CN105987556A - 冰蓄冷式制冷设备及制冷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冰蓄冷式制冷设备及制冷方法。冰蓄冷式制冷设备，包括保温箱体、间歇电能供给装置、压缩机、蒸发器和冷凝器，所述压缩机、所述蒸发器和所述冷凝器连接形成制冷回路，所述间歇电能供给装置与所述压缩机连接，所述保温箱体的上部设置有水箱，所述保温箱体中还设置有储物腔体，所述储物腔体位于所述水箱的下方，所述蒸发器位于所述水箱中，所述储物腔体上还设置有热管，所述热管的一端部插入在所述水箱中或贴在所述水箱表面。实现无需配备蓄电池，且满足长时间保持制冷状态，延长制冷保温时间。
Description
技术领域
本发明涉及制冷装置，尤其涉及一种冰蓄冷式制冷设备及制冷方法。
背景技术
通常，疫苗必须存储在+2℃到+8℃之间，而在发展中国家，由于缺乏可靠的电力供应来运行制冷设备，使得疫苗无法在规定的温度下保存，导致疫苗的存活率较低。为了解决供电的问题，现有技术中通常采用光伏发电或风力发电等间歇电能供给装置为制冷设备供电，由于间歇电能供给装置不能连续供电，因此，制冷设备中通常配置有蓄电池，通过蓄电池进行蓄能。而在实际使用过程中，由于蓄电池的寿命通常比制冷设备的其他部件寿命短，并且，蓄电池也不符合绿色环保的要求。如何设计一种不需要蓄电池且能长时间保持制冷状态的制冷设备是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种冰蓄冷式制冷设备及制冷方法，实现无需配备蓄电池，且满足长时间保持制冷状态，延长制冷保温时间。
本发明提供的技术方案是，一种冰蓄冷式制冷设备，包括保温箱体、间歇电能供给装置、压缩机、蒸发器和冷凝器，所述压缩机、所述蒸发器和所述冷凝器连接形成制冷回路（节流装置），所述间歇电能供给装置与所述压缩机连接，所述保温箱体的上部设置有水箱，所述保温箱体中还设置有储物腔体，所述储物腔体位于所述水箱的下方，所述蒸发器位于所述水箱中，所述储物腔体上还设置有热管，所述热管的一端部插入在所述水箱中或贴在所述水箱表面。
进一步的，所述储物腔体上设置有导热板，所述热管贴在所述导热板上。
进一步的，所述导热板位于所述储物腔体的顶部；和/或，所述导热板位于所述储物腔体的背板上；和/或，所述导热板位于所述储物腔体的侧壁上。
进一步的，所述储物腔体为金属导热胆体。
进一步的，所述热管贴在所述储物腔体的顶部；和/或，所述热管贴在述储物腔体的背板上；和/或，所述热管贴在所述储物腔体的侧壁上。
进一步的，所述热管插在所述水箱的底部（并朝上倾斜设置）。
进一步的，所述蒸发器包括多片蒸发板，所述蒸发板并排设置，相邻两片所述蒸发板之间的距离为20mm至50mm，所述蒸发器与所述水箱的侧壁和底部之间的距离为30mm至50mm。
进一步的，所述水箱中还设置有温度传感器。
进一步的，所述保温箱体中设置有隔热板，所述隔热板将所述保温箱体分为上安装腔和下安装腔，所述水箱位于所述上安装腔中，所述储物腔体位于所述下安装腔中。
本发明还提供一种制冷方法，采用上述冰蓄冷式制冷设备；具体方法为：间歇电能供给装置为压缩机提供电能，压缩机运行通过蒸发器对水箱中的水进行制冷以在水箱中形成冰水混合物，通过水箱中的冰进行蓄冷，而热管将水箱中的冷量传递到储物腔体中进行的均匀制冷；在间歇电能供给装置断电状态下，水箱中的冰继续释放冷量，以维持热管长时间对储物腔体保持制冷状态。
本发明提供的冰蓄冷式制冷设备及制冷方法，通过蒸发器直接对水箱中的液体进行制冷形成冰水混合物，其中，水箱中的冰便起到蓄冷的功能，水箱中的冷量通过热管间接的传递给储物腔体以对储物腔体形成的制冷腔体进行制冷，由于水箱中冰水混合物的温度变化幅度较小，从而可以确保储物腔体中能够保持更加稳定的制冷温度，避免储物腔体的制冷温度变化幅度过大；另外，在压缩机断电的情况下，水箱中的冰释放冷量，使得热管能够持续的对储物腔体进行制冷，从而无需采用蓄电池便可以实现无电情况下制冷设备长时间保持制冷状态，延长制冷保温时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明冰蓄冷式制冷设备实施例的结构示意图；
图2为本发明冰蓄冷式制冷设备实施例中的热管与水箱的组装图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例冰蓄冷式制冷设备，包括保温箱体1、间歇电能供给装置（未图示）、压缩机2、蒸发器3和冷凝器4，压缩机2、蒸发器3和冷凝器4连接形成制冷回路，其中，蒸发器3和冷凝器4之间还设置有节流装置，间歇电能供给装置与压缩机2连接，保温箱体1的上部设置有水箱11，保温箱体1中还设置有储物腔体12，储物腔体12位于水箱11的下方，蒸发器3位于水箱11中，储物腔体12上还设置有热管5，热管5的一端部插入在水箱11中或贴在水箱11的表面进行热交换。
具体而言，本实施例冰蓄冷式制冷设备中设置有水箱11，而水箱11中可以盛放水等液体用于吸收冷量，以水箱11中存储水为例。间歇电能供给装置在能够提供电能时，压缩机2通电运行，蒸发器3直接对水箱11中的水进行制冷，使得水箱11中形成冰水混合状态，而插在水箱11中的热管5将水箱11中的冷量传给储物腔体12中进行制冷。其中，水箱11中设置有温度传感器（未图示），温度传感器用于检测水箱11中的温度，以本实施例冰蓄冷式制冷设备中储物腔体12中的温度设定在冷藏温度为例，则将水箱11中的蓄冷温度设定为-2℃至2℃，即当水箱11中的温度达到-2℃以下时，压缩机2停机；当水箱11中的温度回升至2℃以上时压缩机2开机，这样可以保证水箱11中的温度中大部分水的冻结，同时又不至于因冻结温度过低，导致全部的水完全冻结，可以防止因水箱11中的水完全冻结导致水箱11膨胀变形损坏及可能引起的储物腔体12内的温度过低的风险。另外，为了避免水箱11与储物腔体12之间直接进行热交换而影响储物腔体12内的温度设定，保温箱体1中设置有隔热板10，隔热板10将保温箱体1分为上安装腔和下安装腔，水箱11位于上安装腔中，储物腔体12位于下安装腔中，水箱11与储物腔体12由隔热板10隔离开，使得两者之间的热交换完全热管5完成。而利用热管5自身特性，还可以实现储物腔体12内制冷温度调节控制功能，对于热管5而言，通常有最小传热温差特性，即在传热过程中，热管5的冷凝段与蒸发段存在传热温差，当小于这个温差时，其传热能力快速下降；最小传热温差与热管5的类型、结构、工质等因素有关，可以根据设计需要适当调整。例如：在疫苗冷藏应用中，通常需保证储物腔体12内的冷藏空间温度不低于2℃，而水箱11在冻结及融化过程中，其温度基本保持在0℃。此时可以设计热管5最小传热温差为2℃，从而当储物腔体12内的冷藏空间温度降至2℃时，由于接近热管5最小传热差限值，热管5换热量减少，避免出现储物腔体12内的冷藏存储空间温度过低情形的发生。
进一步的，为了使得储物腔体12内的制冷温度保持均匀，储物腔体12可以采用金属导热胆体，或者，可以在储物腔体12上设置导热板13，热管5贴在导热板13上。具体的，以采用导热板13为例，导热板13能够将热管5传递的冷量更加均匀的释放到储物腔体12中，优选的，热管5和导热板13分布在储物腔体12的上部位置，导热板13利用冷空气自然下沉和辐射的方式将冷量更加均匀的引入储物腔体12内，而无需风机进行循环。
更进一步的，蒸发器3包括多片蒸发板31，蒸发板31并排设置，相邻两片蒸发板31之间的距离为20mm至50mm，蒸发器3与水箱11的侧壁和底部之间的距离为30mm至50mm。具体的，蒸发板31在水箱11内按一定间隔平行布置，增强了换热效率，有利于水快速、均匀冻结成冰进行蓄冷。而蒸发器3距离水箱11底部及四周保持一定间隔，可以使与蒸发板31接触的水先结冰而与水箱11内表面接触的水后结冰，防止水箱11因水冻结成冰过程发生膨胀而变形损坏；同时，可以使与热管5接触区域的水在冰的冻结及融化过程中均保持在0℃附近，有利于控制热管5冷凝段的温度恒定，进而有利于维持储物腔体12内部存储温度的恒定。优选的，如图2所示，而为了增强热管5与水箱11之间的热交换效率，热管5插在水箱11的底部，而热管5插在水箱11中的部分朝上倾斜设置，以保证热管5内部工质顺利回流，使换热循环顺利进行。
本发明还提供一种制冷方法，采用上述冰蓄冷式制冷设备；具体方法为：间歇电能供给装置为压缩机提供电能，压缩机运行通过蒸发器对水箱中的水进行制冷以在水箱中形成冰水混合物，通过水箱中的冰进行蓄冷，而热管将水箱中的冷量传递到储物腔体中进行的均匀制冷；在间歇电能供给装置断电状态下，水箱中的冰继续释放冷量，以维持热管长时间对储物腔体保持制冷状态。
本发明提供的冰蓄冷式制冷设备及制冷方法，通过蒸发器直接对水箱中的液体进行制冷形成冰水混合物，其中，水箱中的冰便起到蓄冷的功能，水箱中的冷量通过热管间接的传递给储物腔体以对储物腔体形成的制冷腔体进行制冷，由于水箱中冰水混合物的温度变化幅度较小，从而可以确保储物腔体中能够保持更加稳定的制冷温度，避免储物腔体的制冷温度变化幅度过大；另外，在压缩机断电的情况下，水箱中的冰释放冷量，使得热管能够持续的对储物腔体进行制冷，从而无需采用蓄电池便可以实现无电情况下制冷设备长时间保持制冷状态，延长制冷保温时间。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种冰蓄冷式制冷设备，包括保温箱体、间歇电能供给装置、压缩机、蒸发器和冷凝器，所述压缩机、所述蒸发器和所述冷凝器连接形成制冷回路，所述间歇电能供给装置与所述压缩机连接，其特征在于，所述保温箱体的上部设置有水箱，所述保温箱体中还设置有储物腔体，所述储物腔体位于所述水箱的下方，所述蒸发器位于所述水箱中，所述储物腔体上还设置有热管，所述热管的一端部插入在所述水箱中或贴在所述水箱表面。
2. 根据权利要求1所述的冰蓄冷式制冷设备，其特征在于，所述储物腔体上设置有导热板，所述热管贴在所述导热板上。
3. 根据权利要求2所述的冰蓄冷式制冷设备，其特征在于，所述导热板位于所述储物腔体的顶部；和/或，所述导热板位于所述储物腔体的背板上；和/或，所述导热板位于所述储物腔体的侧壁上。
4. 根据权利要求1所述的冰蓄冷式制冷设备，其特征在于，所述储物腔体为金属导热胆体。
5. 根据权利要求4所述的冰蓄冷式制冷设备，其特征在于，所述热管贴在所述储物腔体的顶部；和/或，所述热管贴在述储物腔体的背板上；和/或，所述热管贴在所述储物腔体的侧壁上。
6. 根据权利要求1所述的冰蓄冷式制冷设备，其特征在于，所述热管插在所述水箱的底部。
7. 根据权利要求1所述的冰蓄冷式制冷设备，其特征在于，所述蒸发器包括多片蒸发板，所述蒸发板并排设置，相邻两片所述蒸发板之间的距离为20mm至50mm，所述蒸发器与所述水箱的侧壁和底部之间的距离为30mm至50mm。
8. 根据权利要求1所述的冰蓄冷式制冷设备，其特征在于，所述水箱中还设置有温度传感器。
9. 根据权利要求1所述的冰蓄冷式制冷设备，其特征在于，所述保温箱体中设置有隔热板，所述隔热板将所述保温箱体分为上安装腔和下安装腔，所述水箱位于所述上安装腔中，所述储物腔体位于所述下安装腔中。
10. 一种制冷方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的冰蓄冷式制冷设备；具体方法为：间歇电能供给装置为压缩机提供电能，压缩机运行通过蒸发器对水箱中的水进行制冷以在水箱中形成冰水混合物，通过水箱中的冰进行蓄冷，而热管将水箱中的冷量传递到储物腔体中进行的均匀制冷；在间歇电能供给装置断电状态下，水箱中的冰继续释放冷量，以维持热管长时间对储物腔体保持制冷状态。
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