CN217929284U - 一种超宽温区冰箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超宽温区冰箱，涉及家用电器技术领域。包括箱体和箱门，箱体内部自上而下依次设有冷藏室、变温室、冷冻区、半导体制冷模块和制冷系统，冷冻区包括位于其一侧的冷冻室，以及位于其另一侧的深冷室和超深冷室；箱体内部还设有用于其制冷的制冷系统，以及与制冷系统耦合作用并进一步为深冷室与超深冷室提供制冷的半导体制冷模块，半导体制冷模块包括两组，其中一组设置在冷冻室与深冷室之间，另一组设置在深冷室与超深冷室之间。本实用新型通过制冷系统和半导体制冷模块耦合设计，并通过半导体模块的冷、热端的全风冷强制循环控制，使得冰箱的温控范围达到10～‑60℃，冰箱性能可靠，温区范围非常宽，更好地满足了用户的使用需求。

Description

一种超宽温区冰箱

技术领域

本实用新型属于家用电器技术领域，特别是涉及一种超宽温区冰箱。

背景技术

冰箱的功能本质就是保鲜，确保用户食用的各种蔬菜、肉类等能够保存更久，按照国家标准GB/T8059-2015《家用及类似用途制冷器具》规定，冰箱冷冻间室的温度要求是≤-18℃。目前市场上销售的电冰箱，主要用于储存冷冻食品，也可以用于快速将短期不食用的肉类食品进行快速冷冻保存，温区范围一般为-24℃～10℃。近些年以来，一些高档的食材，比如深海鱼类，逐渐进入寻常百姓家，研究表明，深海类海鲜产品保存在-40℃及以下可以更好地满足食品的高品质要求,大大延长海鲜的保鲜时间。同时基于疫情等不确定的社会因素，更低温度下的更长期保存需求日渐强烈。

当前家用冰箱主要是采用R600a的制冷系统设计，在冰箱使用的低环境温度条件下，冰箱不停机运行，制冷间室温度最低可达-30℃左右，在高环温条件下，冰箱制冷间室温度则不能控制的比较低，故不能很好地满足深海鱼类等海鲜产品的长效保鲜要求；冰箱厂家对冰箱深冷技术进行了研究，通常采用R290工质的制冷系统实现深冷温度要求，一般在冷柜上应用，极少冰箱品牌有产品上市。检索相关专利，主要是半导体与蒸发器配合结构、冷冻风道出风口配合等方案实现冰箱深冷设计。

现有技术1：公开号为CN105650972B的中国专利公开了一种具有深冷速冻区的冰箱，包括第一冷冻区、第二冷冻区和冷藏区，第一冷冻区内设置有第一制冷系统，第一制冷系统包括第一压缩机，第一压缩机连接有第一冷凝器，第一冷凝器连接有第一干燥过滤器，第一干燥过滤器通过第一毛细管连接有第一冷冻蒸发器，第一冷冻蒸发器与第一压缩机相连组成循环的第一制冷系统。第二冷冻区内设置有第二制冷系统，第二冷冻区和冷藏区均与第二制冷系统相匹配。该深冷速冻区的第一制冷系统中采用R290制冷剂，第一压缩机为高效压缩机，使得深冷速冻区的最低温度可小于等于-40℃，可满足迅速冷冻大量食品。

现有技术2：公开号为CN101865587B的中国专利公开了一种低温冰箱，包括箱体，所述箱体内分别限定有冷藏室和冷冻室，所述箱体的前侧设有开口；箱门，所述箱门安装在箱体上、用于打开和关闭所述开口；蒸发器，所述蒸发器设在冷藏室和冷冻室中的至少一个的后壁内；和半导体制冷片，所述半导体制冷片的热端与所述蒸发器接触而其冷端位于冷藏室和冷冻室中的所述至少一个内。根据本发明的低温冰箱，利用制冷片两端高温差的特点，通过冰箱的制冷系统为制冷片热端散热，从而实现制冷片冷端低温的目的，由此将低温室内的温度冷却到-40℃到-50℃的低温。

现有技术3：公开号为为CN113701425A的中国专利公开了一种冰箱、冰箱的速冻控制方法及计算机可读存储介质，冰箱包括速冻装置、半导体制冷模组和散热组件，所述速冻装置设置在所述冷冻间室内，所述半导体制冷模组的冷端设置在所述速冻装置上，所述散热组件包括与所述冷冻风道连通的送风风道，所述送风风道用于将所述冷冻风道的冷风导向所述半导体制冷模组的热端。本发明的送风风道可以将冷冻风道内的冷风导向半导体制冷模组的热端，冷冻间室本身的冷源和半导体制冷模组的冷端提供的冷源叠加于速冻装置，从而使得速冻装置的温度比传统的冷冻间室内的温度更低，可以避免出现食材风干以及口感变差的现象。

现有技术4：公开号为CN209230125U的中国专利公开了一种制冷系统，包括储液罐、热负荷、第一换热器和循环泵连接而成的载冷剂循环回路，还包括作用于所述第一换热器的低温制冷系统和作用于所述储液罐的气体液化制冷系统，所述储液罐存储气态和/或液态的所述载冷剂，所述气体液化制冷系统包括位于所述储液罐内的第二换热器，所述第二换热器对所述储液罐内的气态的所述载冷剂进行冷却以生成液态的所述载冷剂。如此设置，可采用气态和液态两种载冷剂，解决了常见制冷系统的工作温区受到制冷原理和载冷剂本身特性的限制，制冷温区窄、制冷系统稳定性差、难以做出变化以适应不同温区制冷环境的问题，具有能提供涵盖更宽温区的低温和超低温环境以适应热负荷不同温区制冷环境要求的优点。

综合以上，现有技术1中，主要是采用R290工质的制冷系统来实现，该种制冷系统受R290工质本身特性限制，存在噪音大，能效低等不足，虽然低温温区可以达到，但是用户体验感不佳，市场接受度极低；现有技术2、现有技术3中，主要通过半导体来实现冰箱深冷功能，其中现有技术2主要是将半导体与制冷系统的蒸发器耦合配置，实际存在部件结构复杂，成本高等不足；现有技术3主要是将半导体的热端与冷冻风道口配合降温，实现冷冻低温设计要求，该种方案存在换热效果不佳，损失冷冻功能，同时要是化霜的情况下(化霜持续时间约40min，冰箱不制冷)，不能及时对热端进行冷却降温，深冷温区存在温度波动大等问题；现有技术4主要是通过载冷剂，依托多个换热器来实现宽温区设计要求，结构复杂，需要占用更大的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超宽温区冰箱，通过制冷系统和半导体制冷模块耦合设计，制冷系统采用R600a作为制冷剂，在冰箱的冷冻室，深冷室和超深冷室设置半导体制冷模块，并通过半导体模块的冷、热端的全风冷强制循环控制，使得冰箱的温控范围达到10℃～-60℃，满足了超宽温区范围的设计目标，解决了现有技术中冰箱温控范围不足，不能更好的提供食品保鲜的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种超宽温区冰箱，包括箱体和箱门，所述箱体内部自上而下依次设有冷藏室、变温室和冷冻区，所述冷冻区包括位于其一侧的冷冻室，以及位于其另一侧的深冷室和超深冷室，所述深冷室设置在超深冷室的上部；所述箱体内部还设有用于其制冷的制冷系统，以及与制冷系统耦合作用并进一步为深冷室和超深冷室提供制冷的半导体制冷模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述半导体制冷模块包括半导体模块，所述半导体模块包括热端和冷端两个换热端面，所述热端和冷端两个换热端面的外侧均设有风道，所述风道的两侧分别设有进风口和出风口，所述进风口处设有风机；所述半导体制冷模块还包括温度传感器，所述温度传感器设置在靠近半导体模块的冷端一侧的进风口处。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述半导体制冷模块的外侧设有保温层，所述风机和温度传感器均设置在保温层上。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述半导体制冷模块包括两组，其中一组半导体制冷模块设置在冷冻室与深冷室之间，并且所述半导体模块的热端设置在冷冻室，冷端设置在深冷室；另一组半导体制冷模块设置在深冷室与超深冷室之间，并且所述半导体模块的热端设置在深冷室，冷端设置在超深冷室。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述制冷系统采用的制冷剂为 R600a，也可以为R290，但从当前家用冰箱可使用、性价比、使用舒适性等角度出发，首选R600a工质制冷系统。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述超深冷室处的箱门设置聚氨酯保温层，所述聚氨酯保温层的厚度为85mm～100mm，所述超深冷室的箱门的门封条采用TPE材质，还设有辅助气囊，并采用双门封或多门封结构。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述超深冷室处的箱体设置箱体保温层，所述箱体保温层中设置真空绝热板VIP，所述真空绝热板VIP导热系数不大于0.002w/m.k。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述超宽温区冰箱的温度范围为 10～-60℃，其中，所述冷冻室的温度范围为-18～-30℃，所述深冷室的温度范围为-18～-45℃，所述超深冷室的温度范围为-18～-60℃。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种超宽温区冰箱，主要是依靠半导体的工作原理，通过低温间室内恒定的冷量给于半导体热端强制散热，实现半导体冷端降温度快速降低，并通过冷端风机强制循环输送给各低温专区内，依托半导体叠加技术，达到冰箱超宽温区设计要求，具有以下优点：

1.半导体制冷模块置于冷冻间室与深冷间室，深冷室与超深冷室之间，其热端与冷端强制风冷设计，降温速度快，更好满足用户的使用要求；

2.半导体热端位于低温间室内，不受冰箱各间室化霜温升影响，可以一直为深冷、超深冷间室提供较为稳定的热端冷却空间；

3.制冷系统采用R600a制冷剂，依托半导体制冷模块叠加制冷技术，实现超深冷专区设计，成本低，技术方案简单，可靠性高；

4.冰箱依托R600a制冷系统，采用半导体迭代技术，该种超宽温区冰箱温度范围可以达到10℃～-60℃，温区范围非常宽，更好地满足用户的使用需求。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种超宽温区冰箱内部结构示意图；

图2为本实用新型的半导体制冷模块结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-冷藏室，2-变温室，3-冷冻区，4-半导体制冷模块，301-冷冻室，302- 深冷室，303-超深冷室，401-半导体模块，402-风道，403-进风口，404-出风口，405-风机，406-温度传感器，407-保温层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1所示，本实用新型为一种超宽温区冰箱，包括箱体和箱门，箱体内部自上而下依次设有冷藏室1、变温室2、冷冻区3、半导体制冷模块 4和制冷系统，冷冻区3包括位于其一侧的冷冻室301，以及位于其另一侧的深冷室302和超深冷室303，深冷室302和超深冷室303相连，深冷室302 设置在超深冷室303的上部；

箱体内部还设有用于箱体内制冷的制冷系统，以及进一步为深冷室302 与超深冷室303提供制冷的半导体制冷模块4；半导体制冷模块与制冷系统耦合设计，制冷系统采用的制冷剂为R600a。

请参阅图2所示，半导体制冷模块4包括半导体模块401，半导体模块 401利用热-电效应制取冷量，包括热端和冷端两个换热端面，在热端和冷端两个换热端面的外侧均设有风道402，风道402的两侧分别设有进风口403 和出风口404，进风口403处设有风机405；半导体制冷模块4还包括温度传感器406，温度传感器406设置在靠近半导体模块401的冷端一侧的进风口 403处；半导体制冷模块4外侧设有保温层407，风机405和温度传感器406 均设置在保温层407上。

请参阅图1和图2所示，半导体制冷模块4为两组，其中一组半导体制冷模块4设置在冷冻室301与深冷室302之间，并且半导体模块401的热端设置在冷冻室301，冷端设置在深冷室302；另一组半导体制冷模块4设置在深冷室302与超深冷室303之间，并且半导体模块401的热端设置在深冷室 302，冷端设置在超深冷室303。

超深冷室303处的箱门设置聚氨酯保温层，聚氨酯保温层的厚度为 85mm～100mm，箱门的门封条为硅胶材质，带设有辅助气囊结构，并采用双门封或多门封设计；超深冷室303处的箱体设置箱体保温层，箱体保温层中设置真空绝热板VIP，真空绝热板VIP的导热系数不大于0.002w/m.k。

本实用新型超宽温区冰箱的温度范围为10℃～-60℃，其中，冷冻室301 的温度范围为-18℃～-30℃，深冷室302的温度范围为-18℃～-45℃，超深冷室303的温度范围为-18℃～-60℃。

实施例二

请参阅图1和图2所示，与实施例一的不同之处在于制冷系统制冷剂采用R290工质，温区范围可以进一步拓展至10～-75℃之间。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种超宽温区冰箱，包括箱体和箱门，所述箱体内部自上而下依次设有冷藏室(1)、变温室(2)和冷冻区(3)，其特征在于：

所述冷冻区(3)包括位于其一侧的冷冻室(301)，以及位于其另一侧的深冷室(302)和超深冷室(303)，所述深冷室(302)设置在超深冷室(303)的上部；

所述箱体内部还设有用于箱体内制冷的制冷系统，以及与制冷系统耦合作用并进一步为深冷室(302)与超深冷室(303)提供制冷的半导体制冷模块(4)。

2.根据权利要求1所述的一种超宽温区冰箱，其特征在于，所述半导体制冷模块(4)包括半导体模块(401)，所述半导体模块(401)包括热端和冷端两个换热端面，所述热端和冷端两个换热端面的外侧均设有风道(402)，所述风道(402)的两侧分别设有进风口(403)和出风口(404)，所述进风口(403)处设有风机(405)；所述半导体制冷模块(4)还包括温度传感器(406)，所述温度传感器(406)设置在靠近半导体模块(401)的冷端一侧的进风口(403)处。

3.根据权利要求2所述的一种超宽温区冰箱，其特征在于，所述半导体制冷模块(4)外侧设有保温层(407)，所述风机(405)和温度传感器(406)均设置在保温层(407)上。

4.根据权利要求3所述的一种超宽温区冰箱，其特征在于，所述半导体制冷模块(4)为两组，其中一组半导体制冷模块(4)设置在冷冻室(301)与深冷室(302)之间，并且所述半导体制冷模块(4)上的半导体模块(401)的热端设置在冷冻室(301)，冷端设置在深冷室(302)；另一组半导体制冷模块(4)设置在深冷室(302)与超深冷室(303)之间，并且所述半导体制冷模块(4)上的半导体模块(401)的热端设置在深冷室(302)，冷端设置在超深冷室(303)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种超宽温区冰箱，其特征在于，所述制冷系统采用的制冷剂为R600a。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种超宽温区冰箱，其特征在于，所述超深冷室(303)处的箱门设有聚氨酯保温层，所述聚氨酯保温层的厚度为85mm～100mm，所述箱门还设有辅助气囊，并采用双门封或多门封结构。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种超宽温区冰箱，其特征在于，所述超深冷室(303)处的箱体设有箱体保温层，所述箱体保温层中设置真空绝热板，所述真空绝热板导热系数不大于0.002w/m.k。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种超宽温区冰箱，其特征在于，所述超宽温区冰箱的温度范围为10℃～-60℃，其中，所述冷冻室(301)的温度范围为-18℃～-30℃，所述深冷室(302)的温度范围为-18℃～-45℃，所述超深冷室(303)的温度范围为-18℃～-60℃。

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