CN216282230U - 基于相变材料蓄能车载冰箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于相变材料蓄能车载冰箱，它由压缩机形成冷藏、冷冻功能循环回路；冷藏功能循环回路；冷冻功能循环回路；加热功能循环回路；冷藏和加热功能循环回路；及冷冻和加热功能循环回路组成。本实用新型能在断电情况下较长时间保持冰箱冷冻室、冷藏室温度，在不增加汽车电耗的情况下实现了冰箱的加热功能，重复使用性好。

Description

基于相变材料蓄能车载冰箱

技术领域

本实用新型涉及制冷、制热和相变蓄能技术领域，具体来说是一种基于相变材料蓄能车载冰箱。

背景技术

随着旅游热度的增大，自驾游成为“新宠”。车载冰箱作为一种实用的车载电器，逐渐成为自驾游的必备之物，车载冰箱的发展在提高自驾游服务质量过程中起到了重要的作用。

车载冰箱不仅适用于户外旅行所需的食品和护肤化妆品的储藏，还可扩展到医疗行业中药品、疫苗、血液、军用物品、生物研究样品及试剂盒（例如新冠病毒检测试剂盒）的恒温存储运输，具有非常广泛的市场应用前景。

目前市场上的车载冰箱主要分为三类。

第一类为不具备制冷能力的保温箱。需要保冷的物品先处理至存储温度，再放入保温箱中，为了延长保温时间，在箱内放置相变材料袋或相变材料蓄冷板。该类保温箱在冰或其他相变材料融化后，箱内温度会快速上升，且不具备制冷能力，保温时间不长。

第二类为半导体制冷冰箱。此类冰箱没有活动部件，采用热电制冷，无磨损、噪音低、结构简单、寿命较长，价格便宜且具有很好的制热能力，制热温度可达65℃，半导体热端采用风冷时，冷端制冷温度可降低至6℃，易于实现冰箱个性化需要。但此类冰箱制冷能力不足，制冷效率低，无法提供-18℃的冷冻应用，难以实现车载冰箱的快速大冷量制冷。

第三类为压缩式制冷冰箱。此类冰箱制冷能力大、制冷效率高，制冷温度可达到-18℃，能满足冷冻、冷藏应用，体积可大可小，分段控温，不易损坏。系统作适当的修改也容易实现制热功能，满足车载冰箱的个性化需求。

市面上的车载冰箱都是依靠电力来驱动，汽车熄火时汽车发动机不再运转发电，仅靠汽车蓄电池将无法长时间为车载冰箱提供电力，导致车载冰箱不能持续性工作，车载冰箱室内温度将不断趋向环境温度，如何延长车载冰箱的保温时间成为提升车载冰箱实用性的难点之一。

如今人们对车载冰箱的功能需求逐渐多样化，不局限于冷冻与冷藏功能，而且还有着加热食物功能的需求。现在市场上有加热功能的车载冰箱有两类：一类是电辅助加热，耗能大，汽车在长途旅行中，电池蓄电有限，此种加热方式会加重汽车电池负担，甚至容易把蓄电耗完，影响汽车使用；另一类是利用四通换向阀切换制冷剂流路，使蒸发器转换为冷凝加热器，此种加热方式不能同时冷藏与加热食物。目前尚未出现同时实现冷冻、冷藏和加热功能的车载冰箱。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于相变材料蓄能车载冰箱，它既能保证冷冻、冷藏效果，在不增加汽车电耗的情况下实现冰箱的加热功能。

本实用新型提供的基于相变材料蓄能车载冰箱，压缩机的制冷剂出口经第二电磁阀、加热室冷凝器、干燥过滤器，然后经循环交替开启，一路经第五电磁阀、第三毛细管、冷藏室蒸发器，另一路经第六电磁阀、第二毛细管、冷冻室蒸发器，第五电磁阀和第六电磁阀循环交替开启，然后分别经气液分离器，返回到压缩机形成冷藏、冷冻功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第三电磁阀、风冷冷凝器、干燥过滤器、第五电磁阀、第三毛细管、冷藏室蒸发器、气液分离器，返回到压缩机形成冷藏功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第三电磁阀、风冷冷凝器、干燥过滤器、第六电磁阀、第二毛细管、冷冻室蒸发器、气液分离器，返回到压缩机形成冷冻功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第二电磁阀、加热室冷凝器、第一电磁阀、干燥过滤器、第一毛细管、风冷冷凝器、第四电磁阀、气液分离器，最后回到压缩机形成加热功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第二电磁阀、加热室冷凝器、干燥过滤器、第五电磁阀、第三毛细管、冷藏室蒸发器、气液分离器，返回到压缩机形成冷藏和加热功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第二电磁阀、加热室冷凝器、干燥过滤器、第六电磁阀、第二毛细管、冷冻室蒸发器、气液分离器，返回到压缩机形成冷冻和加热功能循环回路。

该加热室冷凝器安装在加热室蓄冷器内，该加热室蓄冷器包括箱体及充填在加热室冷凝器和箱体之间的加热室相变材料。

该冷藏室蒸发器安装在冷藏室蓄冷器内，该冷藏室蓄冷器包括箱体及充填在冷藏室蒸发器和箱体之间的冷藏室相变材料。

该冷冻室蒸发器安装在冷冻室蓄冷器内，该冷冻室蓄冷器包括箱体及充填在冷冻室蒸发器和箱体之间的冷冻室相变材料。

与现有的技术相比，本实用新型进一步改进为：在加热室、冷冻室和冷藏室中分别使用三种不同相变点的相变蓄能材料，能在断电情况下较长时间保持冰箱冷冻室和冷藏室温度。冰箱中冷冻与冷藏室蓄冷层相变材料与蒸发器直接接触换热，减少换热热阻，有利于系统的连续蓄冷保温运行；加热室蓄热层中相变材料与冷凝器直接接触，存储部分冷凝热，用于加热食品，在不增加汽车电耗的情况下实现了冰箱的加热功能，重复使用性好。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图。

在图中，1.冷藏室蓄冷器；2.冷藏室相变材料；3.冷藏室蒸发器；4.冷冻室蒸发器；5.冷冻室蓄冷器；6.干燥过滤器；7.加热室蓄冷器；8.加热室相变材料；9.加热室冷凝器；10.风冷冷凝器；11.第一电磁阀；12.干燥过滤器；13.第二电磁阀；14.第三电磁阀；15.第一毛细管；16.第四电磁阀；17.压缩机；18.气液分离器；19.第五电磁阀；20.第六电磁阀；21.第二毛细管；22.第三毛细管；23.冷冻室相变材料。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施例进行详细的阐述。

如图1所示，本实用新型提供的基于相变材料蓄能车载冰箱，压缩机17的制冷剂出口经第二电磁阀13、加热室冷凝器9、干燥过滤器6，一路经第五电磁阀19、第三毛细管22、冷藏室蒸发器3，另一路经第六电磁阀20、第二毛细管21、冷冻室蒸发器4，第五电磁阀19和第六电磁阀20循环交替开启，然后分别经气液分离器18，返回到压缩机17形成冷藏、冷冻功能循环回路。

压缩机17的制冷剂出口经第三电磁阀14、风冷冷凝器10、干燥过滤器6、第五电磁阀19、第三毛细管22、冷藏室蒸发器3、气液分离器18，返回到压缩机17形成冷藏功能循环回路。

压缩机17的制冷剂出口经第三电磁阀14、风冷冷凝器10、干燥过滤器6、第六电磁阀20、第二毛细管21、冷冻室蒸发器4、气液分离器18，返回到压缩机17形成冷冻功能循环回路。

压缩机17的制冷剂出口经第二电磁阀13、加热室冷凝器9、第一电磁阀11、干燥过滤器12、第一毛细管15、风冷冷凝器10、第四电磁阀16、气液分离器18，最后回到压缩机17形成加热功能循环回路。

压缩机17的制冷剂出口经第二电磁阀13、加热室冷凝器9、干燥过滤器6、第五电磁阀19、第三毛细管22、冷藏室蒸发器3、气液分离器18，返回到压缩机17形成冷藏和加热功能循环回路。

压缩机17的制冷剂出口经第二电磁阀13、加热室冷凝器9、干燥过滤器6、第六电磁阀20、第二毛细管21、冷冻室蒸发器4、气液分离器18，返回到压缩机17形成冷冻和加热功能循环回路。

其中，该加热室冷凝器9安装在加热室蓄冷器7内，该加热室蓄冷器7包括箱体及充填在加热室冷凝器9和箱体之间的加热室相变材料8。该冷藏室蒸发器3安装在冷藏室蓄冷器1内，该冷藏室蓄冷器1包括箱体及充填在冷冷藏室蒸发器3和箱体之间的冷藏室相变材料2。该冷冻室蒸发器4安装在冷冻室蓄冷器5内，该冷冻室蓄冷器5包括箱体及充填在冷冻室蒸发器4和箱体之间的冷冻室相变材料23。

另外，所述三种相变材料的相变点不同，箱体两侧均设计了有散热孔板，有利于风冷冷凝器与压缩机的有效散热。

本实用新型车载冰箱接通电源时，共有六种工作模式：

模式一（默认模式）：冷藏、冷冻功能循环开启，同时加热功能开启。

模式二：单独开启冷藏功能。

模式三：单独开启冷冻功能。

模式四：单独开启加热功能。

模式五：同时开启冷藏和加热功能。

模式六：同时开启冷冻和加热功能。

具体工作原理：

自动启动模式一（默认模式）时，第二电磁阀13打开，第五电磁阀19和第六电磁阀20循环交替开启，交替间隔为五分钟，第一电磁阀11、第三电磁阀14、第四电磁阀16关闭，压缩机17启动；制冷剂依次流经压缩机17、第二电磁阀13、加热室冷凝器9、干燥过滤器6、第五电磁阀19或电磁阀20、第三毛细管22或第二毛细管21、冷藏室蒸发器3或冷冻室蒸发器4、气液分离器18，最后回到压缩机17再次循环；冷藏室蒸发器3与冷藏室相变材料2进行换热，冷藏室相变材料2被冷却、凝固，冷藏室温度下降；冷冻室蒸发器4与冷冻室相变材料23进行换热，冷冻室相变材料23被冷却、凝固，冷冻室温度下降；加热室冷凝器9与加热室相变材料8进行换热，加热室相变材料被加热、融化，加热室温度上升。

启动模式二时，第三电磁阀14和第五电磁阀19打开，第二电磁阀13、第一电磁阀11、第四电磁阀16和第六电磁阀20关闭，压缩机17启动；制冷剂依次流经压缩机17、第三电磁阀14、风冷冷凝器10、干燥过滤器6、第五电磁阀19、第三毛细管22、冷藏室蒸发器3、气液分离器18，最后回到压缩机17再次循环；冷藏室蒸发器3与冷藏室相变材料2进行换热，冷藏室相变材料2被冷却、凝固，冷藏室温度下降。

启动模式三时，第三电磁阀14和第六电磁阀20打开，第二电磁阀13、第一电磁阀11、第四电磁阀16和第五电磁阀19关闭，压缩机17启动；制冷剂依次流经压缩机17、第三电磁阀14、风冷冷凝器10、干燥过滤器6、第六电磁阀20、第二毛细管21、冷冻室蒸发器4、气液分离器18，最后回到压缩机17再次循环；冷冻室蒸发器4与冷冻室相变材料23进行换热，相变材料23被冷却、凝固，冷冻室温度下降。

启动模式四时，第二电磁阀13、第一电磁阀11和第四电磁阀16打开，第三电磁阀14、第五电磁阀19和第六电磁阀20关闭，压缩机17启动；制冷剂依次流经压缩机17、第二电磁阀13、加热室冷凝器、第一电磁阀11、干燥过滤器12、第一毛细管15、风冷冷凝器10、第四电磁阀16、气液分离器18，最后回到压缩机17再次循环；加热室冷凝器9与加热室相变材料8进行换热，加热室相变材料8被加热、融化，加热室温度上升。

启动模式五时，第二电磁阀13和第五电磁阀19打开，第三电磁阀14、第一电磁阀11、第四电磁阀16和第六电磁阀20关闭，压缩机17启动；制冷剂依次流经压缩机17、第二电磁阀13、加热室冷凝器9、干燥过滤器6、第五电磁阀19、第三毛细管22、冷藏室蒸发器3、气液分离器18，最后回到压缩机17再次循环；冷藏室蒸发器3与冷藏室相变材料2进行换热，冷藏室相变材料2被冷却、凝固，冷藏室温度下降；加热室冷凝器9与加热室相变材料8进行换热，加热室相变材料8被加热、融化，加热室温度上升。

启动模式六时，第二电磁阀13和第六电磁阀20打开，第三电磁阀14、第一电磁阀11、第四电磁阀16和第五电磁阀19关闭，压缩机17启动；制冷剂依次流经压缩机17、第二电磁阀13、加热室冷凝器9、干燥过滤器6、第六电磁阀20、第二毛细管21、冷冻室蒸发器4、气液分离器18，最后回到压缩机17再次循环；冷冻室蒸发器4与冷冻室相变材料23进行换热，冷冻室相变材料23被冷却、凝固，冷冻室温度下降；加热室冷凝器9与加热室相变材料8进行换热，加热室相变材料8被加热、融化，加热室温度上升。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于相变材料蓄能车载冰箱，其特征在于，压缩机的制冷剂出口经第二电磁阀、加热室冷凝器、干燥过滤器，然后经循环交替开启，一路经第五电磁阀、毛细管、冷藏室蒸发器，另一路经第六电磁阀、第二毛细管、冷冻室蒸发器，第五电磁阀和第六电磁阀循环交替开启，然后分别经气液分离器，返回到压缩机形成冷藏、冷冻功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第三电磁阀、风冷冷凝器、干燥过滤器、第五电磁阀、第三毛细管、冷藏室蒸发器、气液分离器，返回到压缩机形成冷藏功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第三电磁阀、风冷冷凝器、干燥过滤器、第六电磁阀、第二毛细管、冷冻室蒸发器、气液分离器，返回到压缩机形成冷冻功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第二电磁阀、加热室冷凝器、第一电磁阀、干燥过滤器、第一毛细管、风冷冷凝器、第四电磁阀、气液分离器，最后回到压缩机形成加热功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第二电磁阀、加热室冷凝器、干燥过滤器、第五电磁阀、第三毛细管、冷藏室蒸发器、气液分离器，返回到压缩机形成冷藏和加热功能循环回路；

压缩机的制冷剂出口经第二电磁阀、加热室冷凝器、干燥过滤器、第六电磁阀、第二毛细管、冷冻室蒸发器、气液分离器，返回到压缩机形成冷冻和加热功能循环回路。

2.根据权利要求1所述的基于相变材料蓄能车载冰箱，其特征在于，该加热室冷凝器安装在加热室蓄冷器内，该加热室蓄冷器包括箱体及充填在加热室冷凝器和箱体之间的加热室相变材料。

3.根据权利要求1所述的基于相变材料蓄能车载冰箱，其特征在于，该冷藏室蒸发器安装在冷藏室蓄冷器内，该冷藏室蓄冷器包括箱体及充填在冷藏室蒸发器和箱体之间的冷藏室相变材料。

4.根据权利要求1所述的基于相变材料蓄能车载冰箱，其特征在于，该冷冻室蒸发器安装在冷冻室蓄冷器内，该冷冻室蓄冷器包括箱体及充填在冷冻室蒸发器和箱体之间的冷冻室相变材料。

Images