具有保溫乾燥機構的電冰箱的製作方法
2023-04-26 23:57:11 2
具有保溫乾燥機構的電冰箱的製作方法
【專利摘要】本發明涉及具有保溫乾燥機構的電冰箱。包括冷凍冷藏室和制冷機構，冷凍冷藏室外側的底部設有保溫室；保溫室內設有相變儲熱塊，五根以上的重力熱管的冷凝段插在相變儲熱塊內，五根以上的重力熱管的蒸發段伸至保溫室外並分別插入所述冷凝器的冷凝盤管內；冷凍冷藏室內設有通風細管，通風細管的兩端分別伸入至保溫室內，其中一端為進風口，另一端為出風口；進風口處設有微型風扇；位於冷凍冷藏室內的通風細管上通過三通管連通著排水管，排水管的排水口伸至冷凍冷藏室外部。本發明保溫箱的溫度保持在40～50℃。當冷凝盤管中工質溫度大於保溫室內相變蓄熱材料的溫度時，重力熱管啟動，將廢熱傳遞給保溫室內相變蓄熱材料，反之重力熱管關閉。
【專利說明】具有保溫乾燥機構的電冰箱
【技術領域】
[0001]本發明屬於家電類多功能冰箱【技術領域】，具體涉及冷凝廢熱回收用於保溫、乾燥除菌的環保節能電冰箱。
【背景技術】
[0002]在如今提倡節能環保的大背景下，在電冰箱領域中已經探索出電冰箱廢熱的合理利用的方案，例如利用冰箱冷凝器的廢熱來加熱熱水或食物以及烘乾衣物等。專利96112986.7中提到使用冰箱廢熱加熱保溫箱的設想，但是並沒有考慮到保溫箱體的較高溫度會在一定程度上影響到冰箱冷凝器散熱效率，並且由於冰箱間歇工作的特點，保溫箱內的溫度不穩定的問題也沒有得到解決。專利200720186914.7包含了使用冰箱廢熱直接烘乾箱內物品的方法，但是考慮到不同地區以及不同季節內環境溼度大小不同，當環境溼度很高時會對乾燥箱的乾燥殺菌效果產生不良影響。
[0003]熱管是一種效率極高的導熱元件，它具有體積緊湊、重量輕、無噪聲、無須輔助元件的優良特性。熱管延軸向分為冷凝段、絕熱段、蒸發段。重力熱管是熱管中的一種，沒有吸液芯，通過冷凝液自身的重力就能夠返回蒸發段，因此不需要外加動力，重力熱管是只能沿單方向(自下向上)傳熱的熱二極體。
【發明內容】
[0004]為了解決電冰箱廢熱綜合利用中存在的保溫箱溫度不穩定、環境溼度很高時會對乾燥箱的乾燥殺菌效果產生不良影響以及廢熱利用降低冰箱製冷效率的問題，本發明通過結構改進提供一種集保溫乾燥除菌功能於一體的具有保溫乾燥機構的電冰箱。
[0005]具體的技術解決方案如下:
具有保溫乾燥機構的電冰箱包括冷凍冷藏室和制冷機構，所述制冷機構包括蒸發器、毛細管、壓縮機和冷凝器；所述蒸發器位於冷凍冷藏室內，所述毛細管、壓縮機和冷凝器均位於冷凍冷藏室的外部；改進在於:還包括保溫室，所述保溫室位於冷凍冷藏室外側的底部；所述保溫室內設有相變儲熱塊，五根以上的重力熱管的冷凝段插在相變儲熱塊內，五根以上的重力熱管的蒸發段伸至保溫室外並分別插入所述冷凝器的冷凝盤管內；所述冷凍冷藏室內設有通風細管，所述通風細管的兩端分別伸入至保溫室內，通風細管的一端為進風口，另一端為出風口 ；所述進風口處設有微型風扇；位於冷凍冷藏室內的通風細管最低處的排水口通過三通管連通著排水管，排水管伸至冷凍冷藏室外部；所述出風口一側的通風細管上設有閥門。
[0006]所述相變儲熱塊位於保溫室內底部，所述相變儲熱塊材料選擇相變溫度為40?50°C定形相變材料。
[0007]所述進風口一側的通風細管為臥式的L形管，且彎折處高於三通管，出風口一側的通風細管為倒U形管。
[0008]本發明的有益技術效果體現在以下方面: (1)本發明保溫箱的溫度保持在40?50°C。由於重力熱管的二極體性質，當冷凝盤管中工質溫度大於保溫室內相變蓄熱材料的溫度時，熱管啟動，將冷凝器前段工質過熱部分的可回收廢熱傳遞給保溫室內相變蓄熱材料，當冷凝盤管中的工質溫度低於相變蓄熱材料時，熱管關閉，相變蓄熱材料中的溫度不會傳遞到冷凝盤管中，既能保證保溫室內相變蓄熱材料不會通過熱管逆嚮導熱，也能保證保溫室不會超過適宜溫度；
(2)本發明使用了固體定形相變蓄熱材料構成的相變儲熱塊，由於冰箱的壓縮機為間斷工作，重力熱管加熱的相變儲熱塊可以保證在冰箱壓縮機停止工作的間斷時間內保溫室內溫度不會降低，進而精確控制保溫箱溫度；
(3)本發明將冰箱壓縮出口過熱工質的可回收熱量用於加熱保溫室內相變蓄熱材料，當相變儲熱材料的溫度低於冰箱壓縮出口過熱工質的溫度時，過熱工質的熱量首先向重力熱管蒸發段壁面傳熱，隨著冷凝器中工質的溫度不斷降低，當相變儲熱材料的溫度高於冷凝器中工質的溫度時，重力熱管停止工作，過熱工質不能向重力熱管蒸發段壁面傳熱，則主要依靠通過冷凝盤管外壁向環境傳熱，通過該原理本發明可以在不影響冰箱冷凝器工作效率的情況下合理利用冷凝器廢熱；
(4)本發明通過使保溫箱內空氣由通風細管流過冷藏室，由於氣體溫度急劇下降，空氣中的水蒸氣會凝結成水，由通風細管上排水口連通著的排水管排出冰箱，經過乾燥的空氣再次進入保溫室內，形成循環。這樣的封閉空氣冷熱循環可以保證室內乾燥程度不受外部環境影響，也具有一定的殺菌功能。
[0009]因此本發明使用熱管直接轉移冷凝器中工質的熱量來加熱保溫室，在沒有增加系統負荷和複雜程度的基礎上，在傳統冰箱上增加了乾燥殺菌、加熱保溫的新功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明結構示意圖。
[0011]圖2為工作原理圖。
[0012]圖3為圖1的局部放大圖。
[0013]上圖中序號:冷凝盤管1、熱管蒸發段2、熱管絕熱段3、熱管冷凝段4、相變儲熱塊
5、重力熱管6、冷凍冷藏室7、保溫室8、出風口 9、排水管10、通風細管11、微型風扇12、閥門13、壓縮機14、冷凝器15、毛細管16、蒸發器17、隔熱層18。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地說明。
實施例
[0015]參見圖1，具有保溫乾燥機構的電冰箱包括冷凍冷藏室7和制冷機構。制冷機構包括蒸發器17、毛細管16、壓縮機14和冷凝器15，蒸發器17位於冷凍冷藏室7內，毛細管
16、壓縮機14和冷凝器15均位於冷凍冷藏室7的外部。在冷凍冷藏室7外側的底部設有保溫室8。保溫室8內底部裝有相變儲熱塊5，相變儲熱塊材料為定形相變材料，定形相變材料的研究在相變溫度為40?50°C左右的領域中已較為成熟，有多種可選方案。中國科學技術大學所承擔的科技部十一五國家科技支撐計劃項目的研究結果，內容是建築蓄能保溫材料與系統的研究開發及示範，項目編號為2008BAJ12B04，該固體定形相變材料的相變溫度為40?50°C左右，基本可以滿足保溫室8對溫度的要求。六根重力熱管6的冷凝段插裝在相變儲熱塊5內，六根重力熱管6的蒸發段伸至保溫室8外並分別插入所述冷凝器15的冷凝盤管I內，見圖3。冷凍冷藏室7內安裝有通風細管11，通風細管11的兩端分別伸入至保溫室8內，通風細管11的一端為進風口，另一端為出風口 9 ;進風口處安裝有微型風扇12 ;位於冷凍冷藏室7內的通風細管11上通過三通管連通著排水管10，排水管10的排水口伸至冷凍冷藏室7外部；出風口 9 一側的通風細管11上安裝有閥門13。排水管10的高度低於兩側連通著的通風細管11的高度；進風口一側的通風細管為臥式的L形管，且彎折處高於進風口，出風口 9 一側的通風細管11為倒U形管。
[0016]本發明的工作原理說明如下:
參見圖2，冰箱製冷系統工作時，首先管道內壓縮機14出口工質的溫度大於保溫室8內相變儲熱塊5的溫度，重力熱管6中工質吸收製冷工質的熱量而蒸發，通過熱管絕熱段3到熱管冷凝段4被冷凝成液態回流完成循環，同時將熱量釋放到相變蓄熱材料中；當製冷工質在冷凝盤管I中流動一段時間後相變儲熱塊5的溫度大於冷凝盤管I中製冷工質的溫度時，由於重力熱管6的單向導熱作用，相變儲熱塊5中的溫度不會反向傳遞到冷凝盤管I中，能保證保溫室8內相變蓄熱材料不會通過熱管逆嚮導熱造成熱損失。
[0017]冰箱製冷系統停止工作時，壓縮機14以及製冷工質溫度降低，其上的重力熱管6的單向導熱作用可以保證保溫室8內熱量不會沿重力熱管6反向傳導；同時保溫室8內相變儲熱塊5將儲存的熱量釋放到保溫室8內，保證保溫室8的溫度穩定不變，確保保溫室8的保溫效果。
[0018]參見圖3，冰箱冷凝器15冷凝熱回收機構。重力熱管6兩端封閉，熱管蒸發段2嵌入冰箱冷凝器15的前數根冷凝盤管I中，熱管冷凝段4位於保溫室8內的相變儲熱塊5中，冷凝器15的前五根冷凝盤管I位於相變儲熱塊5下方。當製冷系統工作時製冷工質位於冷凝器15前段的部分處於過熱狀態，該機構可以直接利用這部分可回收熱量加熱相變蓄熱材料，重力熱管6的傳熱過程中的熱損失比普通傳熱小得多。當相變儲熱塊5的溫度低於製冷工質的溫度時，過熱工質的熱量首先向重力熱管6蒸發段壁面傳熱，當相變儲熱塊5的溫度高於製冷工質的溫度時，則通過冷凝盤管I外壁向環境傳熱，對冰箱冷凝器15的工作效率幾乎不會產生影響。
[0019]參見圖1，保溫室8的乾燥殺菌機構包括微型風扇12、通風細管11、排水管10、閥門13、出風口 9，乾燥功能開啟時，微型風扇12將保溫室8的微量空氣吹入通風細管11中，通風細管11進入冷藏室後，其中空氣溫度急劇下降，空氣中的水蒸氣會凝結成水，由傾斜的通風細管11流入排水管10，排出冰箱，經過乾燥的空氣再次進入保溫室8內，形成循環。通過封閉的空氣冷熱循環保證保溫室8的乾燥殺菌功能。
【權利要求】
1.具有保溫乾燥機構的電冰箱，包括冷凍冷藏室和制冷機構，所述制冷機構包括蒸發器、毛細管、壓縮機和冷凝器；所述蒸發器位於冷凍冷藏室內，所述毛細管、壓縮機和冷凝器均位於冷凍冷藏室的外部；其特徵在於:還包括保溫室，所述保溫室位於冷凍冷藏室外側的底部；所述保溫室內設有相變儲熱塊，五根以上的重力熱管的冷凝段插在相變儲熱塊內，五根以上的重力熱管的蒸發段伸至保溫室外並分別插入所述冷凝器的冷凝盤管內；所述冷凍冷藏室內設有通風細管，所述通風細管的兩端分別伸入至保溫室內，通風細管的一端為進風口，另一端為出風口 ；所述進風口處設有微型風扇；位於冷凍冷藏室內的通風細管最低處的排水口通過三通管連通著排水管，排水管伸至冷凍冷藏室外部；所述出風口一側的通風細管上設有閥門。
2.根據權利要求1所述的具有保溫乾燥機構的電冰箱，其特徵在於:所述相變儲熱塊位於保溫室內底部，所述相變儲熱塊材料選擇相變溫度為400?50℃定形相變材料。
3.根據權利要求1所述的具有保溫乾燥機構的電冰箱，其特徵在於:所述進風口一側的通風細管為臥式的L形管，且彎折處高於三通管，出風口一側的通風細管為倒U形管。
【文檔編號】F25D11/02GK103836865SQ201310641001
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2013年12月4日
【發明者】裴剛, 曹靜宇, 季傑 申請人:中國科學技術大學