CN103836865B - 具有保温干燥机构的电冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有保温干燥机构的电冰箱。包括冷冻冷藏室和制冷机构，冷冻冷藏室外侧的底部设有保温室；保温室内设有相变储热块，五根以上的重力热管的冷凝段插在相变储热块内，五根以上的重力热管的蒸发段伸至保温室外并分别插入所述冷凝器的冷凝盘管内；冷冻冷藏室内设有通风细管，通风细管的两端分别伸入至保温室内，其中一端为进风口，另一端为出风口；进风口处设有微型风扇；位于冷冻冷藏室内的通风细管上通过三通管连通着排水管，排水管的排水口伸至冷冻冷藏室外部。本发明保温箱的温度保持在40～50℃。当冷凝盘管中工质温度大于保温室内相变蓄热材料的温度时，重力热管启动，将废热传递给保温室内相变蓄热材料，反之重力热管关闭。
Description
技术领域
本发明属于家电类多功能冰箱技术领域，具体涉及冷凝废热回收用于保温、干燥除菌的环保节能电冰箱。
背景技术
在如今提倡节能环保的大背景下，在电冰箱领域中已经探索出电冰箱废热的合理利用的方案，例如利用冰箱冷凝器的废热来加热热水或食物以及烘干衣物等。专利96112986.7中提到使用冰箱废热加热保温箱的设想，但是并没有考虑到保温箱体的较高温度会在一定程度上影响到冰箱冷凝器散热效率，并且由于冰箱间歇工作的特点，保温箱内的温度不稳定的问题也没有得到解决。专利200720186914.7包含了使用冰箱废热直接烘干箱内物品的方法，但是考虑到不同地区以及不同季节内环境湿度大小不同，当环境湿度很高时会对干燥箱的干燥杀菌效果产生不良影响。
热管是一种效率极高的导热元件，它具有体积紧凑、重量轻、无噪声、无须辅助元件的优良特性。热管延轴向分为冷凝段、绝热段、蒸发段。重力热管是热管中的一种，没有吸液芯，通过冷凝液自身的重力就能够返回蒸发段，因此不需要外加动力，重力热管是只能沿单方向（自下向上）传热的热二极管。
发明内容
为了解决电冰箱废热综合利用中存在的保温箱温度不稳定、环境湿度很高时会对干燥箱的干燥杀菌效果产生不良影响以及废热利用降低冰箱制冷效率的问题，本发明通过结构改进提供一种集保温干燥除菌功能于一体的具有保温干燥机构的电冰箱。
具体的技术解决方案如下：
具有保温干燥机构的电冰箱包括冷冻冷藏室和制冷机构，所述制冷机构包括蒸发器、毛细管、压缩机和冷凝器；所述蒸发器位于冷冻冷藏室内，所述毛细管、压缩机和冷凝器均位于冷冻冷藏室的外部；改进在于：还包括保温室，所述保温室位于冷冻冷藏室外侧的底部；所述保温室内设有相变储热块，五根以上的重力热管的冷凝段插在相变储热块内，五根以上的重力热管的蒸发段伸至保温室外并分别插入所述冷凝器的冷凝盘管内；所述冷冻冷藏室内设有通风细管，所述通风细管的两端分别伸入至保温室内，通风细管的一端为进风口，另一端为出风口；所述进风口处设有微型风扇；位于冷冻冷藏室内的通风细管最低处的排水口通过三通管连通着排水管，排水管伸至冷冻冷藏室外部；所述出风口一侧的通风细管上设有阀门。
所述相变储热块位于保温室内底部，所述相变储热块材料选择相变温度为40～50℃定形相变材料。
所述进风口一侧的通风细管为卧式的L形管，且弯折处高于三通管，出风口一侧的通风细管为倒U形管。
本发明的有益技术效果体现在以下方面：
（1）本发明保温箱的温度保持在40～50℃。由于重力热管的二极管性质，当冷凝盘管中工质温度大于保温室内相变蓄热材料的温度时，热管启动，将冷凝器前段工质过热部分的可回收废热传递给保温室内相变蓄热材料，当冷凝盘管中的工质温度低于相变蓄热材料时，热管关闭，相变蓄热材料中的温度不会传递到冷凝盘管中，既能保证保温室内相变蓄热材料不会通过热管逆向导热，也能保证保温室不会超过适宜温度；
（2）本发明使用了固体定形相变蓄热材料构成的相变储热块，由于冰箱的压缩机为间断工作，重力热管加热的相变储热块可以保证在冰箱压缩机停止工作的间断时间内保温室内温度不会降低，进而精确控制保温箱温度；
（3）本发明将冰箱压缩出口过热工质的可回收热量用于加热保温室内相变蓄热材料，当相变储热材料的温度低于冰箱压缩出口过热工质的温度时，过热工质的热量首先向重力热管蒸发段壁面传热，随着冷凝器中工质的温度不断降低，当相变储热材料的温度高于冷凝器中工质的温度时，重力热管停止工作，过热工质不能向重力热管蒸发段壁面传热，则主要依靠通过冷凝盘管外壁向环境传热，通过该原理本发明可以在不影响冰箱冷凝器工作效率的情况下合理利用冷凝器废热；
（4）本发明通过使保温箱内空气由通风细管流过冷藏室，由于气体温度急剧下降，空气中的水蒸气会凝结成水，由通风细管上排水口连通着的排水管排出冰箱，经过干燥的空气再次进入保温室内，形成循环。这样的封闭空气冷热循环可以保证室内干燥程度不受外部环境影响，也具有一定的杀菌功能。
因此本发明使用热管直接转移冷凝器中工质的热量来加热保温室，在没有增加系统负荷和复杂程度的基础上，在传统冰箱上增加了干燥杀菌、加热保温的新功能。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为工作原理图。
图3为图1的局部放大图。
上图中序号：冷凝盘管1、热管蒸发段2、热管绝热段3、热管冷凝段4、相变储热块5、重力热管6、冷冻冷藏室7、保温室8、出风口9、排水管10、通风细管11、微型风扇12、阀门13、压缩机14、冷凝器15、毛细管16、蒸发器17、隔热层18。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例
参见图1，具有保温干燥机构的电冰箱包括冷冻冷藏室7和制冷机构。制冷机构包括蒸发器17、毛细管16、压缩机14和冷凝器15，蒸发器17位于冷冻冷藏室7内，毛细管16、压缩机14和冷凝器15均位于冷冻冷藏室7的外部。在冷冻冷藏室7外侧的底部设有保温室8。保温室8内底部装有相变储热块5，相变储热块材料为定形相变材料，定形相变材料的研究在相变温度为40～50℃左右的领域中已较为成熟，有多种可选方案。中国科学技术大学所承担的科技部十一五国家科技支撑计划项目的研究结果，内容是建筑蓄能保温材料与系统的研究开发及示范，项目编号为2008BAJ12B04，该固体定形相变材料的相变温度为40～50℃左右，基本可以满足保温室8对温度的要求。六根重力热管6的冷凝段插装在相变储热块5内，六根重力热管6的蒸发段伸至保温室8外并分别插入所述冷凝器15的冷凝盘管1内，见图3。冷冻冷藏室7内安装有通风细管11，通风细管11的两端分别伸入至保温室8内，通风细管11的一端为进风口，另一端为出风口9；进风口处安装有微型风扇12；位于冷冻冷藏室7内的通风细管11上通过三通管连通着排水管10，排水管10的排水口伸至冷冻冷藏室7外部；出风口9一侧的通风细管11上安装有阀门13。排水管10的高度低于两侧连通着的通风细管11的高度；进风口一侧的通风细管为卧式的L形管，且弯折处高于进风口，出风口9一侧的通风细管11为倒U形管。
本发明的工作原理说明如下：
参见图2，冰箱制冷系统工作时，首先管道内压缩机14出口工质的温度大于保温室8内相变储热块5的温度，重力热管6中工质吸收制冷工质的热量而蒸发，通过热管绝热段3到热管冷凝段4被冷凝成液态回流完成循环，同时将热量释放到相变蓄热材料中；当制冷工质在冷凝盘管1中流动一段时间后相变储热块5的温度大于冷凝盘管1中制冷工质的温度时，由于重力热管6的单向导热作用，相变储热块5中的温度不会反向传递到冷凝盘管1中，能保证保温室8内相变蓄热材料不会通过热管逆向导热造成热损失。
冰箱制冷系统停止工作时，压缩机14以及制冷工质温度降低，其上的重力热管6的单向导热作用可以保证保温室8内热量不会沿重力热管6反向传导；同时保温室8内相变储热块5将储存的热量释放到保温室8内，保证保温室8的温度稳定不变，确保保温室8的保温效果。
参见图3，冰箱冷凝器15冷凝热回收机构。重力热管6两端封闭，热管蒸发段2嵌入冰箱冷凝器15的前数根冷凝盘管1中，热管冷凝段4位于保温室8内的相变储热块5中，冷凝器15的前五根冷凝盘管1位于相变储热块5下方。当制冷系统工作时制冷工质位于冷凝器15前段的部分处于过热状态，该机构可以直接利用这部分可回收热量加热相变蓄热材料，重力热管6的传热过程中的热损失比普通传热小得多。当相变储热块5的温度低于制冷工质的温度时，过热工质的热量首先向重力热管6蒸发段壁面传热，当相变储热块5的温度高于制冷工质的温度时，则通过冷凝盘管1外壁向环境传热，对冰箱冷凝器15的工作效率几乎不会产生影响。
参见图1，保温室8的干燥杀菌机构包括微型风扇12、通风细管11、排水管10、阀门13、出风口9，干燥功能开启时，微型风扇12将保温室8的微量空气吹入通风细管11中，通风细管11进入冷藏室后，其中空气温度急剧下降，空气中的水蒸气会凝结成水，由倾斜的通风细管11流入排水管10，排出冰箱，经过干燥的空气再次进入保温室8内，形成循环。通过封闭的空气冷热循环保证保温室8的干燥杀菌功能。
Claims (3)
1.具有保温干燥机构的电冰箱，包括冷冻冷藏室和制冷机构，所述制冷机构包括蒸发器、毛细管、压缩机和冷凝器；所述蒸发器位于冷冻冷藏室内，所述毛细管、压缩机和冷凝器均位于冷冻冷藏室的外部；其特征在于：还包括保温室，所述保温室位于冷冻冷藏室外侧的底部；所述保温室内设有相变储热块，五根以上的重力热管的冷凝段插在相变储热块内，五根以上的重力热管的蒸发段伸至保温室外并分别插入所述冷凝器的冷凝盘管内；所述冷冻冷藏室内设有通风细管，所述通风细管的两端分别伸入至保温室内，通风细管的一端为进风口，另一端为出风口；所述进风口处设有微型风扇；位于冷冻冷藏室内的通风细管最低处的排水口通过三通管连通着排水管，排水管伸至冷冻冷藏室外部；所述出风口一侧的通风细管上设有阀门。
2.根据权利要求1所述的具有保温干燥机构的电冰箱，其特征在于：所述相变储热块位于保温室内底部，所述相变储热块材料选择相变温度为40～50℃定形相变材料。
3.根据权利要求1所述的具有保温干燥机构的电冰箱，其特征在于：所述进风口一侧的通风细管为卧式的L形管，且弯折处高于三通管，出风口一侧的通风细管为倒U形管。
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