【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种冰箱，尤其是涉及一种蓄冷—释冷冰箱，属于相变蓄冷。
技术介绍
1、冰箱作为食品储存保鲜必不可少的工具，深入我们生活的方方面面。冰箱最大的能耗在于压缩机，尤其是普通定频压缩机在启停过程中耗能巨大。因此，降低压缩机的启停频率是冰箱节能改造的重要方向。
2、相变蓄冷技术是一种广受关注的节能环保技术，在多种领域都有所应用。可应用于“移峰填谷”，即在夜晚低谷电价时运行制冷系统，将冷量存储在相变材料中，等到白天需要的时候释放出来进行使用，达到降低电费成本、缓解白天电网负荷的作用。而将其应用于冰箱中，同样可以在低谷电期间存储冷量，减少耗电费用。更重要的是可以在压缩机运转时在相变材料内存储冷量，当压缩机关闭时利用相变潜热给冰箱供冷，当无法保证安全温度的时候再开启压缩机，从而降低压缩机的启停频率，有效降低冰箱能耗。
技术实现思路
1、本技术提供了一种蓄冷—释冷冰箱，以解决现有旧冰箱压缩机启停频繁、能耗高的问题，同时还能在压缩机不停机的情况下进行除霜，可以应用于现有冰箱商品的蓄冷节能升级，而无需对冰箱的整体进行重新设计，降低改造成本。本技术采用在现有冰箱的基础上加装蓄冷箱、热管及温控阀实现蓄冷节能改造，蓄冷箱内充注有相变蓄冷材料。通过控制热管的通断改变蓄冷模块的运行模式，从而在保证冰箱内部温度的同时减少压缩机的启停次数，有效减少能耗。还可以在冰箱压缩机不停机的情况下进行除霜，有效减小停机除霜对食物的影响。
2、本技术采用的技术方案为一种蓄冷—释冷冰箱，包括冷藏室1
3、所述蓄冷箱3、热管冷凝段4、热管除霜蒸发段7、第一温控阀8、第二温控阀9、第三温控阀10以及充注封装的相变蓄冷材料11位于冰箱外部，所述冷藏室1、冷冻室2、热管冷藏室蒸发段5、热管冷冻室蒸发段6位于冰箱内部。热管除霜蒸发段7紧密贴合于冰箱冷凝器外表面。
4、本技术的蓄冷—释冷冰箱包括两根热管，两根热管的热管冷凝段4均位于蓄冷箱的相变蓄冷材料11中。其中一根热管的蒸发段位于热管冷藏室蒸发段5内；另一根热管有两个蒸发段，一个位于热管冷冻室蒸发段6内，另一个紧密贴合于冰箱冷凝器的热管除霜蒸发段7外表面。两根热管上分别设有第一温控阀8、第二温控阀9和第三温控阀10。
5、所述第一温控阀8、第二温控阀9、第三温控阀10均为开关型的温控阀门，起到流通或断开的作用。每个阀门都有相应的温度测点，测点将温度信号传递给主控板，主控板根据控制逻辑输出开关命令给阀门。
6、所述相变蓄冷材料11的相变温度为-24℃～-12℃，出于安全考虑，相变材料应尽量选择无毒无害且不易燃不易爆的材料。相变蓄冷材料按照成分可以分为无机材料、有机材料和复合材料三类。无机类相变蓄冷材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金等，例如：甲酸钠-氯化钾-蒸馏-水浓度比为22％﹕8％﹕70％的相变温度为-23.8℃。有机相变蓄冷材料主要包括烷烃类和非烷烃类，例如：乙二醇的相变温度为-13℃。复合相变蓄冷材料是指有机材料与无机材料相混合，从而获得高性能的材料，例如：丙三醇-氯化钠-水质量分数为15％：10％：75％的相变温度为-21.4℃。可供选择的相变材料有很多，只要满足相变温度在-24～-12℃之间即可。
7、具体的“蓄冷-释冷”工作原理如下：
8、设冰箱冷藏室设定温度t1，允许温升δt1，即冷藏室温度t1～t1+δt1。设冰箱冷冻室设定温度t2，允许温升δt2，即冷冻室温度t2～t2+δt2。设温控阀开启温差δt3，要求δt3<δt1且δt3<δt2。设冷藏箱设定最低温度t3。
9、当冰箱冷藏室1的温度高于t1+δt1或冷冻室2的温度高于t2+δt2时，第一温控阀8、第二温控阀9与第三温控阀10关闭，冰箱压缩机开始工作，通过制冷循环降低冰箱冷藏室1与冷冻室2内温度。当冷藏室1温度降至设定温度t1且冷冻室2温度降至设定温度t2时，打开第二温控阀9，此时压缩机继续运转，产生的冷量通过冷冻室2内的热管传递到蓄冷箱3内的相变蓄冷材料11并存储起来。直到相变蓄冷材料11的温度达到设定最低温度t3，即无法存储更多冷量时，关闭第二温控阀8，关闭冰箱压缩机。
10、当冷藏室1的温度升至t1+δt3时，打开第一温控阀8，蓄冷箱3内存储的冷量通过热管冷凝段4传递给热管冷藏室蒸发段5，降低冷藏室内温度。当冷冻室2的温度升至t2+δt3时，打开第二温控阀9，蓄冷箱3内存储的冷量通过热管冷凝段4传递给热管冷冻室蒸发段6，降低冷冻室内温度。需要注意的是，两根热管可独立工作，互不影响。
11、当冷藏室1内温度升至最大值t1+δt1时，或冷冻室2内温度升至最大值t2+δt2时，代表蓄冷箱3无法继续保证安全温度，回到第一步循环，关闭第一温控阀8、第二温控阀9，开启压缩机再次进入制冷模式。
12、具体的“除霜”工作原理如下：
13、当冰箱冷冻室2内结冰较多时，冰箱压缩机无需停机，操作人员手动打开冰箱的除霜模式，第二温控阀9关闭，第三温控阀10开启。热管除霜蒸发段7吸收冰箱冷凝器散发的热量和空气中的热量，传递给热管冷冻室蒸发段6。利用冰箱冷凝器的热量直接加热霜层，无需关闭压缩机，减小对储存食物造成的影响。此时第一温控阀仍自由工作，可按照温度控制是否由蓄冷箱3向冷藏室1传递冷量。
14、当观察到除霜完毕时，手动关闭除霜模式，第三温控阀10关闭，恢复到正常工作状态。
15、现有蓄冷技术均为冰箱内部设置蓄冷材料，或将电储存在蓄电池中，再用电池的电驱动冰箱工作。前者由于蓄冷材料位于冰箱内部，会占用较多储物空间；而后者的蓄电池存在一定的安全隐患。基于以上考虑，本技术提出外置式蓄冷结构，可用于改造现有冰箱，不占用内部空间，同时安全环保，而且成本低改造方便。
16、此外，本技术还能将外置储冷装置与压缩机的冷凝热利用机制耦合在一起，通过模式切换，实现利用压缩机排热除去内部的结霜或结冰，与常规电热除霜比节省电能。
17、本技术可直接用于改造现有冰箱，通过蓄冷模块的加入减少冰箱压缩机的启停频率，从而减少能耗。
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1.蓄冷—释冷冰箱，包括冷藏室(1)、冷冻室(2)、蓄冷箱(3)、热管冷凝段(4)、热管冷藏室蒸发段(5)、热管冷冻室蒸发段(6)、热管除霜蒸发段(7)、第一温控阀(8)、第二温控阀(9)和第三温控阀(10)；其特征在于：所述蓄冷箱(3)、热管冷凝段(4)、热管除霜蒸发段(7)、第一温控阀(8)、第二温控阀(9)、第三温控阀(10)以及充注封装的相变蓄冷材料(11)位于冰箱外部，所述冷藏室(1)、冷冻室(2)、热管冷藏室蒸发段(5)、热管冷冻室蒸发段(6)位于冰箱内部；热管除霜蒸发段(7)紧密贴合于冰箱冷凝器外表面；
2.根据权利要求1所述的蓄冷—释冷冰箱，其特征在于：蓄冷—释冷冰箱包括两根热管，两根热管的热管冷凝段(4)均位于蓄冷箱的相变蓄冷材料(11)中；其中一根热管的蒸发段位于热管冷藏室蒸发段(5)内；另一根热管有两个蒸发段，一个蒸发段位于热管冷冻室蒸发段(6)内，另一个蒸发段紧密贴合于热管除霜蒸发段(7)外表面；两根热管上分别设有第一温控阀(8)、第二温控阀(9)和第三温控阀(10)。
3.根据权利要求1所述的蓄冷—释冷冰箱，其特征在于：所述第一温
...【技术特征摘要】
1.蓄冷—释冷冰箱，包括冷藏室(1)、冷冻室(2)、蓄冷箱(3)、热管冷凝段(4)、热管冷藏室蒸发段(5)、热管冷冻室蒸发段(6)、热管除霜蒸发段(7)、第一温控阀(8)、第二温控阀(9)和第三温控阀(10)；其特征在于：所述蓄冷箱(3)、热管冷凝段(4)、热管除霜蒸发段(7)、第一温控阀(8)、第二温控阀(9)、第三温控阀(10)以及充注封装的相变蓄冷材料(11)位于冰箱外部，所述冷藏室(1)、冷冻室(2)、热管冷藏室蒸发段(5)、热管冷冻室蒸发段(6)位于冰箱内部；热管除霜蒸发段(7)紧密贴合于冰箱冷凝器外表面；
<...【专利技术属性】
技术研发人员：许树学，李思凡，马国远，高磊，赵谱，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：
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