[发明专利]一种新型冰箱蓄热除霜系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用相变蓄热除霜系统，属于冰箱制冷技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，电冰箱已经逐渐普及到各家各户。而冰箱制冷系统的除霜问题一直是制冷行业关注的热点，当电冰箱中蒸发器的温度低于箱内空气露点，冰箱中的水蒸气会在蒸发器表面凝结并结霜。结霜一方面减少了空气流通面积，增加流通阻力，减少蒸发器的换热量；另一方面增大了蒸发器翅片表面与空气的传热热阻，降低了制冷性能。因此，必须及时除霜。

目前电冰箱普遍采用的是利用布置在蒸发器上的加热器工作时散发的热量达到除霜的目的，该技术存在耗电高，除霜不均匀等缺点。北京工业大学的刘忠宝等人已经研究发明了一种应用于冰箱的热气旁通联合相变蓄热除霜系统，但由于相变蓄热包安装在压缩机出口与冷凝器入口之间，使得排气管道过长，导致其后的制冷效率降低。

发明内容

本发明提供一种新型冰箱蓄热除霜系统，充分利用压缩机壳体废热除霜，达到节能环保的效果。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

在冰箱的制冷流程上主要有压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器等部件，本发明提供一种新型蓄热除霜系统：用一号三通阀在压缩机的入口与蒸发器的出口处连接旁通过热管，在压缩机与旁通管上包裹相变蓄热包，收集压缩机壳体废热；用二号三通阀在压缩机的出口管段与蒸发器的入口管段连接旁通导流管，将由蓄热包加热后经压缩机出来的高温制冷剂引至蒸发器除霜。

根据本发明，冰箱除霜系统包括制冷回路和除霜回路，制冷回路包含串联的压缩机、二号三通阀、冷凝器、毛细管、蒸发器和一号三通阀，除霜回路包含串联的压缩机、二号三通阀、旁通导流管、蒸发器、一号三通阀、旁通过热管和相变蓄热包。

根据本发明，在制冷状态下时，包裹在压缩机外的相变蓄热包由于受到压缩机壳体废热的加热，相变材料由固态变为液态，通过相变潜热的形式将废热收集起来用于除霜。

根据本发明，需要除霜时，切换三通阀，接通除霜回路，制冷剂经过相变蓄热包时被加热到过热状态再进入压缩机，这里压缩机入口压力与出口压力相近，主要起泵的作用使工质流通，流出的高温制冷剂通过旁通导流管进入蒸发器中，对蒸发器外表面的霜层进行加热化霜，随后又经旁通过热管道进入相变蓄热包中进行加热，依此循环除霜。

根据本发明，相变蓄热包紧密包裹在压缩机上，充分吸收压缩机壳体的废热。

根据本发明，相变蓄热包中包含有适应压缩机壳体温度的相变材料，可选用石蜡，通过添加铁片和石墨粉以提高相变蓄热材料的导热率。

根据本发明，一号三通阀的进口与蒸发器的出口相连，它的两个出口分别与压缩机的入口和旁通过热管相连；二号三通阀的进口与压缩机的出口相连，它的两个出口分别与冷凝器的入口和旁通导流管相连。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、回收利用压缩机壳体废热，将此热量通过相变潜热的形式储存起来用于除霜，具有节能环保的效果。

2、由于相变蓄热包紧密包裹在压缩机外壳上，可充分回收压缩机壳体废热，有效提高除霜效率，并且不影响冰箱的制冷效率。

3、与简单的热气旁通除霜技术相比，本发明解决了制冷剂进入压缩机前冷凝成液态的问题，避免压缩机产生液击现象。

4、压缩机包裹着石蜡蓄热包，可以有效减少压缩机运行时产生的噪音问题。

附图说明

图1为该除霜系统的结构示意图。

图中：1、压缩机，2、冷凝器，3、毛细管，4、蒸发器，5、相变蓄热包，6、一号三通阀，7、二号三通阀，8、旁通过热管，9、旁通导流管。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

本系统包含制冷和除霜两个回路，制冷回路包括串联的压缩机1、二号三通阀7、冷凝器2、毛细管3、蒸发器4和一号三通阀6，除霜回路包含串联的压缩机1、二号三通阀7、旁通导流管9、蒸发器4、一号三通阀6、旁通过热管8和相变蓄热包5。

制冷工作状态下：一号三通阀6进口A连接出口B，出口C断开；二号三通阀进口a连接出口b，出口c断开；从蒸发器4中流出的高温低压制冷剂进入压缩机1中，被压缩后的制冷剂变为高温高压气态，同时对包裹在压缩机外壳的蓄热包5进行加热，其蓄热材料受热由固态变为液态，同过相变潜热的形式将热量储存起来，而高温高压气态制冷剂进入冷凝器2中，被常温的冷却水或空气冷凝成高压液体，随后进入毛细管3进行节流降压变为低压状态，低温低压的液态制冷剂进入蒸发器4中进行蒸发吸热制冷，从蒸发器出来的高温低压制冷剂再流入压缩机1中，进行制冷循环。

除霜工作状态下：一号三通阀6进口A连接出口C，出口B断开；二号三通阀进口a连接出口c，出口b断开；从压缩机1中流出的高温高压制冷剂经二号三通阀7由旁通导流管9直接引至蒸发器4中，高温制冷剂气体与蒸发器外表面的霜层进行换热除霜，随后从蒸发器流出的低温制冷剂经一号三通阀6由旁通过热管8引至相变蓄热包5中进行受热处于过热状态，随后再流入压缩机中，如此循环进行除霜。这里压缩机入口压力与出口压力相近，主要起泵的作用使工质流通。