一种适用于冰箱冰柜空调冷藏冷链氮气匀热除冰防护装置的制作方法

本发明属于制冷设备冷藏冷冻节能环保防护，本发明针对制冷设备整套闭式冷媒循环进行优化改进，采用氮气匀热除冰防护作为突破点，具体涉及一种适配家用冰箱、商用冰柜、立式与挂式中央空调、工业固定冷库、制冷机柜、冷链仓储仓库、航空冷链冷藏飞机、冷藏货运汽车、远洋冷链船舶、轨道冷藏机车、轨道交通冷链车厢的氮气稳压除冰匀热防护装置。本发明全面覆盖冷凝器高温散热管路、蒸发器低温换热盘管、毛细管、冷媒回气管等全部管路构件，可有效平衡回热管路温升、实现整机匀热控温，重点解决蒸发器盘管、冷媒回气管外壁凝露结冰、铜管氧化锈蚀等行业通病；同时同步优化制冷设备箱体隔板、储物台板、制冷机柜及冷链仓储仓库夹层的整体隔热匀热性能。本发明创新氮气密闭腔体复合防护结构，依托氮气惰性物理结构特征，采用微正压密闭环境实现腔体内部匀温、恒温精准调控，大幅降低设备内部热量积蓄、高温堆积现象，有效降低整机运行能耗。本发明从根源上解决固定式制冷设备、航空 / 车 / 船 / 轨道交通移动式冷链设备、制冷机柜、冷链仓储仓库普遍存在的蒸发器管路结冰、冷媒回路腐蚀氧化、箱体夹层积热、恒温匀热性能差、设备长期蓄热过热的技术难题。

背景技术：

1、目前制冷行业对于氮气的应用方式极为单一，仅局限于制冷铜管焊接装配、设备故障检漏等生产与检修环节的短时、临时性充氮作业，仅作为辅助施工工艺使用，并未在整机采用氮气作为密闭腔体防护使用，并未在冷媒回路、制冷机柜、冷链仓储仓库腔体中形成长效、密闭、可循环的氮气防护体系。市面上现有量产的冰箱、冰柜、立式挂式中央空调、工业冷库、制冷机柜、冷链仓储仓库及各类移动冷链设备整机出厂均未搭载氮气密闭防护结构，行业内尚未出现集成可外置循环补充氮气、压力稳压、蒸发器防凝露、管路除冰、金属防腐、夹层匀热于一体的系统化氮气防护装置。

2、包含生鲜、医药跨境冷链货运及仓储，航空冷藏飞机、冷藏货车、轨道冷藏机车、轨道交通冷链车厢、远洋冷链船舶、大型冷链仓储仓库、工业制冷机柜。上述固定式仓储制冷设备与移动式冷链设备长期处于高湿、高温差、颠簸、跨温区、高盐雾交替工况，设备内部蒸发器盘管极易快速堆积厚冰层，冷凝器管路蓄热严重，机柜与仓库夹层冷热失衡、整机能耗超标问题远重于普通家用制冷设备。传统简易保温泡沫、保温棉防护无法适配大型仓储、机柜及长途航空、水陆、轨道跨国运输场景，行业亟需一套以氮气匀热除冰防护为核心、可兼顾家用、商用、工业固定式与航空、车、船、轨道交通移动式、冷链仓储、制冷机柜设备的一体化长效氮气防护体系。

3、现有制冷设备、制冷机柜、冷链仓储仓库的箱体隔板、储物台板、腔体夹层普遍采用整块泡沫填充结构，依靠泡沫实现夹层填充、结构支撑与定型，具备基础的阻热与防烫能力，可避免设备外壳高温烫伤使用者。但传统泡沫填充结构功能单一，仅具备基础被动隔热、防烫效果，无法实现恒温、匀温、精准控温，夹层内部极易形成局部热量堆积，造成整机冷热不均、冷凝器回热温升失衡。

4、现有技术缺少氮气恒温、匀温、控温、缺少氮气适配泡沫内衬的密闭复合防护体系，无法在保留泡沫支撑定型优势的前提下实现长效恒温控温、削减夹层热量蓄积，衍生行业共性痛点：夹层热量堆积严重、蒸发器换热效率持续衰减、冷媒损耗量大、压缩机长期高负荷运行、整机能耗偏高。

5、传统制冷整套冷媒循环管路均为裸露铜管，包含冷凝器、散热管、蒸发器、换热盘管、毛细管、冷媒回气管；仅有少数管路外层简易包裹保温棉，无密闭氮气隔绝防护层。目前公开的所有制冷设备氮气相关专利及现有应用技术，整体应用场景极为局限，仅停留在设备生产焊接检漏、腔体简单充氮保鲜的浅层辅助层面，行业内并未出现将氮气作为核心介质，构建适配冷媒管路与设备腔体的匀温、稳热、除冰、稳压一体化结构的相关技术记载与公开方案。现有技术仅利用氮气惰性特质做简单防氧化、保鲜处理，完全缺失氮气动态匀温、均衡散热、消除管路凝冰冻霜、平衡整机温差的结构性设计，无法解决蒸发器积冰、管路温差过大、局部蓄热、整机冷热不均的核心痛点。设备箱体内、机柜腔体内、仓储库内高湿空气直接持续接触蒸发器、回气管低温管壁，冷热温差作用下管壁持续凝露、结霜、逐层堆积厚冰。家用冰箱、冰柜蒸发器长期积冰会堵塞风道、降低制冷效率；立式挂式中央空调、工业冷库、制冷机柜、冷链仓储仓库、航空车船轨道冷链设备蒸发器冰层堆积更为严重，冰层包裹盘管阻碍冷热交换，同时诱发铜管氧化锈蚀，蒸发器、回气管长期处于冻蚀损伤环境，大幅缩短管路与整机使用寿命。

技术实现思路

1、1、发明目的

2、针对现有制冷设备整套冷媒回路存在蒸发器盘管易凝露结冰、全段管路氧化锈蚀、机柜与仓储夹层热量堆积严重、回热温升失衡、整机能耗偏高，且现有氮气技术仅作临时辅助、无氮气匀热除冰一体化成型结构，缺少适配立式挂式中央空调、制冷机柜、冷链仓储仓库、航空、车、船、轨道交通移动式冷链装备的完整防护方案，本发明针对制冷设备整套闭式冷媒循环进行优化改进，采用氮气匀热除冰防护作为突破点，提供一种适用于冰箱冰柜空调冷藏冷链氮气匀热除冰防护装置。

3、本发明目的如下：

4、第一，在整套冷媒管路（冷凝器、蒸发器盘管、毛细管、回气管）外部设置复合橡胶包覆层，配套外置氮气软胶囊密闭腔体，形成双层隔绝屏障，阻断箱内、机柜内、仓储库内高湿空气直接接触蒸发器等低温换热构件，从源头消除蒸发器管壁凝露、结霜、冰层堆积、铜管冻蚀氧化现象；

5、第二，在设备箱体、制冷机柜腔体、仓储隔板、储物台板内部设置贯通式氮气密闭夹层，利用氮气全域流动特性实现设备内部匀热恒温，平衡冷凝器管路回热温升，平衡疏导夹层堆积热量，降低冷媒损耗，减轻压缩机负荷，实现整机节能降耗；

6、第三，装置控制模式灵活多选，可适配家用固定制冷设备、立式挂式中央空调、制冷机柜、冷链仓储仓库，同时全面覆盖航空冷藏飞机、货运冷藏车、远洋船舶、轨道机车、轨道交通冷链车厢全品类物流运输装备，新机预装、存量设备批量适配改造。

7、2、整体技术方案

8、一种适用于冰箱冰柜空调冷藏冷链氮气匀热除冰防护装置，包含制冷整套闭式冷媒换热管路、复合橡胶包覆层、外置氮气软胶囊密闭腔体、氮气控压器、温度控温器、补充氮气接口、外置氮气机、箱体与机柜氮气密闭夹层；整套冷媒换热管路涵盖冷凝器高温散热管路、蒸发器低温换热盘管、毛细管、冷媒回流管。

9、制冷冷媒管路外壁整体包覆复合橡胶包覆层，复合橡胶包覆层外侧配套外置柔性氮气软胶囊密闭腔体；氮气软胶囊腔体预留补氮接口，分别连通氮气控压器、外置氮气机，可实时压力监测、自动 / 手动循环补氮、超压稳压；箱体隔板、制冷机柜腔体、冷链仓储隔板内部设置氮气密闭夹层，配合开槽泡沫内衬形成全域贯通氮气防护腔。

10、（1）冷媒全管路外侧防护结构

11、冷凝器、蒸发器盘管、毛细管、冷媒回气管外壁完整紧密包覆复合橡胶包覆层；包覆材质选用丁基胶、工业橡胶、耐寒高分子橡胶一种或多种复合成型，包覆层无缝贴合铜管外壁，形成连续物理隔绝屏障。

12、复合橡胶包覆层外侧独立布置外置氮气软胶囊密闭腔体，腔体为柔性密封材质；装配时先对腔体内部抽真空排空空气，再充入高纯干燥氮气并长期维持可伸缩式微正压状态。腔体外侧预留专用补充氮气接口，设备检修、氮气损耗衰减后可多次循环补氮、校准压力。

13、氮气控压器与氮气软胶囊腔体连通并外接外置氮气机，实时采集腔体氮气压力，压力低于下限，自动联机补氮或人工手动补气，压力超上限腔体自动伸缩泄压稳压，持续维持稳定微正压防护环境。

14、温度控温器采集蒸发器周边、管路外侧、机柜腔体及仓储夹层环境温度，均衡局部温差，削弱冷热气流对冲波动，保障复合橡胶包覆层在低温、高湿、盐雾、颠簸运输、仓储恒温波动复杂工况下密封性能稳定。

15、橡胶包覆层 + 氮气软胶囊双层密闭防护结构完全隔绝箱内、机柜、仓储潮湿空气接触蒸发器盘管、回气管等低温部件，彻底杜绝蒸发器凝霜结冰、管路锈蚀冻损问题，保障蒸发器长期高效换热。

16、（2）箱体、机柜、仓储氮气匀热夹层结构

17、设备箱体隔板、储物台板、制冷机柜腔体、冷链仓储仓库隔板内部设置氮气密闭夹层，夹层可填充少量泡沫作为内衬隔层，也可替换其他轻质支撑材质；泡沫仅承担腔体支撑、定型、基础防烫作用，不负责核心隔热控温。

18、泡沫内衬开设相互连通的透气槽与透气小孔，槽孔与氮气夹层完全贯通，氮气在夹层全域无死角流通形成一体式氮气防护腔；依托氮气惰性气体原理、阻热恒温、匀温特性，平衡冷凝器回热温升，疏导机柜、仓储夹层堆积热量，解决传统泡沫夹层蓄热、整机冷热不均缺陷。

19、隔板氮气夹层控制系统可与蒸发器管路外侧氮气软胶囊腔体共用一套氮气控压器、温度控温器、外置氮气机，适配批量固定设备、机柜、仓储设备装配；也可根据航空、车船、轨道交通移动设备复杂工况，单独配置独立温压控制回路，或不搭载电控组件实现无电控简易装配。

20、3、创新要点

21、（1）本发明以氮气匀热除冰防护为核心突破点，打破行业仅在焊接、检修阶段临时短时充氮的传统模式，首创适配整套冷媒回路（重点针对蒸发器盘管）的长效外置氮气软胶囊防护结构，可多次循环补氮、自动稳压，填补制冷设备蒸发器、制冷机柜、冷链仓储整机氮气匀温除冰一体化防护技术空白，适配固定设备新机预装、航空车船轨道冷链存量设备改造。

22、（2）创新泡沫内衬开槽贯通氮气夹层复合结构，摒弃整块泡沫单一被动隔热方式，依靠氮气动态匀温削减箱体、机柜、仓储夹层热量堆积，平衡冷凝器回热温升，夹层热量堆积降低幅度可达 30% 以上。

23、（3）构建冷媒全管路双层隔绝防护体系，全覆盖冷凝器、蒸发器、毛细管、回气管，针对性解决蒸发器长期积冰、冻蚀氧化痛点，持续保障蒸发器换热效率，降低压缩机负荷。

24、（4）设备适配性广，控制模式灵活，可共用控制系统、独立配置分控回路、亦可无电控简易装配；全面适配家用、商用、工业全品类固定式制冷冷藏设备、立式与挂式中央空调、制冷机柜、冷链仓储仓库，同时覆盖航空冷链冷藏飞机、冷藏货运汽车、远洋冷链船舶、轨道冷藏机车、轨道交通冷链车厢等全球物流移动式制冷装备，全球市场覆盖规模优势显著。

25、4、有益效果

26、（1）橡胶包覆搭配氮气软胶囊双层密闭防护结构完全隔离高湿空气，依托本发明氮气匀热除冰核心设计，大幅抑制蒸发器盘管、冷媒回气管凝露、结霜、冰层堆积，杜绝铜管氧化冻蚀，持续保障蒸发器换热效率，降低压缩机长期高负荷损耗，有效延长蒸发器、整套冷媒管路及整机使用寿命，适配立式挂式空调、制冷机柜、冷链仓储、航空远洋高盐雾、长途颠簸恶劣工况。

27、（2）氮气贯通夹层实现腔体恒温匀热，疏导削减箱体、机柜、仓储夹层热量堆积，平衡冷凝器管路回热温升，改善整机冷热不均问题，减少冷媒损耗，显著降低整机运行能耗、减少碳排放。

28、（3）外置氮气软胶囊腔体支持自动联机补氮、手动补氮、超压自动伸缩稳压，长期维持稳定微正压密闭防护环境，防护效果持久，维护频次低。

29、（4）泡沫仅作为支撑定型基材，氮气承担核心匀热除冰、控温功能，结构改造简单、生产成本低；既可配套冰箱、冰柜、立式挂式中央空调、工业冷库、制冷机柜、冷链仓储仓库全新装配，也可大批量应用于航空冷藏飞机、冷藏货车、轨道机车、远洋船舶冷链货运设备后期升级改造，适合全球跨境多场景冷链运输与仓储规模化推广。