蒸发器除霜工作存在除霜时间不确定、除霜不彻底和不可靠的问题。
中国专利公报1997年12月10日公开的发明专利:有多个蒸发器的冷却装置,申请号:97102810.9,该发明的要点在于:在用于制冷的冷空气通道内,设置有多个分别可控的蒸发器,各个蒸发器由隔壁分隔。由于上述的蒸发器的隔壁仅对多个蒸发器进行了简单地分隔,相互之间没有形成完全独立、封闭的空间结构,所公开的专利技术大致存在如下几个不足之处:第一:蒸发器的结霜层必须依靠加热器的热能才能得以除掉。
第二:两个或者多个蒸发器之间必然会有冷、热热量的交换,两个蒸发器将会互相影响:一是处于除霜状态的蒸发器可能除霜不彻底、不确定,二是处于制冷状态的蒸发器需要产生出更多的冷能来补偿另一个蒸发器的除霜加热带来的冷能损失。
综上所述,人们一直在为寻求一种降低冰箱耗能——特别是蒸发器除霜耗能的技术而不断地进行探索、研究。利用冷藏室的相对较高温度的冷空气循环得以使蒸发器的结霜融化的专利技术还有许多,但是,直至如今,仍然没有一种已有的技术能够真正彻底解决蒸发器除霜能耗降低的问题,以及由蒸发器除霜耗能降低而带来的除霜与制冷互相冲突的问题——而这正是本发明所力求突破的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有电冰箱存在的不足之处,提供一种能够有效地利用蒸发器霜层所储存的冷能,利用温度较高的冷却室空气,无需其它的热源就可以实现对蒸发器霜层除霜而且蒸发器的除霜与制冷不存在互相冲突的电冰箱。
本发明通过下述技术方案实现:在电冰箱的冷却室和电冰箱箱体之间形成的冷气通道内设置一个隔热分隔壁,由原来在冷却室和电冰箱箱体之间形成的一个冷气通道变为设置两个各自完全独立的、封闭的冷气通道,每个冷气通道内各自设置一个蒸发器,每个冷气通道内分别设置通向各个不同冷却室的风门,每个冷气通道内各自设置强制冷气循环的风扇。
更进一步:所述的冷气通道设置于冷却室的后壁和电冰箱箱体的内箱之间。
所述的两只蒸发器相同或者所述的两只蒸发器不相同。
所述的风门为步进电机型电动风门。
所述的风门为感温风门。
所述的电磁阀为双稳态电磁阀。
所述的电磁阀为二位三通电磁阀。
所述的风扇为可以调速的风扇。
综合分析,本发明所涉及的电冰箱,具有如下的优点:1、蒸发器的除霜不再需要借助额外的一个独立的电加热器来进行除霜,可以节约相当的电能。
2、蒸发器的除霜不再需要借助额外的一个独立的电加热器来进行除霜,因此就没有了电加热器带来的触电的可能,使用更加安全。
3、蒸发器的结霜层所储藏的冷能能够被有效地利用,此举进而又可以减少压缩机的制冷运转损耗。
4、蒸发器除霜的过程中,两个蒸发器完全封闭、独立、隔离,制冷与除霜分别进行,互不干扰,各个冷却室可以迅速响应各自的制冷信号进行相应的控制操作。
5、在蒸发器除霜的过程中,冷冻室仍然可以维持设定的温度,不受除霜工作的干扰。
6、蒸发器的除霜工作以确定的温度信号作为其除霜工作结束的标志,除霜工作稳定、彻底、可控、可靠。
7、电冰箱中风扇的运转使得处于除霜状态的蒸发器的霜层融化的同时,也可将霜层汽化的水分和融化的霜水产生的高湿气体循环至冷藏室、蔬菜室,以防止冷藏室、蔬菜室所储存物品的干燥,更长时间地保持新鲜度。
8、电冰箱的两个蒸发器完全封闭、独立、隔离,制冷与除霜分别进行,冷藏室和冷冻室的空气发生混合的机会减少,进行制冷工作的蒸发器在单独为冷冻室进行制冷运转时,不仅可以实现对于冷冻室的速冻,而且蒸发器的蒸发温度可以设定为比以往更高一些,而蒸发温度的提高对提高电冰箱的能效是极为重要的。
9、电冰箱正常运转后,两个蒸发器完全封闭、独立、隔离,制冷与除霜分别进行,冷藏室和冷冻室的空气发生混合的机会减少,并且,由于冷冻室的开门次数少,此时,由压缩机驱动进行制冷工作的蒸发器所处冷气通道内,由于空气的湿度大大减少,因此可以明显地减少制冷工作的蒸发器的结霜量。
10、冰箱压缩机的开机率可以相应的降低,降低了因压缩机的频繁开机引起的能耗的增加和延长压缩机的使用寿命。
附图说明
图1为现有的无霜电冰箱制冷循环流程示意图。
图2为本发明电冰箱制冷循环流程示意图。
图3为本发明电冰箱冷气循环系统图。
图4为本发明电冰箱主体正视断面图。
图5为本发明电冰箱多冷却室制冷循环流程示意图。
图6为本发明电冰箱多冷却室冷气循环系统图。
图7为本发明电冰箱制冷系统所采用的一种控制装置的略图。
图中:1.压缩机,2.冷凝器,3.毛细管,4.蒸发器,4a.蒸发器,4b.蒸发器,5.风扇,5a.风扇,5b.风扇,6.加热器,7.冷藏室风门,7a.冷藏室风门,7b.冷藏室风门,8.冷藏室,9.冷冻室,10.电磁阀,11.冷冻室风门,11a.冷冻室风门,11b.冷冻室风门,12.冷气通道,12a.第一冷气通道,12b.第二冷气通道,13.电冰箱箱体,14.隔热分隔壁,15.隔热分隔壁,16.冷冻室冷气排出口,17.变温室,17a.变温室风门,17b.变温室风门,18.冷藏室冷气排出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
图2为本发明电冰箱制冷循环流程示意图。为了简便明了,本发明将采用具有一个冷藏室和一个冷冻室的电冰箱对本发明作详尽的介绍。
如图2所示,制冷剂由压缩机1驱动,流经冷凝器2、毛细管3,毛细管3的输出端与电磁阀10的输入口连接,用于控制制冷剂从电磁阀10的两个输出口分别流入蒸发器4a和蒸发器4b,制冷剂从蒸发器4a和蒸发器4b的输出端相合并处流入压缩机1,以上构成本发明电冰箱的制冷循环回路。
在电冰箱第一次上电工作时,电冰箱的控制装置控制电磁阀10产生相应动作,控制制冷剂从毛细管3流入蒸发器4a,蒸发器4a处于制冷工作状态,制冷剂从蒸发器4a和蒸发器4b的输出端相合并处流入压缩机1,从而完成电冰箱制冷循环。以下为了说明的方便,定义上述蒸发器4a处于制冷工作状态的制冷循环为A制冷循环,A制冷循环具体表示如下:在冷藏室8的温控器和冷冻室9的温控器监测到上述两室没有达到设定的温度数值时,电冰箱的控制装置控制冷藏室风门7a和冷冻室风门11a处于开启状态,蒸发器4a产生的冷气,由风扇5a驱动,经过第一冷气通道12a分别从冷藏室冷气排出口18(参见图4)和冷冻室冷气排出口16(参见图4)进入冷藏室8和冷冻室9,从冷藏室8和冷冻室9来的较温暖的空气由冷藏室冷气返回风路(图4中未示出)和冷冻室冷气返回风路(图4中未示出)返同蒸发器4a,冷藏室8和冷冻室9较温暖的空气与蒸发器4a进行热交换之后,变成冷空气。
在电冰箱冷气循环一段时间后,当冷藏室8和冷冻室9之一的温度首先达到设定温度数值时,电冰箱的控制装置控制其相应的风门关闭。只要冷藏室8和冷冻室9之一的温度没有达到设定温度数值,电冰箱继续执行A制冷循环,直到冷藏室8和冷冻室9的温度都达到设定温度数值。当冷藏室8和冷冻室9的温度都达到设定温度数值时,电冰箱的控制装置将停止压缩机1的运转并关闭冷藏室风门7a和冷冻室风门11a。
电冰箱的冷藏室8和冷冻室9的温度,受到电冰箱箱体的散热、门封的散热、开门的频繁程度以及诸如冷藏室8和冷冻室9放入待冷藏、待冷冻物品等影响,冷藏室8和冷冻室9的温度不断上升,当冷藏室8和/或冷冻室9产生制冷信号,并且发生在A制冷循环的设定时间(或者说是电磁阀10的转换时间)T1(比如8~24小时)内,电冰箱再次执行A制冷循环,并且由控制装置控制相应风门的开关,直至冷藏室8和/或冷冻室9的温度达到设定温度数值。
当电冰箱的控制装置累计电冰箱的A制冷循环连续工作一设定的时间T1以后,电冰箱的控制装置控制电磁阀10产生相应动作,控制制冷剂从毛细管3进入蒸发器4b,此时,蒸发器4b处于制冷工作状态。以下为了说明的方便,定义蒸发器4b处于制冷工作状态的制冷循环为B制冷循环,B制冷循环具体表示如下:制冷剂由流经蒸发器4a转换为流经蒸发器4b后,蒸发器4b处于制冷工作状态,此时的电冰箱由蒸发器4b、风扇5b为冷冻室9提供制冷冷气,冷冻室风门11a处于关闭状态,冷冻室风门11b根据冷冻室9的制冷信号而开启,如此反复,直至B制冷循环的设定工作时间(或者说是电磁阀10的转换时间)T2(比如8~24小时)为止。
上述,在转换执行B制冷循环前执行A制冷循环的蒸发器4a在电冰箱运行一段时间后,可能因为制冰盒中的水的蒸发、电冰箱开门时箱外的潮湿空气的进入等原因,会在蒸发器4a表面上凝结出一层霜。霜是热交换的不良导体,过多的结霜就会极大地降低蒸发器的热交换性能,有碍于冷气的流动,降低了制冷的效果,导致电冰箱压缩机的长时间运转,使得电冰箱的箱内温度不能正常降低。但是,霜层的除霜融化需要消耗相当的热能,这从另一个方面说明霜层中储藏了相当的冷能。能够有效地利用蒸发器霜层所储存的冷能,正是本发明的目的之一。
电冰箱由A制冷循环转换为B制冷循环后,在B制冷循环的设定工作时间T2内,当冷藏室8再次产生需要制冷的信号时,设置在第一冷气通道12a的温控器检测冷气通道12a内的温度(或者检测蒸发器4a的温度),如果第一冷气通道12a内的温度值低于冷藏室8的设定温度,电冰箱的控制装置开启冷藏室风门7a(冷藏室风门7b关闭),驱动风扇5a运转,借以蒸发器4a霜层中储藏的冷能实现冷藏室8的制冷。同时,电冰箱以冷藏室8中较高温度的循环空气对蒸发器4a进行除霜。
在B制冷循环的设定工作时间T2内,如果第一冷气通道12a内的温度值高于冷藏室8的设定温度,则开启冷藏室风门7b(冷藏室风门7a关闭),驱动风扇5b运转,由B制冷循环实现冷藏室8的制冷。
在达到B制冷循环的设定工作时间T2时,制冷剂由流经蒸发器4b转换为流经蒸发器4a,电冰箱由执行B制冷循环转为执行A制冷循环。此时的电冰箱由蒸发器4a、风扇5a为冷冻室9提供制冷冷量,冷冻室风门11b处于关闭状态,冷冻室风门11a根据冷冻室9的制冷信号而开启,如此反复,直至A制冷循环的设定工作时间T1为止。
上述,在转换执行A制冷循环前执行B制冷循环的蒸发器4b在电冰箱运行一段时间后,也可能因为制冰盒中的水的蒸发、电冰箱开门时箱外的潮湿空气的进入等原因,会在蒸发器4b表面上凝结出一层霜。在A制冷循环的设定时间T1内,当冷藏室8再次产生制冷的信号时,设置在第二冷气通道12b的温控器检测其冷气通道内的温度(或者检测蒸发器4b的温度),如果第二冷气通道12b内的温度值低于冷藏室8的设定温度,电冰箱的控制装置开启冷藏室风门7b(冷藏室风门7a关闭),驱动风扇5b运转,借以蒸发器4b霜层中储藏的冷能实现冷藏室8的制冷。同时,电冰箱以冷藏室8较高温度的循环空气对蒸发器4b进行除霜。
在执行A制冷循环的设定工作时间T1内,如果第二冷气通道12b内的温度值高于冷藏室8的设定温度,则开启冷藏室风门7a(冷藏室风门7b关闭),驱动风扇5a运转,由A制冷循环实现冷藏室8的制冷。
至此,电冰箱完成了由A制冷循环→B制冷循环→A制冷循环的轮回。
一般电冰箱冷藏室的温度为2℃~5℃,以此温度的空气进行循环,足够可以实现对于蒸发器4a和蒸发器4b的除霜工作。为了确保参与制冷循环的蒸发器4a和蒸发器4b彻底地除霜,可以适当地加长电冰箱A制冷循环和B制冷循环的设定工作时间T1和T2,以让蒸发器4a和蒸发器4b有足够的温度回升时间。
上述本发明蒸发器的除霜,利用了温度较高的冷藏室的空气,但是,本发明蒸发器的除霜并不仅受冷藏室的限制,本发明蒸发器的除霜可以利用其它所有的温度较高的冷却室的空气,例如:冷却室的温度高于零度的果蔬室(3℃~7℃)或者设置温度高于除霜温度的变温室(温度切换室)。
图3为本发明电冰箱冷气循环系统图。为了简便明了,本发明采用具有一个冷冻室和一个冷藏室的电冰箱对本发明电冰箱冷气循环作以介绍。
蒸发器4a产生的冷气由风扇5a强制循环,经过第一冷气通道12a,第一路冷气经由冷藏室风门7a的调节控制,从冷藏室冷气排出口18(参见图4)排出,流向冷藏室8,并在冷藏室8内实现热交换之后,从冷藏室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4a,实现了冷藏室8的冷气循环;第二路冷气通过冷冻室风门11a的调节控制,通过冷冻室冷气排出口16(参见图4)排出,流向冷冻室9,并在冷冻室9内实现热交换之后,从冷冻室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4a,实现了冷冻室9的冷气循环。
蒸发器4b产生的冷气由风扇5b强制循环,经过第二冷气通道12b,第一路冷气经由冷藏室风门7b的调节控制,从冷藏室冷气排出口18(参见图4)排出,流向冷藏室8,并在冷藏室8内实现热交换之后,从冷藏室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4b,实现了冷藏室8的冷气循环;第二路冷气通过冷冻室风门11b的调节控制,通过冷冻室冷气排出口16(参见图4)排出,流向冷冻室9,并在冷冻室9内实现热交换之后,从冷冻室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4b,实现了冷冻室9的冷气循环。
以下更加形象地描述了具有两个冷却室的电冰箱的冷气循环路线:与第一冷气通道12a有关的冷气循环:向冷藏室8供给冷气的第一路冷气循环路线为:向冷冻室9供给冷气的第二路冷气循环路线为:与第二第二冷气通道12b有关的冷气循环:向冷藏室8供给冷气的第一路冷气循环路线为:向冷冻室9供给冷气的第二路冷气循环路线为:图4为本发明电冰箱主体正视断面图。图4概略地表示将门和内部容器去除以后的电冰箱主体正视断面图。
参见图4所示的本发明电冰箱主体正视断面图,电冰箱箱体13由外箱、内箱、绝热层构成,内箱位于箱体的内层,以将冷藏冷冻空间与绝热层分开,是在电冰箱箱体隔热材料内部的箱壁。箱体隔热材料的热损失占总热损失的80%左右,为了防止电冰箱内部冷能的散失,达到节能的目的,蒸发器一般都是设置在上述电冰箱箱体13的内箱之中。
在电冰箱箱体13的水平方向传统地形成冷藏室8和冷冻室9的隔热分隔壁14,在电冰箱的冷藏室8、冷冻室9和电冰箱箱体13之间形成的冷气通道内设置一个分隔冷气通道用的隔热分隔壁15,隔热分隔壁15将传统电冰箱设置的一个冷气通道变为设置两个各自完全独立的、封闭的第一冷气通道12a和第二冷气通道12b,第一冷气通道12a和第二冷气通道12b内各自设置一个蒸发器4a和蒸发器4b,第一冷气通道12a内设置通向冷藏室8的冷藏室风门7a和通向冷冻室9的冷冻室风门11a,第二冷气通道12b内设置通向冷藏室8的冷藏室风门7b和通向冷冻室9的冷冻室风门11b,以及第一冷气通道12a和第二冷气通道12b内各自设置强制冷气循环的风扇5a和风扇5b。
通常,在电冰箱的冷藏室8的后壁、冷冻室9的后壁和电冰箱箱体13的内箱之间形成冷气通道,隔热分隔壁15设置其中。
第一冷气通道12a的侧壁上分别设置有通向冷藏室8的冷气排出口18和冷气返回风路(图中未示出)、通向冷冻室9的冷气排出口16和冷气返回风路(图中未示出);第二冷气通道12b的侧壁上分别设置有通向冷藏室8的冷气排出口18和冷气返回风路(图中未示出)、通向冷冻室9的冷气排出口16和冷气返回风路(图中未示出),为了使电冰箱的冷藏室8和/或者冷冻室9各部分温度均匀,采用多风口分层送风。图4中用箭头概略地表示冷气及其流动方向。
由于电冰箱各主冷却室一般都是垂直方向进行布置划分,为了相对应,分隔冷气通道用的隔热分隔壁15一般也作垂直方向设置。但是,隔热分隔壁15也可以作水平方向设置,相应的,冷气通道的各个部分进行相应的改变。
以上所述的是具有一个冷藏室和一个冷冻室的电冰箱的工作情况,下面对于具有多个冷却室的电冰箱工作的情况作以简介。
图5示出了本发明电冰箱具有多冷却室的制冷循环流程示意图。
以上,为了方便起见,本发明借助一个标准的、具有两个室,且其中第一室为冷藏室,第二个为冷冻室的电冰箱加以说明,无论如何,应当指出本发明可以适用于具有两个以上冷却室的电冰箱,例如:具有冷藏室、冷冻室、果蔬室、冰温保鲜室、变温室(温度切换室)等冷却室中的三个冷却室、四个冷却室或者五个冷却室的电冰箱。
以下,以具有三个冷却室的电冰箱对本发明作相应的介绍,其它的具有三个以上冷却室的电冰箱的工作的情况依此类推,不再作详细说明。
三个冷却室的电冰箱包括一个冷藏室8、一个变温室17(也称温度切换室)和一个冷冻室9,采用冷藏室8居上,变温室17居中,冷冻室9居下的布置,当然也可以采用冷冻室9居上,变温室17居中,冷藏室8居下的布置方式。
如图5所示,本发明电冰箱制冷剂由压缩机1驱动,流经冷凝器2、毛细管3,毛细管3与电磁阀10连接,用于控制制冷剂从毛细管3流入不同的蒸发器4a或者蒸发器4b,制冷剂从蒸发器4a和蒸发器4b的输出端相合并处进入压缩机1,从而完成电冰箱制冷循环。
在电冰箱第一次上电工作时,电冰箱的控制装置控制电磁阀10产生相应动作,控制制冷剂从毛细管3流入蒸发器4a,蒸发器4a处于制冷工作状态,制冷剂从蒸发器4a和蒸发器4b的输出端相合并处流入压缩机1,从而完成电冰箱制冷循环。以下为了说明的方便,定义上述蒸发器4a处于制冷工作状态的制冷循环为A制冷循环,A制冷循环具体表示如下:在冷藏室8的温控器、变温室17的温控器和冷冻室9的温控器监测到上述各室没有达到设定温度数值时,电冰箱的控制装置控制冷藏室风门7a、变温室风门17a和冷冻室风门11a处于开启状态,蒸发器4a产生的冷空气,由风扇5a驱动,冷气经过第一冷气通道12a分别从冷藏室冷气排出口18(参见图4)、变温室冷气排出口(图中未示出)和冷冻室冷气排出口16(参见图4)进入冷藏室8、变温室17和冷冻室9,从冷藏室8、变温室17和冷冻室9来的较温暖的空气由冷藏室冷气返回风路(图中未示出)、变温室冷气返回风路(图中未示出)和冷冻室冷气返回风路(图中未示出)返回蒸发器4a,冷藏室8、变温室17和冷冻室9较温暖的空气与蒸发器4a进行热交换之后,变成冷空气。
在电冰箱冷气循环一段时间后,当冷藏室8、变温室17和冷冻室9之一首先达到设定温度数值时,电冰箱的控制装置控制其相应的风门关闭,只要冷藏室8、变温室17和冷冻室9之一没有达到设定温度数值,继续执行A制冷循环,直到冷藏室8、变温室17和冷冻室9都达到设定温度数值。当冷藏室8、变温室17和冷冻室9都达到设定温度数值时,电冰箱的控制装置将停止压缩机1的运转并关闭冷藏室风门7a、变温室风门17a和冷冻室风门11a。电冰箱的冷藏室8、变温室17和冷冻室9的温度,受到电冰箱箱体的散热、门封的散热、开门的频繁程度以及诸如冷藏室8、变温室17和冷冻室9放入待冷藏、待冷冻物品等影响,冷藏室8、变温室17和冷冻室9的温度不断上升,当冷藏室8、变温室17和冷冻室9之一产生制冷信号,并且发生在A制冷循环的设定时间(或者说是电磁阀10的转换时间)T1(比如8~24小时)内,电冰箱再次执行A制冷循环,并且由控制装置控制相应风门的开关,直至各冷却室达到设定温度数值。
当电冰箱的控制装置累计电冰箱的A制冷循环连续工作至设定的时间T1以后,电冰箱的控制装置控制电磁阀10产生相应动作,控制制冷剂从毛细管3进入蒸发器4b,此时,蒸发器4b处于制冷工作状态。以下为了说明的方便,定义蒸发器4b处于制冷工作状态的制冷循环为B制冷循环,B制冷循环具体表示如下:制冷剂由流经蒸发器4a转换为流经蒸发器4b后,蒸发器4b处于制冷工作状态,此时的电冰箱由蒸发器4b、风扇5b为冷冻室9提供制冷冷气,冷冻室风门11a处于关闭状态,冷冻室风门11b根据冷冻室9的制冷信号而开启,如此反复,直至B制冷循环的设定工作时间(或者说是电磁阀10的转换时间)T2(比如8~24小时)为止。
上述,在转换执行B制冷循环前执行A制冷循环的蒸发器4a在电冰箱运行一段时间后,会在蒸发器4a表面上凝结出一层霜。
电冰箱的冷藏室8和变温室17的设定温度一般都比冷冻室9的设定温度高,电冰箱由A制冷循环转换为B制冷循环后,在B制冷循环的设定工作时间T2内,当冷藏室8和/或变温室17再次产生需要制冷信号时,设置在第一冷气通道12a的温控器检测其冷气通道内的温度(或者检测蒸发器4a的温度),如果第一冷气通道12a内的温度值低于冷藏室8和变温室17的设定温度,电冰箱的控制装置开启冷藏室风门7a和/或变温室风门17a,驱动风扇5a运转,借以蒸发器4a霜层中储藏的冷能实现冷藏室8和/或变温室17的制冷。同时,电冰箱以冷藏室8和/或变温室17较高温度的循环空气对蒸发器4a进行除霜。
电冰箱的冷藏室8和变温室17的设定温度也不一样,在B制冷循环的设定工作时间T2内,如果第一冷气通道12a内的温度值高于冷藏室8和变温室17中设定温度较低的一个冷却室,控制装置则开启该冷却室设置于第二冷气通道12b中的风门,驱动风扇5b运转,由B制冷循环实现该冷却室的制冷。冷藏室8和变温室17中设定温度较高的一个冷却室继续借以蒸发器4a霜层中储藏的冷能实现制冷,直到第一冷气通道12a内的温度值高于该冷却室设定值,此后,控制装置则开启该冷却室设置于第二冷气通道12b中的风门,驱动风扇5b运转,由B制冷循环实现该冷却室的制冷。
在达到B制冷循环的设定工作时间T2时,制冷剂由流经蒸发器4b转换为流经蒸发器4a,电冰箱由执行B制冷循环转为执行A制冷循环。此时的电冰箱由蒸发器4a、风扇5a为冷冻室9提供制冷冷量,冷冻室风门11b处于关闭状态,冷冻室风门11a根据冷冻室9的制冷信号而开启,如此反复,直至A制冷循环的设定工作时间为T1止。
上述,在转换为执行A制冷循环前执行B制冷循环的蒸发器4b在电冰箱运行一段时间后,蒸发器4b表面上凝结出一层霜。在A制冷循环的设定时间T1内,当冷藏室8和/或变温室17再次产生需要制冷的信号时,设置在第二冷气通道12b的温控器检测其冷气通道内的温度(或者检测蒸发器4b的温度),如果第二冷气通道12b内的温度值低于冷藏室8和变温室17的设定温度,电冰箱的控制装置开启冷藏室风门7b和/或变温室风门17b,驱动风扇5b运转,借以蒸发器4b霜层中储藏的冷能实现冷藏室8和/或变温室17的制冷。同时,电冰箱借以冷藏室8和/或变温室17较高温度的循环空气对蒸发器4b进行除霜。如果第二冷气通道12b内的温度值高于冷藏室8和变温室17中设定温度较低的一个冷却室,控制装置则开启该冷却室设置于第一冷气通道12a中的风门,驱动风扇5a运转,由A制冷循环实现该冷却室的制冷。冷藏室8和变温室17中设定温度较高的一个冷却室继续借以蒸发器4b霜层中储藏的冷能实现制冷,直到第二冷气通道12b内的温度值高于该冷却室设定值,此后,控制装置则开启该冷却室设置于第一冷气通道12a中的风门,驱动风扇5a运转,由A制冷循环实现该冷却室的制冷。
上述本发明蒸发器的除霜,利用了温度较高的冷藏室的空气,但是,本发明蒸发器的除霜并不仅受冷藏室的限制,本发明蒸发器的除霜可以利用其它所有的温度较高的冷却室的空气,例如:冷却室的温度高于零度的果蔬室(3℃~7℃)或者设置温度高于除霜温度的变温室(温度切换室)。
图6为本发明电冰箱多冷却室冷气循环系统图。
三个冷却室的电冰箱包括一个冷藏室8、一个变温室17(温度切换室)和一个冷冻室9,相应的,与第一冷气通道12a相关,有三路冷气循环,与第二冷气通道12b相关,也有三路冷气循环。
蒸发器4a产生的冷气由风扇5a强制循环,经过冷气通道12a,第一路冷气经由冷藏室风门7a的调节控制,从冷藏室冷气排出口18排出,流向冷藏室8,并在冷藏室8内实现热交换之后,从冷藏室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4a,实现了冷藏室8的冷气循环;第二路冷气通过冷冻室风门11a的调节控制,从冷冻室冷气排出口16排出,流向冷冻室9,并在冷冻室9内实现热交换之后,从冷冻室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4a,实现了冷冻室9的冷气循环;第三路冷气经由变温室风门17a的调节控制,从变温室冷气排出口排出(图中未示出),流向变温室17,并在变温室17内实现热交换之后,从变温室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4a,实现了变温室17的冷气循环。
蒸发器4b产生的冷气由风扇5b强制循环,经过第二冷气通道12b,第一路冷气经由冷藏室风门7b的调节控制,从冷藏室冷气排出口18排出,流向冷藏室8,并在冷藏室8内实现热交换之后,从冷藏室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4b,实现了冷藏室8的冷气循环;第二路冷气通过冷冻室风门11b的调节控制,从冷冻室冷气排出口16排出,流向冷冻室9,并在冷冻室9内实现热交换之后,从冷冻室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4b,实现了冷冻室9的冷气循环;第三路冷气经由变温室风门17b的调节控制,从变温室冷气排出口(图中未示出)排出,流向变温室17,并在变温室17内实现热交换之后,从变温室用返回风路(图中未示出)返回蒸发器4b,实现了变温室17的冷气循环;以下更加形象地描述了具有三个冷却室的电冰箱的冷气循环路线:与第一冷气通道12a有关的三路冷气循环:向冷藏室8供给冷气的第一路冷气循环路线为:向冷冻室9供给冷气的第二路冷气循环路线为:向变温室17供给冷气的第三路冷气循环路线为:与第二第二冷气通道12b有关的三路冷气循环:向冷藏室8供给冷气的第一路冷气循环路线为:向冷冻室9供给冷气的第二路冷气循环路线为:向变温室17供给冷气的第三路冷气循环路线为:图7为本发明电冰箱制冷系统所采用的一种控制装置的略图。
冷藏室温控器和冷冻室温控器分别与控制装置连接,并检测相应各室的温度,当产生需要制冷的信号后,由控制装置控制压缩机和风扇的运转,或者由控制装置单独控制风扇的运转,以及由控制装置控制相应各个风门的开关,以实现冷藏室8和/或冷冻室9的不同的制冷需求以及蒸发器4a、4b的除霜。控制装置累计蒸发器4a和4b的工作时间T1和T2,通过电磁阀10的转换,实现不同蒸发器的交替工作。
第一冷气通道温控器和第二冷气通道温控器分别与控制装置连接,根据第一冷气通道温控器和第二冷气通道温控器所监测的温度数值并与冷藏室8的设定温度或与冷藏室8和其它设定温度较高的冷却室的设定温度相比较,控制装置控制处于除霜状态的蒸发器4a或4b为冷藏室8或为冷藏室8和其它设定温度较高的冷却室提供制冷冷气,进而实现蒸发器4a或4b的除霜。
此外,与控制器相连接的还可以有温度显示装置、温度设定装置、报警装置、灯光装置、加热器以及其他的各种传感器等等。
以上所述的为本发明优选实施例,但本发明并不仅受以上所述优选实施例的限制和束缚,对于本发明,也可有不同的选择。
依据本发明电冰箱的结构,本发明优选实施例说明了电冰箱的典型的制冷工作方法,不限于此,依据本发明电冰箱的结构以及A制冷循环、B制冷循环、风扇5a、5b、风门的不同组合还可以产生出许多其它的制冷工作方法。
以下对本发明进行更加一步的阐明:所述的风门为步进电机型电动风门,风门开启大小精确可调。
所述的风门也可采用感温风门,根据温度的高低自动开启。
所述的电磁阀为双稳态电磁阀,以脉冲方式通电工作,节能省电。
所述的电磁阀为二位三通电磁阀,具有一个入口二个出口。
所述的两只蒸发器可以完全相同,设计简单,生产制造方便,减少部件种类。当然,根据不同的需求和用途,两只蒸发器可有不同。
所述的风扇为可以采用固定单一转速的风扇,也可以采用可调速的风扇,以方便制冷冷气的调节。
传统地,为了及时化除电冰箱门缝附近凝结露水,防止风门、接水盘、除霜排水管、风扇叶圈等部位的冻结,可以采用温暖的液体制冷剂来加热与上述部件接触的表面,从而防止会妨碍上述部件工作的霜水的积累,另一个方案是采用电加热器来加热上述部位,但这将引入额外的热力加上加热器的成本。
传统地,电冰箱蒸发器霜层融化所形成的水经过架设的接水管和接水器排至电冰箱外,也可以利用电冰箱的冷凝器或者压缩机作为热源自行蒸发。
由上所述,蒸发器的除霜不再需要借助一个独立的电加热器来进行除霜,可以节约相当的电能。利用较温暖的冷藏室的空气为蒸发器除霜,蒸发器的结霜层所储藏的冷能能够被有效的利用,并可保持和增加冷藏室、蔬菜室的湿度。两个冷气通道完全封闭、隔离,制冷与除霜分别进行,互不干扰,除霜工作稳定、彻底、可控、可靠。
本文中的名称和名词只是被用来做解释,应理解还能作出各种各样的改型。
显然,根据上述说明,本领域的专业人员可以对本发明作出许多的改进与变化。因此,十分明显,本发明不受上述优选实施例的限制,在所附的权力要求书的范围中,本发明在具体实施中可能有不同于此处实施例所属的形式。

Claims (10)

1.一种电冰箱,包括箱体和设置在箱体内的冷气通道、设置在冷气通道中并用于与高温冷气进行热交换的蒸发器和使冷气在冷气通道中强制循环的风扇以及通向各个不同冷却室的风门,其特征在于:在电冰箱的冷却室和电冰箱箱体之间形成的冷气通道内设置一个隔热分隔壁,由原来在冷却室和电冰箱箱体之间形成的一个冷气通道变为设置两个各自完全独立的、封闭的冷气通道,每个冷气通道内各自设置一个蒸发器,每个冷气通道内分别设置通向各个不同冷却室的风门,每个冷气通道内各自设置强制冷气循环的风扇。
2.根据权利要求1所述的电冰箱,其特征在于,所述的冷却室为冷冻室、冷藏室、果蔬室、冰温保鲜室、变温室(温度切换室)的全部或者其中几者。
3.根据权利要求1所述的电冰箱,其特征在于,所述的冷气通道设置于冷却室的后壁和电冰箱箱体的内箱之间。
4.根据权利要求1所述的电冰箱,其特征在于,所述的蒸发器相同。
5.根据权利要求1所述的电冰箱,其特征在于,所述的蒸发器不相同。
6.根据权利要求1所述的电冰箱,其特征在于,所述的风门为步进电机型电动风门。
7.根据权利要求1所述的电冰箱,其特征在于,所述的风门为感温风门。
8.根据权利要求1所述的电冰箱,其特征在于,所述的电磁阀为双稳态电磁阀。
9.根据权利要求1所述的电冰箱,其特征在于,所述的电磁阀为二位三通电磁阀。
10.根据权利要求1所述的电冰箱,其特征在于,所述的风扇为可以调速的风扇。
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