CN203310184U - 基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，包括箱体，箱体设有顶盖、背板和两侧板，箱体内从外向内依次设有保温层和内胆，箱体上安装有箱外温度传感器和单片机；顶盖内形成有封闭腔室，封闭腔室内冲装有乙醇和氯化钠的混合溶液；背板上设有挂壁结构；侧板上设有通风口，通风口设有闸门，闸门与舵机相连，单片机采集来自箱外温度传感器的温度信号，并根据温度信号控制舵机动作，舵机带动闸门打开或关闭；单片机和舵机设有共用电源。本实用新型在冬季储存食物的同时，能有效地减少耗能。且结构简单、工作可靠，制造加工方便，可以实现大规模生产，成本低廉，长期使用无污染、节约能源。

Description

基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱

技术领域

本实用新型涉及一种自然冷源利用技术，特别是一种基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱。

背景技术

今冬全国出现大面积的雾霾天气，且持续时间长、危害程度深。京津冀地区人口密集，虽然不利于污染物扩散的天气过程和气象条件是大面积雾霾污染形成的客观因素，但是冬季燃煤供暖、机动车尾气排放造成大气中可吸入颗粒物的增加，电力需求的增加也成为主要的肇事者。因此，为解决大规模的能源需求与环境污染问题，自然冷源的充分开发与利用越来越凸显出其潜在价值和重大意义。

冬季的寒冷空气、冰雪及冷水等作为自然冷源的不同形式，是大自然赐予人类一笔取之不尽的巨大资源财富，对其进行科学、合理、有效地开发与利用意义具有十分重大和深远的意义。目前，自然冷源开发利用的工程技术有：以加拿大的维格尼奥特和日本川田为代表的层积式制冰蓄冷系统，其设计简单，但操作繁琐，且限于冷资源丰富的高寒地区应用；以日本的堂腰纯和中国的李里特为代表的箱群式制冰系统，不仅设计简单，操作方便，并且适用冷资源并不太丰富的地区，但其基建投资成本较高；热管式蓄冷方式设计简单，效果好，但热管工作的稳定性和持久性尚存在一些问题。在我国北方的很多地区，大规模的家庭式自然冷源技术已相当普及，例如冬季人们将肉类等食物用简易的纸箱盛放或是直接露天置于室外，利用自然冷源进行冷冻。但此方法需要面对一个很大的问题，即当气温升高至超过0℃时，就很容易造成食物解冻；昼夜较大的温差致使食物不断解冻、冷冻，最终导致食物变质。此外，露天储存很难达到卫生要求，长期使用易引发健康危机。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，该冰箱卫生、结构简单、成本低、性能可靠、使用方便、适用区域广。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，包括箱体，所述箱体设有顶盖、背板和两侧板，所述箱体内从外向内依次设有保温层和内胆，所述箱体上安装有箱外温度传感器和单片机；所述顶盖内形成有封闭腔室，所述封闭腔室内冲装有乙醇和氯化钠的混合溶液；所述背板上设有挂壁结构；所述侧板上设有通风口，所述通风口设有闸门，所述闸门与舵机相连，所述单片机采集来自所述箱外温度传感器的温度信号，并根据所述温度信号控制所述舵机动作，所述舵机带动所述闸门打开或关闭；所述单片机和所述舵机设有共用电源。

所述侧板为弧面板。

所述顶盖的顶面周边为弧面。

所述顶盖的上面设有显示板，所述显示板上设有温度显示器。

所述共用电源为蓄电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板给所述蓄电池充电。

所述挂壁结构设有与所述背板固接的轨道，所述轨道设有与其适配的导槽，所述导槽的底部设有限位钢板，所述导槽上设有螺栓固定孔；所述侧板上设有把手。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

一）传统的冰箱多置于室内，在进行冷冻冷藏的同时向室内环境放出大量的热量，能耗高且热量浪费。本实用新型将冰箱移至室外，利用冬天自然的低温环境进行制冷，无需消耗电能即可达到冷冻的目的，既节省了传统室内冰箱内的空间又有效地降低了冰箱的耗能。

二）本实用新型采用的制冷剂为乙醇和氯化钠的混合溶液，其凝固点可达零下7摄氏度。当其由固态变为液态时需要吸收大量的潜热，即要从冰箱内带走大量的热量，能有效地降低冰箱内的温度，使其达到冷冻的温度要求，更方便人们储存食物。

三）本实用新型采用自动控制的通风口结构，控制箱体内的温度恒定，无需人为调节。同时安装太阳能电池板进行自动储能，使天然能源自动利用，节省电能，安全环保。

四）运用轨道悬挂方式，悬挂于室外，充分利用自然冷源；并且让箱体两侧保有充分弧度，以便于充分减阻。总体设计不仅美观耐用，而且能够承担各种自然载荷作用。

综上所述，本实用新型利用天然低温进行食物冷冻，在外界气温升高时，维持储藏室内低温环境。该冰箱在冬季储存食物的同时，能有效地减少耗能。且结构简单、工作可靠，制造加工方便，可以实现大规模生产，成本低廉，长期使用无污染、节约能源。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、通风口；2、把手；3、乙醇和氯化钠的混合溶液；4、显示板；5、箱体；6、保温层；7、内胆；8、闸门。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，包括箱体5，所述箱体5设有顶盖、背板和两侧板，所述箱体5内从外向内依次设有保温层6和内胆7，所述箱体5上安装有箱外温度传感器和单片机；所述顶盖内形成有封闭腔室，所述封闭腔室内冲装有乙醇和氯化钠的混合溶液3；所述背板上设有挂壁结构；所述侧板上设有通风口，所述通风口设有闸门8，所述闸门8与舵机相连，所述单片机采集来自所述箱外温度传感器的温度信号，并根据所述温度信号控制所述舵机动作，所述舵机带动所述闸门8打开或关闭；所述单片机和所述舵机设有共用电源。所述共用电源为蓄电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板给所述蓄电池充电。

在本实施例中，所述侧板为弧面板。所述顶盖的顶面周边为弧面。所述顶盖的上面设有显示板4，所述显示板4上设有温度显示器。所述挂壁结构设有与所述背板固接的轨道，所述轨道设有与其适配的导槽，所述导槽的底部设有限位钢板，所述导槽上设有螺栓固定孔；所述侧板上设有把手2。保温层采用聚苯乙烯形成，其优点为导热系数小、防水性能好、密度小且无毒。在白天箱体封闭时，最大程度地降低冰箱内与外界环境间的导热及对流换热，使冰箱内部持续保持低温环境；在冬季发生雨雪天气时，可防止雪水流入冰箱。

本实用新型采用乙醇和氯化钠的混合溶液为制冷剂，其冰点低，相变潜热高，可有效地带走冰箱内的热量，维持冰箱内的低温环境。在北方冬季的夜晚，室外温度低，通过电控系统自动打开箱体侧板上的通风口使其与外界环境相连通，充分利用对流换热降低冰箱内的温度，保证冷冻效果。除此之外，在本实用新型的箱盖上设有显示板，用户可直观地读取冰箱内部温度状况，调整所储存的食物种类。侧板采用弧线形设计，既美观又大大减小了风载的影响。据计算，圆弧承担的载荷远小于平板，至少可以承担六级风力。挂壁结构采用轨道形式，便于装卸。轨道导槽采用钢材料，并以螺栓连接到墙体上，导槽最低端焊接厚钢片。导轨与导槽滑动连接，进而实现重复装卸的目的。为了方便提拉，冰箱两侧装有把手。整个天然冰箱材料的力学性能能够达到使用标准。

本实用新型的另一创新之处是侧板上的自动控制通风系统。本实用新型利用51单片机、温度传感器、舵机、蜂鸣器、太阳能电池、显示屏等来实现低温通风、高温隔绝的目的。51单片机具有功能较全面、经济等特点，在本实用新型中，作为信息的接受和处理单元。工作电压为4.5V～5.5V；温度传感器用来感知箱体内外温度，并将温度的变化情况转化为电信号传送给单片机。本实用新型采用OTP-538非接触式红外温度传感器，测量范围为-50～350度，测量精度为±0.5℃，完全满足使用要求。舵机选用的型号为ES08MA，该种舵机工作电压为4.8V～6.0V，工作电流为200mA/60°，扭矩为1.5/1.8kg.cm，能够带动通风口旁的闸门，以实现通风口打开和闭合；当舵机开始工作时，蜂鸣器发出蜂鸣声以提醒用户室外温度升高。蜂鸣器工作电压为2.5～5V；太阳能电池于白天吸收光能，并将光能转化为电能以供蓄电池冲电，蓄电池给单片机和舵机等用电设备供电。每个太阳能电池板功率为1.6W，电压为6V，电流为270-320ma。根据计算，本系统选用两个太阳能电池板作为充电电源。显示板上列有一系列食物，根据当前箱内温度状况，适合在该温度下保存的食物下的灯会亮起，用户可直观地读取冰箱内部温度状况，调整所储存的食物种类，起到引导用户的作用。

本实用新型的工作过程：

在冬季夜间或温度降低到设定值时，单片机根据来自室外温度传感器的温度信号自动控制舵机动作，闸门从通风口移走，通风口自动打开。利用自然冷源对食物进行冷冻或冷藏；在冬季白天或气温升高到设定值时，闸门自动关闭通风口，形成一个相对封闭的环境，箱体的保温层能有效阻止热量进入，同时利用乙醇和氯化钠混合溶液溶解时放出的潜热，降低箱内温度。夏天时，外界温度较高，保温层起到隔热保冷功效，适合储藏冰镇饮料等物品。本实用新型主要用于冬天室内冰箱负荷较大时，采用天然冷源代替传统冰箱保存部分食物以降低功耗。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，包括箱体，其特征在于，所述箱体设有顶盖、背板和两侧板，所述箱体内从外向内依次设有保温层和内胆，所述箱体上安装有箱外温度传感器和单片机；

所述顶盖内形成有封闭腔室，所述封闭腔室内冲装有乙醇和氯化钠的混合溶液；

所述背板上设有挂壁结构；

所述侧板上设有通风口，所述通风口设有闸门，所述闸门与舵机相连，所述单片机采集来自所述箱外温度传感器的温度信号，并根据所述温度信号控制所述舵机动作，所述舵机带动所述闸门打开或关闭；

所述单片机和所述舵机设有共用电源。

2.根据权利要求1所述的基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，其特征在于，所述侧板为弧面板。

3.根据权利要求2所述的基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，其特征在于，所述顶盖的顶面周边为弧面。

4.根据权利要求1所述的基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，其特征在于，所述顶盖的上面设有显示板，所述显示板上设有温度显示器。

5.根据权利要求1所述的基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，其特征在于，所述共用电源为蓄电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板给所述蓄电池充电。

6.根据权利要求1所述的基于自然冷源利用的室外挂壁式天然冰箱，其特征在于，所述挂壁结构设有与所述背板固接的轨道，所述轨道设有与其适配的导槽，所述导槽的底部设有限位钢板，所述导槽上设有螺栓固定孔；所述侧板上设有把手。

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