CN218379990U - 一种冰箱及其蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冰箱及其蒸发器，包括：呈竖向布置的板式相变换热器和设置于板式相变换热器的蒸发端的传热组件，其中，板式相变换热器上形成有相互独立布置的制冷剂流道和相变工质流道，制冷剂流道与冰箱的制冷系统循环连通以实现蒸发器的功能，相变工质流道为封闭流道用于灌封相变工作液；传热组件与相变工质流道的流道外壁紧密贴合，传热组件上固定有可开闭的热源。该冰箱的蒸发器，当蒸发器需要进行化霜操作时，仅需开启热源，通过相变介质把热源的热量连续传递到整个板式相变换热器，实现化霜，相比于传统的传热方式，相变介质传热的传热距离更短且传热更加效率，继而能够大大降低蒸发器化霜时长。

Description

一种冰箱及其蒸发器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，更具体地说，涉及一种冰箱及其蒸发器。

背景技术

冰箱在使用一段时间后，空气内水蒸气会在蒸发器表面凝结，从而产生结霜现象，结霜会增大蒸发器表面热阻，所以需要及时的化霜处理。传统的冰箱化霜，利用碳钢管加热或普通电加热丝，通过与蒸发器两端固定的铝片下端连接，向上传导热量，传导距离长，所以传热时间较长，化霜时间长，从而引起冰箱储藏室内温度波动大，大大降低食物的保鲜时长。

综上所述，如何解决冰箱的蒸发器化霜时间长的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种冰箱及其蒸发器，以解决冰箱的蒸发器存在换热效率差和化霜时间长的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种冰箱的蒸发器，包括：

板式相变换热器，呈竖向布置，且所述板式相变换热器上形成有相互独立布置的制冷剂流道和相变工质流道，所述制冷剂流道与冰箱的制冷系统循环连通以实现蒸发器的功能，所述相变工质流道为封闭流道用于灌封相变工作液；

传热组件，设置于所述板式相变换热器的蒸发端，且与所述相变工质流道的流道外壁紧密贴合，所述传热组件上固定有可开闭的热源。

可选地，所述板式相变换热器的一面为平整面，另一面为流道布置面；所述制冷剂流道和所述相变工质流道设置于所述流道布置面。

可选地，所述制冷剂流道靠近所述流道布置面的周向边缘布置，所述制冷剂流道的两端设置有进口接管和出口接管，且所述进口接管和所述出口接管均延伸至所述板式相变换热器的外侧。

可选地，所述相变工质流道位于所述制冷剂流道所包围的区域内。

可选地，所述板式相变换热器的平整面设置有散热翅片，且所述散热翅片与所述板式相变换热器的平整面之间通过导热胶连接或焊接连接。

可选地，所述散热翅片与所述平整面之间为焊接连接，且所述散热翅片为扣fin翅片或折叠翅片。

可选地，所述制冷剂流道和所述相变工质流道这两者中的至少一者为形成于所述流道布置面的吹胀结构。

可选地，所述板式相变换热器上还设置有限温传感器；和/或所述吹胀结构的外侧面还设置有隔热层。

可选的呢，所述传热组件包括基座和固定板；所述基座设置于所述板式相变换热器的蒸发端且与所述相变工质流道的流道外壁紧密贴合；所述固定板与所述基座相对布置且可拆卸固定连接；所述热源被夹持固定于所述基座与所述固定板之间。

可选地，所述热源为PTC发热器或者碳纤维加热丝；

和/或，所述热源与基座之间，及所述热源与固定板之间均通过导热硅脂连接。

相比于背景技术介绍内容，上述冰箱的蒸发器，包括：呈竖向布置的板式相变换热器和设置于板式相变换热器的蒸发端的传热组件，其中，板式相变换热器上形成有相互独立布置的制冷剂流道和相变工质流道，制冷剂流道与冰箱的制冷系统循环连通以实现蒸发器的功能，相变工质流道为封闭流道用于灌封相变工作液；传热组件与相变工质流道的流道外壁紧密贴合，传热组件上固定有可开闭的热源。该冰箱的蒸发器，在实际应用过程中，当蒸发器需要进行化霜操作时，仅需开启热源，由于固定有热源的传热组件与相变工质流道的流道外壁紧密贴合，因此，通过传热组件将热源的热量传递给相变工质流道内的相变工质，相变工质吸取潜热蒸发为气态，其蒸汽经由相变工质流道流向板式相变换热器的冷凝端；在冷凝端相变工质蒸汽放出潜热，凝结为液态，蒸汽液化释放出来的潜热通过相变工质流道的壁面传递至板式相变换热器，并结合热传导，能够将热量迅速传遍整个板式相变换热器，从而实现化霜；积聚在板式相变换热器的冷凝端的凝结液在重力作用下回流到蒸发端再吸热蒸发，这样，通过相变介质的不断蒸发、凝结，把热源的热量连续传递到整个板式相变换热器，实现化霜，相比于传统的传热方式，相变介质传热的传热距离更短且传热更加效率，继而能够大大降低蒸发器化霜时长。

另外，本实用新型还提供了一种冰箱，包括制冷系统和连接于制冷系统的蒸发器，其中，该蒸发器为上述任一方案所描述的冰箱的蒸发器。由于该蒸发器具有上述技术效果，因此具有该蒸发器的冰箱也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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为本实用新型实施例提供的冰箱的蒸发器的组装结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的冰箱的蒸发器的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的冰箱的制冷系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的板式相变换热器的结构示意图。

其中，图1-图4中：

板式相变换热器1、制冷剂流道11、进口接管11a、出口接管11b、相变工质流道12、相变工质注入口12a、散热翅片13、基座安装孔14；

传热组件2、基座21、固定板22；

热源3；

气液分离器4；

压缩机5；

冷凝器6；

节流装置7。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种冰箱及其蒸发器，以解决冰箱的蒸发器存在换热效率差和化霜时间长的问题。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图4，其中，图1为本实用新型实施例提供的冰箱的蒸发器的组装结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的冰箱的蒸发器的爆炸结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的冰箱的制冷系统的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的板式相变换热器的结构示意图。

本实用新型实施例提供了一种冰箱的蒸发器，参见图1和图2，具体包括：板式相变换热器1和传热组件2，其中，板式相变换热器1呈竖向布置，且板式相变换热器1上形成有相互独立布置的制冷剂流道11和相变工质流道12，制冷剂流道11与冰箱的制冷系统循环连通以实现蒸发器的功能，相变工质流道12为封闭流道用于灌封相变工作液；传热组件2设置于板式相变换热器1的蒸发端，且与相变工质流道12的流道外壁紧密贴合，传热组件2上固定有可开闭的热源3。

该冰箱的蒸发器，在实际应用过程中，当蒸发器需要进行化霜操作时，仅需开启热源3，由于固定有热源3的传热组件2与相变工质流道12的流道外壁紧密贴合，因此，通过传热组件2将热源3的热量传递给相变工质流道12内的相变工质，相变工质吸取潜热蒸发为气态，其蒸汽经由相变工质流道12流向板式相变换热器1的冷凝端；在冷凝端相变工质蒸汽放出潜热，凝结为液态，蒸汽液化释放出来的潜热通过相变工质流道12的壁面传递至板式相变换热器1，并结合热传导，能够将热量迅速传遍整个板式相变换热器1，从而实现化霜；积聚在板式相变换热器1的冷凝端的凝结液在重力作用下回流到蒸发端再吸热蒸发，这样，通过相变介质的不断蒸发、凝结，把热源3的热量连续传递到整个板式相变换热器1，实现化霜，相比于传统的传热方式，相变介质传热的传热距离更短且传热更加效率，继而能够大大降低蒸发器化霜时长。

需要说明的是，本领域都应该能够理解，板式相变换热器1的蒸发端所处高度应低于冷凝端，以符合热虹吸管原理。另外，参见图3，冰箱的制冷系统除了具有蒸发器之外，一般还包括气液分离器4、压缩机5、冷凝器6和节流装置7等，其中，板式相变换热器1上所设置的制冷剂流道11具有制冷剂入口和制冷剂出口，制冷剂入口与节流装置7(也即制冷系统毛细管)连接，制冷剂出口与气液分离器4连接。具体的工作过程为蒸发器(制冷剂流道11)内制冷剂流经气液分离器4后，由压缩机压缩做功后进入冷凝器6，经过冷凝器6后有节流装置进行节流后通过制冷剂入口进入蒸发器(制冷剂流道11)，形成封闭制冷剂循环系统。

在一些具体的实施方案中，参见图4，上述板式相变换热器1的一面可以设计成平整面，另一面设计成流道布置面；其中，制冷剂流道11和相变工质流道12均设置于流道布置面。通过将板式相变换热器1设计成上述结构形式，不仅方便流道的布置，而且平整面更加布置散热结构，比如，平整面上可以设计散热翅片13，且散热翅片13与板式相变换热器1的平整面之间可以通过导热胶连接或焊接连接，从而能够使得散热翅片与板式相变换热器1的平整面紧密贴合连接为一体，接触面的紧密程度较高，也即传热面积较大，有利于实现高效传热。当然可以理解的是，将板式相变换热器1设计成上述结构形式，仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以根据实际需求设计成其他结构形式，在此不做更具体的限定。

需要说明的是，上述当散热翅片13与平整面之间采用焊接的方式连接时，散热翅片13具体可以选择扣fin翅片或折叠翅片等，实际应用过程中可以根据实际需求选择相应结构形式散热翅片，在此不做更具体的限定。

进一步的实施方案中，参见图1结合图4，制冷剂流道11优选设计成靠近流道布置面的周向边缘布置，制冷剂流道11的两端设置有进口接管11a和出口接管11b，且进口接管11a和出口接管11b均延伸至板式相变换热器1的外侧。通过将制冷剂流道11设计成靠近流道布置面的周向边缘布置，也即靠近板式相变换热器1对应布置流道结构的一面的周边布置，使得制冷剂流道11与板式相变换热器1换热更加均匀。其中，进口接管11a形成制冷剂入口，出口接管11b构成制冷剂出口，具体的制作方式，可以是在制冷剂流道11的两端焊接一段铜管或铝管。通过设计进口接管11a和出口接管11b，更加方便制冷剂流道11与冰箱的制冷系统连接。

进一步的实施方案中，参见图4上述相变工质流道12具体可以设计在位于制冷剂流道11所包围的区域内。需要说明的是，相变工质流道12内部流路互相连通，兼具管路和散热片的功能，相变工质流道12加工完成后，一般会设计有相变工质注入口12a，通过该相变工质注入口12a执行抽真空、灌注相变工质、封装等相关工艺，最终形成封闭的相变工质流道12。为提高换热性的传热效率及均温性，在工艺条件允许的情况下，要尽量保证相变工质流道12(也即热管流道)覆盖面积最大化。通过将板式相变换热器设计成上述结构形式，使得板式相变换热器具有高传热能力、高导热系数、重量轻、均温性能好、快速反应的特点。

在一些具体的实施方案中，参见图1结合图2，上述制冷剂流道11和相变工质流道12这两者中的至少一者优选为形成于流道布置面的吹胀结构。也即板式相变换热器1采用单面吹胀，不吹胀侧布置散热翅片13，能够使得散热翅片13与板式相变换热器1的平整面紧密贴合固定，其中，散热翅片13的作用是强化传热过程，增大制冷系统蒸发器的换热效率。具体的加工方式，可以是板式相变换热器1根据各部位规划设计好的相变工质流道由铝板挤压一体成型，通过吹胀形成对应的流道，此时相变工质流道(也即热管部分)为吹胀式均温板，包括有蒸发端及冷凝端，传热组件2布置于蒸发端吹胀端面，与板式相变换热器紧密贴合固定，并使传热组件2部分面积覆盖在制冷剂流道上。通过设计成上述吹胀结构，使得对应的流道结构兼具管路和散热片的功能。

进一步的实施方案中，由于板式相变换热器1的耐温程度是有限的，因此，为了防止温度过高导致板式相变换热器1的壁面爆裂，在板式相变换热器1上还可以设置有限温传感器，通过加装限温传感器，使得限温传感器与热源3的控制器通讯连接，从而能够通过限温传感器检测的信号反馈至控制器，然后由控制器控制热源3及时关闭，从而防止温度超限；另外，为了避免板式相变换热器1温度过高而引发周边设备毁坏，对应吹胀结构的外侧面还可以设置有隔热层，比如，珍珠棉隔热防火层。

在一些具体的实施方案中，参见图2，上述传热组件2具体可以包括基座21和固定板22；基座21设置于板式相变换热器1的蒸发端且与相变工质流道12的流道外壁紧密贴合，其中，基座21与蒸发端的固定方式，可以是在板式相变换热器1的蒸发端的对应位置设计基座安装孔14，基座21通过紧固件固定至基座安装孔14上，当然可以理解的是，板式相变换热器在设计流路时，应合理避让该基座安装孔14所在位置，防止在拧紧螺丝固定时戳破热管流路引发工质泄露；另外，固定板22与基座21具体可以设计成相对布置且可拆卸固定连接，热源3被夹持固定于基座21与固定板22之间，比如，基座21与固定板22相对的四个角的位置设计有螺纹孔，通过紧固件能够将热源3夹紧在基座21与固定板22之间。通过设计成该种结构形式，使得热源3的安装固定更加方便，且能够保证热源与板式相变换热器贴合的紧密程度。需要说明的是，基座21的厚度可以根据实际安装需求选择配置，既要满足紧固件固定所需的有效深度，以保证固定的可靠性，同时也不宜过厚，因为过厚会增加导热热阻，不利于散热需求。

需要说明的是，上述热源3具体可以采用PTC发热器，也可以采用碳纤维加热丝，又或者是本领域技术人员根据实际装配需求选择的其他类型的热源，在此不做更具体的限定。一般来说，热源的功率优选设计成130W-200W，当然实际应用过程中，还可以根据具体条件和需求选择设计成其他适当大小的功率值，在此不做具体的限定。

还需要说明的是，为了减少接触热阻，热源3与基座21之间，及热源3与固定板22之间均优选通过导热硅脂连接，具体可以是在接触面的位置均匀涂抹薄厚适宜的导热硅脂。

另外，本实用新型还提供了一种冰箱，包括制冷系统和连接于制冷系统的蒸发器，其中，该蒸发器为上述任一方案所描述的冰箱的蒸发器。由于该蒸发器具有上述技术效果，因此具有该蒸发器的冰箱也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，一般蒸发器整体竖向布置于冰箱的储藏室后背的风道内，储藏室的背板上设计有进出风口，下侧进风，上侧出风，在风扇的气流扰动下强制对流换热，然后将冷风吹出，实现制冷过程对冰箱储藏室降温。

为了本领域技术人员更好的理解本实用新型所提供的技术方案，下面结合应用至冰箱场景下的具体工作过程进行简要说明：

制冷过程：参见图3，冰箱的压缩机5启动，热源3断电，制冷系统工作运行。液态制冷剂工质在板式相变换热器的外圈流道(也即制冷剂流道11)经过，蒸发吸收风道内空气的热量后变为气态进入压缩机5。通过风道内风扇吸风，储藏室空气由背板下进风口进入风道，经过蒸发器吸热降温后，由背板上侧出风口进入储藏室，对储藏室内食物降温保鲜。

化霜过程：参照2结合图3，压缩机5停止工作，热源3及相关器件通电开启，化霜系统工作运行。热源3产生热量，利用吹胀板热管(也即相变工质流道12)以及制冷剂流道存有一定量的工质，结合固体导热，可以迅速将热量均匀的传到整个板式相变换热器1，迅速均匀化霜。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

应当理解，本申请中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”，仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种冰箱的蒸发器，其特征在于，包括：

板式相变换热器(1)，呈竖向布置，且所述板式相变换热器(1)上形成有相互独立布置的制冷剂流道(11)和相变工质流道(12)，所述制冷剂流道(11)与冰箱的制冷系统循环连通以实现蒸发器的功能，所述相变工质流道(12)为封闭流道用于灌封相变工作液；

传热组件(2)，设置于所述板式相变换热器(1)的蒸发端，且与所述相变工质流道(12)的流道外壁紧密贴合，所述传热组件(2)上固定有可开闭的热源(3)。

2.如权利要求1所述的冰箱的蒸发器，其特征在于，所述板式相变换热器(1)的一面为平整面，另一面为流道布置面；所述制冷剂流道(11)和所述相变工质流道(12)设置于所述流道布置面。

3.如权利要求2所述的冰箱的蒸发器，其特征在于，所述制冷剂流道(11)靠近所述流道布置面的周向边缘布置，所述制冷剂流道(11)的两端设置有进口接管(11a)和出口接管(11b)，且所述进口接管(11a)和所述出口接管(11b)均延伸至所述板式相变换热器(1)的外侧。

4.如权利要求3所述的冰箱的蒸发器，其特征在于，所述相变工质流道(12)位于所述制冷剂流道(11)所包围的区域内。

5.如权利要求2所述的冰箱的蒸发器，其特征在于，所述板式相变换热器(1)的平整面设置有散热翅片(13)，且所述散热翅片(13)与所述板式相变换热器(1)的平整面之间通过导热胶连接或焊接连接。

6.如权利要求5所述的冰箱的蒸发器，其特征在于，所述散热翅片(13)与所述平整面之间为焊接连接，且所述散热翅片(13)为扣fin翅片或折叠翅片。

7.如权利要求2-6中任一项所述的冰箱的蒸发器，其特征在于，所述制冷剂流道(11)和所述相变工质流道(12)这两者中的至少一者为形成于所述流道布置面的吹胀结构。

8.如权利要求7所述的冰箱的蒸发器，其特征在于，所述板式相变换热器(1)上还设置有限温传感器；和/或所述吹胀结构的外侧面还设置有隔热层。

9.如权利要求1所述的冰箱的蒸发器，其特征在于，所述传热组件(2)包括基座(21)和固定板(22)；所述基座(21)设置于所述板式相变换热器(1)的蒸发端且与所述相变工质流道(12)的流道外壁紧密贴合；所述固定板(22)与所述基座(21)相对布置且可拆卸固定连接；所述热源(3)被夹持固定于所述基座(21)与所述固定板(22)之间。

10.如权利要求9所述的冰箱的蒸发器，其特征在于，所述热源(3)为PTC发热器或者碳纤维加热丝；

和/或，所述热源(3)与基座(21)之间，及所述热源(3)与固定板(22)之间均通过导热硅脂连接。

11.一种冰箱，包括制冷系统和连接于所述制冷系统的蒸发器，其特征在于，所述蒸发器为如权利要求1-9中任一项所述的冰箱的蒸发器。

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