CN201191121Y

CN201191121Y - 电冰柜真空隔热箱体

Info

Publication number: CN201191121Y
Application number: CNU2007201336496U
Authority: CN
Inventors: 孟范中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-12-29
Filing date: 2007-12-29
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2017-12-29

Abstract

本实用新型公开了一种电冰柜真空隔热箱体，它涉及电冰柜的节能。为减弱电冰柜箱体内外热量的传递，在整体箱体和冰柜盖箱体的内部空间均安装热反射薄膜板，箱体内表面由黑度系数很小的材料制成，并且内部抽成真空，其节能率达60％以上，该技术适用于各类电冰箱。它由冰柜盖箱体、整体箱体、冰柜盖隔热层、微正压气体密封袋、热反射薄膜板、内隔热板、抽真空管、减阻孔、内反射膜等构成。

Description

电冰柜真空隔热箱体

技术领域

本实用新型采用真空隔热箱体作为电冰柜的隔热箱体，它涉及电冰柜的节能，它适用于各类电冰柜。

背景技术

电冰柜的箱体内外存在很大的温差，由于温差存在导致箱外热量传向箱内，迫使电冰柜压缩机再次重新工作，再次消耗电能来降低电冰柜箱内的温度。为减弱电冰柜箱体内外传热，目前国内外对电冰柜的箱体均采用泡沫塑料作为隔热材料，以减弱电冰柜箱体的传热，据统计电冰柜每小时工作4～5次，一天耗电在1～1.8kW·h左右。本人曾设计一种真空隔热电冰箱，专利号为：200420092191.0。该专利的主要技术特征是：由多个平板箱体组成一个整体箱体。

实用新型目的

本实用新型的目的就是提供一种用真空和热反射薄膜作为电冰柜箱体的隔热方案，由此设计一种箱体加工制造工艺简单，且承压性能和封闭性能均为更好的节能电冰柜。

实用新型的内容

为实现本实用新型的目的，本实用新型的技术方案就是将电冰柜隔热箱体设计成一个封闭良好完整整体，它可以是圆筒形状，也可以是一个长方体形状。箱体内部安装有热反射薄膜板，内部表面由黑度系数很小的材料制成，内部抽成真空。冰柜盖箱体与冰柜整体箱体的密封采用微正压气体密封袋密封。与本人原有专利比较，本技术方案的传热热点减少了，因此，它更为节能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的优选实施方式进行具体说明。

图一是电冰柜真空隔热箱体的整体箱体和冰柜盖箱体的立面剖视图；

图二是图一所示剖视图A-A处的剖面图；

图三是实用新型另一实施方式图一所示剖视图A-A处的剖面图。

图一给出了冰柜盖箱体[1]，冰柜盖箱体[1]内部空间安装热反射薄膜板[4]，热反射薄膜板[4]的四周由上固定环[2]和下固定环[3]固定。上固定环[2]与冰柜盖箱体[1]焊接联接，下固定环[3]采用热阻大的材料，用螺钉[33]将它和热反射薄膜板[4]一起固定在上固定环[2]上。热反射薄膜板[4]的中心部位由支撑板[8]和支撑杆[9]支撑。支撑板[8]选用热阻大的材料，支撑杆[9]选用钢材料，并与冰柜盖箱体[1]焊接固定。热反射薄膜板[4]其上钻有若干个冰柜盖减阻孔[12]，图一中用点画线表示。冰柜盖箱体[1]焊有冰柜盖抽真空管侧孔[7]，其孔的位置在热反射薄膜板[4]的下方，这样热反射薄膜板[4]的上下两面均有孔形成连通，抽真空时摩阻小且该板不发生形变。冰柜盖箱体[1]的内部设有冰柜盖吸气剂[10]。冰柜盖箱体[1]的下面设有冰柜盖隔热层[11]，冰柜盖隔热层[11]上镶有微正压气体密封袋[5]，它提供略大于大气压力的可靠接触密封。微正压气体密封袋[5]下面是环形隔热层[14]，环形隔热层[14]内设有冰柜功能通孔[13]，冰柜功能通孔[13]是电冰柜制冷功能管线和功能电线的通道，在图一中用两条相交的点划线表示。

整体箱体[15]的内壁螺旋式地缠绕一层铝箔，即为内反射膜[28]。在整体箱体[15]的内壁上端焊上档环[30]，在档环[30]上套上内固定环[16]，将内热反射薄膜板[21]再套在内固定环[16]上，用内固定螺钉[17]将内热反射薄模板[21]固定在内固定环[16]上。在内固定环[16]上再套上外固定环[32]，二者之间设有微小锥度配合，所以外固定环[32]不会向下移动。将外热反射薄膜板[29]套在外固定环[32]上，用外固定螺钉[31]将其固定在外固定环[32]上。内热反射薄膜板[21]和外热反射薄膜板[29]在整体箱体[15]下端固定采用和上端相同部件及相同的固定方法。内热反射薄膜板[21]和外热反射薄膜板[29]钻有若干个减阻孔[19]，图一中用点划线表示。整体箱体[15]层内设置吸气剂[18]，整体箱体[15]的内面设置内隔热层[20]。图一中所有实心圆点均为箱体强度加强筋[22]，它的作用是防止箱体发生形变，因箱体内部真空，箱体内外壁承受大气压力。整体箱体[15]内底部由底部支撑环[23]和底部支撑管[24]支撑固定，底部支撑环[23]与整体箱体[15]采用点焊联接，点焊联接的目的是减少传热面积，减弱传热。而底部支撑管[24]则采用热阻大的材料，并且其上钻有支撑管侧孔[27]，支撑管侧孔[27]的作用是抽真空时防止空气积存在其管内，进而降低箱内的真空度。整体箱体[15]的底部设有底部抽真空管[25]，底部抽真空管[25]设有底部侧孔[26]，其作用与冰柜盖抽真空管侧孔[7]一样。底部抽真空管[25]与整体箱体[15]采用焊接联接。

图二和图三中的所有零部件均包含在图一中，图三表示整体箱体[15]横截面为长方形。

有益效果

当采用原有技术方案，以138升电冰柜为例，该电冰柜的传热量计算如下：

Q_柜＝(λ/δ)·Δt·F＝0.04W/m℃/0.035m×[20-(-15)]℃×1.8m²

＝72W。

考虑电冰柜存在传热热点、经常开门、箱门密封不严等其它因素实际传热功率可能比计算值大出一倍左右，即为144W，当电冰柜工作时间系数为0.3时，则一天消耗电能为0.144kW×24h/天×0.3＝1.04kW·h＝1.04度/天。

上式计算中，δ＝0.035m，λ＝0.04W/m℃，Δt＝[20-(-15)]℃。在夏季电冰柜的环境温度可达到30℃，此时电冰柜一天耗电量按上式进行计算其数值要大于1.33度。

当采用本技术方案，不考虑整体箱体[15]和冰柜盖箱体[1]中内隔热层[20]和隔热层[11]的热阻作用，箱体按辐射传热计算如下：

工程热力学计算结果表明，当辐射传热面之间设有遮热板时，也就是本技术方案所设有热反射薄膜板时，通过遮热板的传热量Q_x是无遮热板时的1/(n+1)。n为遮热板个数，当有一个遮热板为原无遮热板时的1/(1+1)＝1/2，当有两个遮热板为原无遮热板时的1/(2+1)＝1/3。设无遮热板时的传热量为Q_无，则有：

Q_无，＝C_x.F_B[(T_B/100)⁴-(T_A/100)⁴]

上式中，C_x为箱内B辐射面与A辐射面之间某层面的辐射系数，本例B面为高温面，A面为低温面，温度由B面传向A面，也就是T_B是箱外温度，T_A是箱内温度，当各层面采用相同材料时，则箱内各层面的辐射系数均相等，即C_x＝C_A＝C_B，当采用铝箔时，

C_x＝C_A＝C_B＝0.2326W/m²·°K⁴，T_B＝273°K+20°K＝293°K

T_A＝273°K+(-15)°K＝258°K，F_A＝1.8m²，F_B＝2.383m

C_{x} = \frac{1}{1 / c_{A} + (1 / c_{B} - 1 / c_{0}) \cdot n}

上式中：C_A＝C_B＝0.2326W/m²·°K⁴，C₀＝5.6987W/m²·°K₄，

n＝F_B/F_A＝1.324

Q_无，＝C_x.F_B[(T_B/100)⁴-(T_A/100)⁴]

＝0.102W/m²·°K⁴×2.383m²[(2.93)⁴-(2.58)⁴]°K⁴

＝7.14W

Q_x＝1/3Q_无＝7.14W＝2.38W。

实际上箱体不可能绝对真空，以及结构中仍有传热热点等其它因素，计算取值可大些，取到计算值的3倍时，即为7.14W，当电冰柜工作时间系数为0.3时，一天耗电量为：

0.00714kW×24h/天×0.3＝0.051kW·h/天＝0.051度/天

每天则节电率为：

每年节省电费为365天/年×(1.04度-0.051度)/天×0.65元/度＝234.6元/年

本技术方案多投入的成本如钢板、铝箔等材料，加之制造时增加工时费，焊接及其它不可预计费用合计310元左右，则1年零4个月可收回投资。如果电冰柜使用寿命15年，加之我国电冰柜用量巨大，显然有可观的经济效益和社会效益。

最佳实施方式

1.箱体部件安装

在加工制造整体箱体[15]和冰柜盖箱体[1]时注意先安装其内部部件，按照先里后外，自上而下的原则进行安装。如制作冰柜盖箱体[1]时，应优先安装上固定环[2]、下固定环[3]、热反射薄膜板[4]、上盖吸气剂[10]最后封闭冰柜盖箱体[1]、整体箱体[15]的内部安装与冰柜盖箱体[1]类似。内固定环[16]和外固定环[32]采用热阻大的材料。内反射膜[28]采用厚度为0.04mm的工业铝箔，内热反射薄膜板[21]和外热反射薄膜板[29]采用厚度为0.08mm的工业铝箔，内热反射薄膜板[21]、外热反射薄膜板[29]的底部带有圆形底部形成封闭筒，其底部也有若干个减阻孔[19]，在图一中用点划线表示，他们的制做是在一定直径的圆柱形胎具上螺旋缠绕成形。

2.焊接

本产品的质量在很大程度上取决于焊接的质量，由于壁薄采用氩弧焊为宜，制定焊后箱体打压捡漏和焊后焊缝检验的制度。冰柜盖箱体[1]和整体箱体[15]的内部安装完毕及焊接封闭后，在各自的保护胎具内打压试验，试验压力为0.4MPa，不渗不漏为合格，之后再进行抽真空作业。

3.抽真空

抽真空的设备采用罗茨泵和旋片泵所组成的机组。根据机组的排气量，一次设计成抽空多个箱体。当机组泵头压力为0.5Pa时，箱体再抽1小时后进行封口焊接封闭箱体。图一结构在设计中已经充分考虑到抽真空时结构和管路所形成的摩阻，如果存在较大的摩阻，则箱内达不到高度真空。在进行批量生产之前充分进行单体抽真空实验。机组泵头压力0.5Pa，它不是箱体的内部压力，因为箱体内部压力是P_内＝0.5Pa+P_摩阻，就是抽完真空封口作业完毕后，箱体内的压力P_内要大于泵头压力0.5Pa，只有当P_摩阻很小时，二者才比较接近。图一结构中设有若干个减阻孔[19]和冰柜盖减阻孔[12]、冰柜盖抽真空管侧孔[7]、底部侧孔[26]加之内部结构简单，因此摩阻会很小。

4.清洁材料

整体箱体[15]、冰柜盖箱体[1]的内部部件除采用清洁不挥发的材料外，其部件表面还要进行除油污工序作业。特别是内、外热反射薄膜板[21]和[29]，以及内反射膜[28]均为工业铝箔，上面有一层轻质油，在安装前必须清除油污及烘干处理。其它进行组焊的钢板也要进行除锈及相应的清洁工作。因为任何微小的脏物和油污都会产生气体充满箱体内部空间，使箱体真空度降低。

5.箱体的形状和材料

最佳实施方式取决于电冰柜隔热箱体的形状及其采用的材料。本技术方案的实施方式之一是采用圆筒状箱体，其材料选用机械强度和焊接性能良好的合金钢。因为圆筒状箱体在相同壁厚的条件下，其承受内压和外压性能均大大高于箱体状的箱体，并且圆筒状箱体的加工制造工艺和其内部部件安装工艺简单和方便，因此它的制造成本比箱体状箱体要低得多。冰柜盖箱体[1]和整体箱体[15]的材料也可选用挥发量很小的清洁塑料，其制造工艺采用塑料注射模具生产工艺。它的优点是箱体整体视导系数比钢材料要低得多，因塑料材料的导热系数比钢材要低得多，则所设计的电冰柜更为节能。缺点是它的壁厚比钢材要大。产品生产规模小时生产成本高。按图一的结构，不改变箱体结构，只改变箱体形状的前提下冰柜盖箱体[1]和整体箱体[15]可以制成长方体形状，如附图三所示。它的优点是人性化感官好，因为目前电冰柜的形状是长方体。但是，与圆筒状箱体比较它的缺点是制造成本高。

对于本领域的普通技术人员来说上述优选实施例，在不脱离本发明原理的前提下，是很容易实施的，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种电冰柜真空隔热箱体包括冰柜盖箱体、整体箱体，其特征在于冰柜盖箱体[1]的内部空间安装热反射薄膜板[4]、冰柜盖抽真空管[6]，整体箱体[15]的内部空间设有内反射膜[28]、内热反射薄膜板[21]、外热反射薄膜板[29]、底部抽真空管[25]，在冰柜盖箱体[1]和整体箱体[15]之间设有冰柜盖隔热层[11]和环形隔热层[14]。

2.根据权利要求1所述电冰柜真空隔热箱体，其特征在于热反射薄膜板[4]上设有冰柜盖减阻孔[12]。

3.根据权利要求1所述电冰柜真空隔热箱体，其特征在于冰柜盖抽真空管[6]上设有冰柜盖抽真空管侧孔[7]。

4.根据权利要求1所述电冰柜真空隔热箱体，其特征在于内热反射薄膜板[21]和外热反射薄膜板[29]上设有减阻孔[19]。

5.根据权利要求1所述电冰柜真空隔热箱体，其特征在于底部抽真空管[25]上设有底部侧孔[26]。

6.根据权利要求1所述电冰柜真空隔热箱体，其特征在于冰柜盖隔热层[11]内镶有微正压气体密封袋[5]。