具有位于柜体外的蒸发器的高性能冰箱制造技术

一种高性能冰箱（10）包括：具有被冷却的内部空间（18）的柜体（12）；制冷流体回路（20），该制冷流体回路具有蒸发器（30），所述蒸发器位于柜体（12）外的隔热的蒸发器隔间（72）内；至少一个风门（66，68），所述至少一个风门能够打开，以允许空气从内部空间（18）循环通过蒸发器隔间（72）。冰箱（10）还包括共晶物冷件（122），所述共晶物冷件被构造成在冰箱（10）的工作温度下融化。蒸发器（30）将内部空间（18）冷却到低于所述工作温度的温度，使得在除霜循环中共晶物冷件（122）融化来冷却内部空间（18）或蒸发器隔间（72）。蒸发器罩（70）在除霜循环中限制向内部空间（18）的热传递，以避免在内部空间（18）中出现温度波动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及冰箱或冷冻机、以及更具体地涉及用于高性能血库冰箱或血浆冷冻机的制冷系统。
技术介绍
用于称为“高性能冰箱”这种类型的实验室冰箱以及冷冻机的制冷系统是公知的，其被用于例如将其内部存储空间冷却至诸如大约-30° C或更低的相对较低的温度。这些高性能冰箱在一个示例中被用于存储血液和/或血浆。公知的这种类型的制冷系统包括使制冷剂循环的单一环路。该系统将能量(即，热量)从制冷剂通过冷凝器传递到周围环境，以及该系统将热能从被冷却的空间(例如柜体内部空间)通过蒸发器传递到制冷剂。制冷剂被选择，以在接近于被冷却的空间所期望的温度的所选温度下蒸发和凝结，从而，使得制冷系统能够在运行过程中保持被冷却的空间接近那个所选的温度。公知的制冷系统的一个常见的问题是，如果被冷却的空间内有任何水分，蒸发器的绕管就趋向于沿着外部表面产生以及积累霜。如果足够的霜的累积发生，那么蒸发器从被冷却的空间移除热量的能力被不利地影响。因此，公知的制冷系统需要除霜循环，其中，蒸发器绕管被加热从而将霜移除。这个除霜循环可以是手动除霜或自动除霜，但是由于各种原因，这两种类型的除霜循环都是不理想的。在手动除霜循环中，存储在柜体中的全部物品都被移除，且被冷却的空间暴露在外界环境中，以加热蒸发器绕管和融化霜。这个循环是不理想的，因为存储在柜体中的物品在除霜循环的时间段中需要被存储在替代的冰箱中，以及还因为融化过程能够产生大量的需要从柜体中移除的水。在自动除霜循环中，蒸发器绕管通过本地加热单元或者热气流被迅速地加热，以移除霜，该霜通过水槽被收集以及被输送到被冷却的空间的外部。被冷却的空间在该除霜循环过程中必然地承受温度波动，这能够损害存储在柜体中的物品。因此，对于冰箱，有在除霜循环过程中充分地将被冷却的空间内的温度波动最小化或者消除的需求。
技术实现思路
在一个实施例中，一种冰箱包括具有被冷却的内部空间的柜体和用于循环制冷剂的制冷流体回路。所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器，所述蒸发器位于柜体外的隔热的蒸发器隔间内。所述蒸发器包括蒸发器绕管和产生通过蒸发器绕管的空气流的蒸发器风扇。冰箱包括至少一个风门，所述至少一个风门能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间循环通过蒸发器隔间。蒸发器还包括共晶物冷件，所述共晶物冷件在冰箱的工作温度下融化。蒸发器将所述被冷却的内部空间冷却到低于所述工作温度的温度，使得当所述至少一个风门在除霜循环中被关闭时，共晶物冷件融化来冷却所述被冷却的内部空间和蒸发器隔间中的至少一个。在一个方面，共晶物冷件沿着柜体的侧壁中的一个安装或沿着柜体的顶壁安装。所述至少一个风门也形成在顶壁中，使得共晶物冷件充当温度稳定装置以及冷量产生装置。在另一方面，共晶物冷件安装在蒸发器隔间内，使得共晶物冷件在蒸发器隔间内的除霜加热装置操作的过程中融化来冷却蒸发器隔间。在另一实施例中，一种冰箱包括具有被冷却的内部空间的柜体和用于循环制冷剂的制冷流体回路。所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器，所述蒸发器位于柜体外的隔热的蒸发器隔间内。所述蒸发器包括蒸发器绕管、产生通过蒸发器绕管的空气流的蒸发器风扇、和除霜加热装置。冰箱包括至少一个风门，所述至少一个风门能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间循环通过蒸发器隔间。所述冰箱还包括控制器，所述控制器能够在所述蒸发器绕管需要除霜时命令所述冰箱执行限定除霜循环的一系列步骤。该一系列的步骤包括停止所述压缩机和所述蒸发器风扇的运行；关闭所述至少一个风门，以将所述蒸发器隔间与所述被冷却的内部空间热隔离；以及启动所述除霜加热装置的运行。所述被冷却的内部空间在所述除霜加热装置的运行过程中保持与所述蒸发器热隔离。在一方面，冰箱还包括用于探测蒸发器的温度的温度传感器。控制器在除霜过程中以如下方式运行当温度传感器探测到蒸发器已经达到高于水的冰点的第一目标温度时，除霜加热装置停止，且任何剩余的水允许从蒸发器绕管上滴落。在任何剩余的水从蒸发器绕管上滴落后，压缩机启动。当温度传感器探测到蒸发器已经达到低于水的冰点的第二目标温度时，所述至少一个风门打开且蒸发器风扇启动。在一个示例中，第一目标温度是大约10° C，第二目标温度是大约-25° C。控制器也能够执行作为有适应能力的除霜循环的除霜循环步骤，该有适应能力的除霜循环包括根据多个运行参数改变除霜循环之间的时间间隔以及除霜循环的长度。在本专利技术的又一实施例中，一种冰箱包括具有被冷却的内部空间的柜体和用于循环制冷剂的制冷流体回路。所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和位于柜体外的隔热的蒸发器隔间内的蒸发器。所述蒸发器包括蒸发器绕管和产生通过蒸发器绕管的空气流的蒸发器风扇。所述冰箱包括至少一个阀，所述至少一个阀能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间循环通过蒸发器隔间。该柜体包括邻近于蒸发器隔间的顶壁、门、后壁以及在后壁与门之间延伸的侧壁(包括后壁)。所述后壁包括与蒸发器连通的输入通道和通到被冷却的内部空间的多个输入端口。侧壁包括与蒸发器连通的输出通道和从被冷却的内部空间延伸的多个输出端口。所述至少一个阀控制蒸发器与被冷却的内部空间之间经由输入通道和输出通道的流动。在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种操作冰箱的方法，所述冰箱包括具有被冷却的内部空间的柜体、和制冷流体回路，所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器和位于柜体外的隔热的蒸发器隔间内的蒸发器。所述蒸发器包括蒸发器风扇和除霜加热装置。所述冰箱还包括至少一个风门，所述至少一个风门被将蒸发器隔间与柜体的被冷却的内部空间隔离。所述方法包括停止所述压缩机和所述蒸发器风扇的运行；关闭所述至少一个风门，以将所述蒸发器隔间与所述被冷却的内部空间热隔离；以及启动所述除霜加热装置的运行，以从蒸发器去除水分。所述被冷却的内部空间在所述除霜加热装置的运行过程中保持与所述蒸发器热隔离。附图说明被本说明书包含并且组成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，以及与上文中的对本专利技术的总体说明以及下文中给出的对实施例的详细说明一起用于说明本专利技术的原理。图1是根据一个示例性实施例的包括位于柜体外的蒸发器的冰箱的透视图。图2是图1的冰箱所使用的制冷流体回路的示意图。图3是图1的冰箱所使用的隔热蒸发器罩(以虚线显示)和风门的透视图。图4是图1的冰箱所使用的蒸发器的透视图，其中，一些侧板被显示为虚线，以展现出内部元件。图5是沿着线5-5所作的图1的冰箱的侧剖视图，其中，风门处于关闭位置，共晶物冷板位于蒸发器隔间和柜体中。 图6是图5的冰箱的侧剖视图，其中，风门处于打开位置。图7是冰箱的另一实施例的侧剖视图，包括位于柜体外的蒸发器和穿过柜体的壁的空气管道。图8是图7的冰箱的前剖视图。图9是图1和图7的冰箱所使用的控制器以及风门或阀驱动元件的示意图。图10是展示与图1和图7的冰箱有关的控制器的运行序列的示意性流程图。具体实施例方式如附图所示，特别是如图1所示，示出了根据本专利技术的一个实施例的示例性的高性能冰箱10。尽管术语“高性能冰箱”以及“冰箱”在整篇说明书中被使用，但应当理解的是，本专利技术涵盖任何类型的冷却设备，包括具有冷冻器的冰箱。图1的冰箱包括用于存储需要冷却到例如大约-30° C或更低的温度的物品的柜体12。柜体12包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冰箱，包括：具有被冷却的内部空间的柜体；用于循环制冷剂的制冷流体回路，所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和位于柜体外的隔热的蒸发器隔间内的蒸发器，所述蒸发器包括蒸发器绕管、和产生通过蒸发器绕管的空气流的蒸发器风扇；至少一个风门，所述至少一个风门能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间循环通过蒸发器隔间；以及共晶物冷件，所述共晶物冷件被构造成在冰箱的工作温度下融化，其中，蒸发器将所述被冷却的内部空间冷却到低于所述工作温度的温度，使得当所述至少一个风门在除霜循环中被关闭时，共晶物冷件通过融化冷却所述被冷却的内部空间和蒸发器隔间中的至少一个。

【技术特征摘要】
2011.10.19 US 61/548,8071.一种冰箱，包括 具有被冷却的内部空间的柜体； 用于循环制冷剂的制冷流体回路，所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和位于柜体外的隔热的蒸发器隔间内的蒸发器，所述蒸发器包括蒸发器绕管、和产生通过蒸发器绕管的空气流的蒸发器风扇； 至少一个风门，所述至少一个风门能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间循环通过蒸发器隔间；以及 共晶物冷件，所述共晶物冷件被构造成在冰箱的工作温度下融化， 其中，蒸发器将所述被冷却的内部空间冷却到低于所述工作温度的温度，使得当所述至少一个风门在除霜循环中被关闭时，共晶物冷件通过融化冷却所述被冷却的内部空间和蒸发器隔间中的至少一个。2.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，柜体包括侧壁和顶壁，所述至少一个风门形成在顶壁中，且共晶物冷件沿着侧壁中的一个安装。3.如权利要求1或2所述的冰箱，其特征在于，共晶物冷件是板形件。4.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，工作温度为大约-30°C。5.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，所述柜体包括顶壁，所述至少一个风门形成在顶壁中，且共晶物冷件沿着顶壁安装。6.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，所述共晶物冷件安装在蒸发器隔间内，使得共晶物冷件在除霜循环中通过融化冷却蒸发器隔间。7.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，所述柜体还包括 邻近于隔热的蒸发器隔间的顶壁， 门， 后壁，所述后壁包括与蒸发器连通的输入通道和通到被冷却的内部空间的多个输入端口，以及 在后壁与门之间延伸的侧壁，每个侧壁包括与蒸发器连通的输出通道和从被冷却的内部空间延伸的多个输出端口， 其中，所述至少一个风门是控制蒸发器与被冷却的内部空间之间经由输入通道和输出通道的流动的阀。8.—种冰箱,包括 具有被冷却的内部空间的柜体； 用于循环制冷剂的制冷流体回路，所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和位于柜体外的隔热的蒸发器隔间内的蒸发器，所述蒸发器包括蒸发器绕管、产生通过蒸发器绕管的空气流的蒸发器风扇、和除霜加热装置； 至少一个风门，所述至少一个风门能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间循环通过蒸发器隔间；以及 控制器，所述控制器能够在蒸发器绕管需要除霜时命令冰箱执行以下步骤 停止所述压缩机和所述蒸发器风扇的运行； 关闭所述至少一个风门，以将所述蒸发器隔间与所述被冷却的内部空间热隔离；以及 启动所述除霜加热装置的运行，其中，所述被冷却的内部空间在所述除霜加热装置的运行过程中保持与所述蒸发器热隔离。9.如权利要求8所述的冰箱，其特征在于，所述冰箱还包括用于探测所述蒸发器的温度的温度传感器，所述控制器还能够在所述蒸发器的除霜过程中命令所述冰箱执行以下步骤 当所述温度传感器探测到所述蒸发器已经达到高于水的冰点的第一目标温度时，停止所述除霜加热装置的运行且允许任何剩余的水从所述蒸发器绕管上滴落； 在所述剩余的水从所述蒸发器绕管上滴落之后启动所述压缩机；以及当所述温度传感器探测到所述蒸发器已经达到低于水的冰点的第二目标温度时，打开所述至少一个风门且启动所述蒸发器风扇的运行。10.如权利要求9所述的冰箱，其特征在于，所述第一目标温度是大约10°C，所述第二目标温度是大约-25° C。11.如权利要求8-10中任一所述的冰箱，其特征在于，所述至少一个风门包括第一风门和第二风门，所述第一风门在打开位置允许空气从所述被冷却的内部空间流动到所述蒸发器隔间中，所述第二风门在打开位置允许空气从蒸发器隔间流动到所述被冷却的内部空间中。12.如权利要求8-11中任一所述的冰箱，其特征在于，所述隔热的蒸发器隔间还包括多个真空隔热板。13.如权利要求8-12中任一所述的冰箱，其特征在于，所述冰箱还包括 共晶物冷件，所述共晶物冷件位于柜体内且被构造成在冰箱的工作温度下融化， 其中，蒸发器将所述被冷却的内部空间冷却到低于所述工作温度的温度，使得当所述至少一个风门在除霜循环中被关闭时，共晶物冷件通过融化冷却所述被冷却的内部空间。14.如权利要求13所述的冰箱，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·赫格杜斯，R·布鲁克，J·A·康特里拉斯拉斐尔，T·斯威夫特，C·布鲁赫，
申请(专利权)人：赛默飞世尔科技阿什维尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：