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制冷设备、控制方法、控制装置和计算机可读存储介质与流程

2021-11-26 22:37:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及制冷设备的技术领域,具体而言,涉及制冷设备、控制方法、控制装置和计算机可读存储介质。


背景技术:

2.近年来,例如冰箱、冷柜的制冷设备为消费者的生活提供了极大地便利。然而,相关技术中仍然存在的一项不足是,制冷设备的体积较大,占用空间较多。


技术实现要素:

3.本发明旨在解决上述技术问题的至少之一。
4.为此,本发明的第一目的在于提供一种制冷设备。
5.本发明的第二目的在于提供一种制冷设备的控制方法。
6.本发明的第三目的在于提供一种制冷设备的控制装置。
7.本发明的第四目的在于提供一种计算机可读存储介质。
8.为实现本发明的第一目的,本发明的实施例提供了一种制冷设备,包括:第一换热介质;第二换热介质;制冷设备本体;固态相变介质,设于制冷设备本体中;施压组件,适于在卸压状态和施压状态之间切换;第一换热装置,适于通过第一换热介质与固态相变介质进行热量交换;第二换热装置,适于通过第二换热介质与固态相变介质进行冷量交换;其中,施压组件在施压状态下向固态相变介质施加压力,以使得固态相变介质放热,施压组件在卸压状态下停止向固态相变介质施加压力,以使得固态相变介质吸热。
9.本实施例采用固态相变介质进行制冷并实现对储藏物的低温储藏,相比于采用循环制冷剂进行制冷的相关技术,本实施例不需要为制冷设备设置体积庞大的蒸发器、冷凝器和压缩机等部件。因此,本实施例的制冷设备体积小巧、重量较轻、能够节约占用空间。此外,由于本实施例的制冷设备不需要采用复杂的焊接工艺实现制冷剂循环管路与各个制冷部件之间的相互连接,因此,本实施例的制冷设备制造工艺简单、结构稳定。还需要说明的是,本实施例的制冷设备不需要通过压缩机对制冷剂进行压缩,因此,本实施例的制冷设备能够避免压缩机工作导致的振动和噪音问题,由此提高了消费者的使用体验。此外,本实施例中,第一换热介质能够带走固态相变介质因在施压状态下放热而产生的热量,并通过第一换热装置使得固态相变介质散发的热量散出。第二换热介质能够带走固态相变介质因在卸压状态下制冷而产生的冷量,并通过第二换热装置使得固态相变介质散发的冷量散出。由此,本实施例能保证固态相变介质的制冷效果,并提高其散热性能和效率。
10.另外,本发明上述实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征:
11.上述任一技术方案中,制冷设备本体包括:壳体;制冷间室,设于壳体之内;其中,第一换热装置设于壳体之外,以向壳体的外部空间散发热量,第二换热装置设于壳体之内,以向制冷间室散发冷量。
12.本实施例将第一换热装置设于壳体的外部,以保证其能够将来自固态相变介质的
热量进行快速有效发散,并且保证制冷间室不受到第一换热装置温度变化的影响,从而保证制冷间室之中的制冷效果。本实施例将第二换热装置设于壳体的内部,以实现对制冷间室的有效供冷。
13.上述任一技术方案中,施压组件包括:动力部;施压部;其中,施压部在动力部的驱动下向固态相变介质施加压力。
14.本实施例通过动力部驱动施压部向固态相变介质施加压力,以保证施压组件能够均匀而稳定地向固态相变介质施力,从而保证固态相变介质的散热效果。
15.上述任一技术方案中,制冷设备还包括:气流驱动装置;其中,气流驱动装置适于驱动气体流动,以对来自固态相变介质的冷量进行输送。
16.本实施例通过气流驱动装置实现对来自固态相变介质的冷量的输送。气流驱动装置可以将来自固态相变介质的冷量均匀地输送至制冷设备之中的各个位置。
17.上述任一技术方案中,制冷设备本体包括:制冷间室;气体流动通道,适于与制冷间室连通;其中,气流驱动装置设于气体流动通道之中,固态相变介质设于制冷设备本体之外。
18.气流驱动装置可以将来自固态相变介质的冷量均匀地输送至制冷设备之中的各个位置。固态相变介质设置在制冷设备本体之外以避免其在放热时产生的热量对制冷间室造成干扰和影响。
19.上述任一技术方案中,制冷设备还包括:出风口;回风口;其中,气流驱动装置驱动气体流动通道中的气体由出风口进入制冷间室,和/或气流驱动装置驱动制冷间室中的气体由回风口进入气体流动通道。
20.气流驱动装置与出风口和回风口相互配合,可以将来自固态相变介质的冷量均匀地输送至制冷设备之中的各个位置,从而提高制冷设备之中储藏物的制冷均匀程度,并保证制冷设备之中的各个位置均具有理想的制冷效果。
21.上述任一技术方案中,第一换热介质在固态相变介质中蒸发以吸收热量,并在第一换热装置冷凝以释放热量;第二换热介质在第二换热装置中蒸发以吸收热量,并在固态相变介质中冷凝以释放热量。
22.本实施例分别利用第一换热介质和第二换热介质的气液可逆相变实现热冷和冷量的传递,本实施例的制冷设备的结构简单、体积小巧,并且换热效率高。
23.上述任一技术方案中,第一换热装置设于固态相变介质的上部位置,第二换热装置设于固态相变介质的下部位置。
24.本实施例通过对固态相变介质、第一换热装置和第二换热装置的位置关系进行合理设置,使得第一换热介质和第二换热介质可分别在重力作用下自行循环流动。本实施例不需要设置额外的动力装置或驱动装置,即可使得第一换热介质在固态相变介质和第一换热装置之间有效循环,并可使得第二换热介质在固态相变介质和第二换热装置之间有效循环。因此,本实施例进一步提高固态相变介质的散热和制冷性能,并进一步简化了制冷设备的部件组成,降低制冷设备的体积和占用空间。
25.上述任一技术方案中,第一换热介质包括以下之一:水、r600a制冷剂、r134a制冷剂;和/或第二换热介质包括以下之一:水、r600a制冷剂、r134a制冷剂。
26.本实施例的上述换热介质均可实现可逆的气液相变,并且其蒸发和冷凝的温度条
件和压力条件均易于实现且易于控制。
27.上述任一技术方案中,第一换热介质在固态相变介质中的蒸发温度大于或等于35摄氏度,第一换热介质在第一换热装置中的冷凝温度小于或等于32摄氏度;和/或第二换热介质在第二换热装置中的蒸发温度大于或等于-18摄氏度,第二换热介质在固态相变介质中的冷凝温度小于或等于-24摄氏度。
28.上述参数设置可使得第一换热介质和第二换热介质的蒸发温度以及冷凝温度更加合乎例如冰箱或冷柜的制冷设备的相应要求和使用环境。
29.上述技术方案中,制冷设备还包括:第一换热介质循环管路;第二换热介质循环管路;其中,第一换热介质经由第一换热介质循环管路在固态相变介质和第一换热装置之间循环,以将来自固态相变介质的热量输送至第一换热装置,第二换热介质经由第二换热介质循环管路在固态相变介质和第二换热装置之间循环,以将来自固态相变介质的冷量输送至第二换热装置。
30.本实施例通过循环的第一换热介质和第二换热介质实现固态相变介质分别与第一换热装置之间的热量交换和固态相变介质与第二换热装置之间的冷量交换。上述冷热交换的方式换热效率高,结构简单,易于控制,成本低廉。
31.上述任一技术方案中,第一换热介质包括水,第一换热介质循环管路内的压力为4.75千帕至5.62千帕;和/或第二换热介质包括r134a制冷剂,第二换热介质循环管路内的压力为111.6千帕至144.8千帕。
32.本实施例通过对管路压力进行控制,可保证第一换热介质和第二换热介质分别在适宜的温度条件下蒸发和冷凝。
33.为实现本发明的第二目的,本发明的实施例提供了一种制冷设备的控制方法,适于控制如本发明任一实施例的制冷设备,制冷设备的控制方法包括以下步骤:响应于制冷指令,控制施压组件切换至卸压状态,以使得固态相变介质吸热,并控制第二换热介质循环流动,以使得固态相变介质与第二换热装置进行冷量交换;和/或响应于停止制冷指令,控制施压组件切换至施压状态,以使得固态相变介质放热并控制第一换热介质循环流动,以使得固态相变介质与第一换热装置进行热量交换。
34.本发明实施例的制冷设备的控制方法适于控制如本发明任一实施例的制冷设备,因此其具有如本发明任一实施例的制冷设备的全部有益效果,在此不再赘述。
35.上述技术方案中,制冷设备的控制方法还包括以下步骤:响应于首次上电指令,控制施压组件切换至施压状态,以使得固态相变介质放热,并控制第一换热介质循环流动,以使得固态相变介质与第一换热装置进行热量交换;判定施压组件在施压状态下的持续施压时间达到施压时间阈值,控制施压组件切换至卸压状态,以使得固态相变介质吸热,并控制第二换热介质循环流动,以使得固态相变介质与第二换热装置进行冷量交换。
36.本发明实施例的制冷设备的控制方法在制冷设备首次上电时首先进行放热,随后使得制冷设备在制冷状态和放热状态之间往复交替,以保证制冷效果。
37.上述任一技术方案中,制冷设备还包括气流驱动装置,制冷设备的控制方法还包括以下步骤:响应于制冷指令,控制气流驱动装置开启,以对来自固态相变介质的冷量进行输送。
38.本实施例在制冷状态下采用气流驱动装置将来自固态相变介质的冷量均匀地输
送至制冷设备之中的各个位置,以保证固态相变介质的制冷效果。
39.为实现本发明的第三目的,本发明的实施例提供了一种控制装置,包括:存储器,存储有计算机程序;处理器,执行计算机程序;其中,处理器在执行计算机程序时,实现如本发明任一实施例的制冷设备的控制方法的步骤。
40.本发明实施例的控制装置实现如本发明任一实施例的制冷设备的控制方法的步骤,因此其具有如本发明任一实施例的制冷设备的控制方法的全部有益效果,在此不再赘述。
41.为实现本发明的第四目的,本发明的实施例提供了一种计算机可读存储介质,包括:计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序被执行时,实现如本发明任一实施例的制冷设备的控制方法的步骤。
42.本发明实施例的计算机可读存储介质实现如本发明任一实施例的制冷设备的控制方法的步骤,因此其具有如本发明任一实施例的制冷设备的控制方法的全部有益效果,在此不再赘述。
43.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
44.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
45.图1为本发明一些实施例的制冷设备的换热介质循环方式示意图;
46.图2为本发明一些实施例的制冷设备的结构示意图;
47.图3为本发明一些实施例的固态相变介质沿俯视方向的结构示意图;
48.图4为本发明一些实施例的固态相变介质沿主视方向的结构示意图;
49.图5为本发明一些实施例的施压组件与固态相变介质的配合方式示意图;
50.图6为本发明一些实施例的制冷设备的控制方法的第一步骤流程图;
51.图7为本发明一些实施例的制冷设备的控制方法的第二步骤流程图;
52.图8为本发明一些实施例的制冷设备的控制装置的系统组成示意图。
53.其中,图1至图8中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
54.100:制冷设备,110:制冷设备本体,112:制冷间室,114:气体流动通道,116:壳体,118:门体,120:固态相变介质,132:第一换热装置,134:第二换热装置,140:施压组件,142:动力部,144:施压部,150:气流驱动装置,152:出风口,154:回风口,156:第一侧壁,158:第二侧壁,160:第一换热介质循环管路,170:第二换热介质循环管路,200:控制装置,210:存储器,220:处理器。
具体实施方式
55.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
56.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可
以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
57.下面参照图1至图8描述本发明一些实施例的制冷设备100、制冷设备的控制方法、制冷设备的控制装置200和计算机可读存储介质。
58.相关技术中的制冷设备通常设有制冷剂循环系统,制冷剂循环系统包括制冷剂循环管路、蒸发器、冷凝器、压缩机和相关的节流以及控制元件。其中,制冷剂在制冷剂循环管路之中流动,以在蒸发器、冷凝器和压缩机之间进行往复循环,并由此实现制冷。
59.相关技术中的上述制冷设备存在的问题是,由于制冷设备中设有包括制冷剂循环管路、蒸发器、冷凝器和压缩机的多个制冷部件,因此其体积庞大,占用空间较多。因此,为了降低制冷设备的体积,节约其占用空间,提升其用户体验,本发明的实施例提供了以下的制冷设备100、制冷设备的控制方法、制冷设备的控制装置200和计算机可读存储介质。
60.实施例1:
61.如图1和图2所示,本实施例提供了一种制冷设备100,包括:第一换热介质、第二换热介质、制冷设备本体110、固态相变介质120、施压组件140、第一换热装置132和第二换热装置134。固态相变介质120设于制冷设备本体110中。施压组件140适于在卸压状态和施压状态之间切换。第一换热装置132适于通过第一换热介质与固态相变介质120进行热量交换。第二换热装置134适于通过第二换热介质与固态相变介质120进行冷量交换。其中,施压组件140在施压状态下向固态相变介质120施加压力,以使得固态相变介质120放热,施压组件140在卸压状态下停止向固态相变介质120施加压力,以使得固态相变介质120吸热,第一换热装置132适于与固态相变介质120进行热量交换,第二换热装置134适于与固态相变介质120进行冷量交换。
62.在本实施例的一部分实施方式中,第一换热装置132和第二换热装置134的至少一部分可直接伸入固态相变介质120,以与固态相变介质120进行接触式换热。在本实施例的另一部分实施方式中,固态相变介质120设于壳体或保护罩之中,第一换热装置132和第二换热装置134的至少一部分与壳体或保护罩接触,并进行热量或冷量交换。
63.本实施例的制冷设备100具体可为冰箱、冷柜或冷藏陈列柜。制冷设备本体110包括适于保温隔热的壳体116。壳体116之内设有一个或多个的制冷间室112,制冷间室112用于对储藏物进行容纳和低温储藏。壳体116之上设有门体118。使用者打开门体118以取放储藏物,关闭门体118以使得制冷间室112与外部空间隔绝。
64.如图1和图2所示,本实施例的制冷设备100通过固态相变介质120实现制冷。固态相变介质120与换热装置进行冷量或热量的交换,换热装置具体包括第一换热装置132和第二换热装置134。固态相变介质120因制冷而产生的冷量由第二换热装置134进行散发,固态相变介质120因放热而产生的热量通过第一换热装置132进行发散。
65.本实施例的固态相变介质120与施压组件140相互配合,以实现制冷功能。具体而言,本实施例的固态相变介质120可在受到压力作用时发生可逆相变,并在相变过程中相应地吸收或散发热量。其中,施压组件140在施压状态向固态相变介质120施加压力,固态相变介质120在受到压力时释放其存蓄的热量并且温度降低。施压组件140在卸压状态下停止向固态相变介质120施加压力,施加于固态相变介质120的压力卸去后,其释放存蓄的冷量,以对制冷设备100之中的储藏物实施制冷。
66.相变材料(英文名称:phase change material,英文简称:pcm)是指可通过物理性质的转变而吸收或释放热量的材料。比如:水作为典型的相变材料,可应用于水冷空调等制冷设备之中,其在凝固过程中存储冷量,并在融化过程中释放冷量。再比如,石蜡亦是较为典型的相变蓄热材料,其在制冷设备中具有广泛的应用前景。
67.与相关技术中的上述相变材料相比,本实施例的其中一个不同之处是,本实施例的相变制冷介质为固态相变介质120,其在相变过程中始终保持固态。由此,本实施例能够通过换热装置直接与固态相变介质120进行冷量交换或热量交换。并且,由于本实施例的固态相变介质120在相变过程中保持固态,因此其结构简单,不仅便于加工制造,亦便于安装和装配。
68.需要说明的是,本实施例的固态相变介质120的具体种类可由本领域技术人员根据实际需要进行选择。
69.举例而言,本实施例的固态相变介质120具体可为塑晶材料(英文名称:plastic crystal material),其分子或结构单元的取向在有序和无序两种状态之间进行转换,以实现可与融化过程相比的熵变或焓变。施压组件140通过施加较小的压力即可诱发例如塑晶材料的固态相变介质120产出巨大的压卡效应,从而使得固态相变介质120释放热量和散热。在本实施例的部分实施方式中,固态相变介质120具体为新戊二醇(化学式:(ch3)2c(ch2oh)2)。
70.再次举例而言,本实施例的固态相变介质120具体可为形状记忆合金。形状记忆合金在受到来自施压组件140的压力后释放热量,并在施压组件140卸力之后释放冷量。在本实施例的部分实施方式中,固态相变介质120具体为以下至少之一或其组合:镍钛合金、铁钴合金、铁钴镍合金、铁钯合金、镍钴合金。
71.本实施例采用固态相变介质120进行制冷并实现对储藏物的低温储藏,相比于采用循环制冷剂进行制冷的相关技术,本实施例不需要为制冷设备设置体积庞大的蒸发器、冷凝器和压缩机等部件。因此,本实施例的制冷设备100体积小巧、重量较轻、能够节约占用空间。此外,由于本实施例的制冷设备100不需要采用复杂的焊接工艺实现制冷剂循环管路与各个制冷部件之间的相互连接,因此,本实施例的制冷设备100制造工艺简单、结构稳定、成本较低并且生产效率较高。还需要说明的是,本实施例的制冷设备100不需要通过压缩机对制冷剂进行压缩,因此,本实施例的制冷设备100能够避免压缩机工作导致的振动和噪音问题,由此提高了消费者的使用体验。
72.本实施例的换热装置包括第一换热装置132和第二换热装置134。其中,第一换热装置132用于对固态相变介质120因受到压力而产生的热量进行放热,第二换热装置134用于对固态相变介质120因未受到压力而产生的冷量进行输送。第一换热装置132和第二换热装置134分别可为翅片散热器、管板散热器、吹胀换热器等能快速散热的换热装置。
73.本实施例的固态相变介质120在制冷和放热时始终处于固态,其位置和形状保持不变,并且不产生流动和循环。因此,为了促进固态相变介质120的冷量和热量的快速发散,本实施例采用第一换热介质在第一换热装置132与固态相变介质120之间循环,以进行热量交换,并采用第二换热介质在第二换热装置134与固态相变介质120之间循环,以进行冷量交换。由此,本实施例能够使得固态相变介质120在放热时产生的热量被快速散出,并能够使得固态相变介质120在制冷时产生的冷量被有效地输送。因此,本实施例能够提高固态相
变介质120的散热效率和制冷效果。
74.此外,还需要说明的是,本实施例的第一换热介质和第二换热介质分别在循环过程中发送可逆相变。本实施例的相变是指物质的物理性能发生转变或变化的现象,比如蒸发、凝结、升华或凝固等。本实施例中,第一换热介质和第二换热介质分别在两种状态之间进行可逆地往复变化,以不断地重复吸热和放热的过程。
75.本实施例利用第一换热介质的可逆相变属性,使得第一换热介质在固态相变介质120中相变吸热,并在第一换热装置132中相变放热,由此,第一换热介质能够带走固态相变介质120因在施压状态下放热而产生的热量,并通过第一换热装置132使得固态相变介质120散发的热量散出。第二换热介质能够带走固态相变介质120因在卸压状态下制冷而产生的冷量,并通过第二换热装置134使得固态相变介质120散发的冷量散出。由此,本实施例能保证固态相变介质120的制冷效果,并提高其散热性能和效率。
76.实施例2:
77.如图2所示,本实施例提供了一种制冷设备100,除上述实施例1的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
78.制冷设备本体110包括:壳体116和制冷间室112。制冷间室112设于壳体116之内。其中,第一换热装置132设于壳体116之外,以向壳体116的外部空间散发热量,第二换热装置134设于壳体116之内,以向制冷间室112散发冷量。
79.本实施例将第一换热装置132设于壳体116的外部,以保证其能够将来自固态相变介质120的热量进行快速有效发散,并且保证制冷间室112不受到第一换热装置132温度变化的影响,从而保证制冷间室112之中的制冷效果。本实施例将第二换热装置134设于壳体116的内部,以实现对制冷间室112的有效供冷。
80.实施例3:
81.如图5所示,本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
82.施压组件140包括:动力部142和施压部144。其中,施压部144在动力部142的驱动下向固态相变介质120施加压力。
83.本实施例的动力部142为施压部144提供动力,动力部142具体可为电机、液压油缸、气缸等驱动装置。施压部144可具有板状结构,其在动力部142的驱动下靠近和挤压固态相变介质120,以对固态相变介质120施加压力。施压部144的数量可为一个或多个,其可设置在固态相变介质120的一侧,亦可设置在固态相变介质120的相对两侧,还可由固态相变介质120的多个侧面向固态相变介质120实施挤压。
84.本实施例通过动力部142驱动施压部144向固态相变介质120施加压力,以保证施压组件140能够均匀而稳定地向固态相变介质120施力,从而保证固态相变介质120的散热效果。
85.实施例4:
86.如图2所示,本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
87.制冷设备100还包括:气流驱动装置150。其中,气流驱动装置150适于驱动气体流动,以对来自固态相变介质120的冷量进行输送。
88.本实施例的气流驱动装置150具体可为风机或风轮,其在电力驱动下旋转,以驱动制冷设备100之中的气体流动,并由此对来自固态相变介质120的冷量进行输送。
89.当固态相变介质120在无压力施加的状态下,其实现制冷功能,此时,设于固态相变介质120附近的气流驱动装置150旋转,以将来自固态相变介质120的冷量输送至制冷设备100之中放置有储藏物的各个位置或各个冷藏以及冷冻间室之中。当固态相变介质120在有压力施加的状态下,其不再实现制冷功能,而是将在实施制冷时积蓄的热量进行发散并降温蓄冷。此时,设于固态相变介质120附近的气流驱动装置150停止工作,以降低噪音和能耗。
90.本实施例通过气流驱动装置150实现对来自固态相变介质120的冷量的输送。气流驱动装置150可以将来自固态相变介质120的冷量均匀地输送至制冷设备100之中的各个位置。
91.实施例5:
92.如图2所示,本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
93.制冷设备本体110包括:制冷间室112和气体流动通道114。气体流动通道114适于与制冷间室112连通。其中,气流驱动装置150设于气体流动通道114之中,固态相变介质120设于制冷设备本体110之外。
94.本实施例中,气流驱动装置150设于气体流动通道114之中,以驱动气流在气体流动通道114和制冷间室112之间循环流动。固态相变介质120设置在制冷设备本体110之外。换言之,本实施例的制冷设备100为一种固态相变制冷和风冷结合的制冷设备,来自固态相变介质120的冷量通过风力被经由气体流动通道114进行输送。
95.气流驱动装置150可以将来自固态相变介质120的冷量均匀地输送至制冷设备100之中的各个位置。固态相变介质120设置在制冷设备本体110之外以避免其在放热时产生的热量对制冷间室112造成干扰和影响。
96.实施例6:
97.如图2所示,本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
98.制冷设备100还包括:出风口152和回风口154。其中,气流驱动装置150驱动气体流动通道114中的气体由出风口152进入制冷间室112,和/或气流驱动装置150驱动制冷间室112中的气体由回风口154进入气体流动通道114。
99.具体而言,制冷设备本体110的壳体116内部设有一个或多个的制冷间室112,制冷间室112之上设有出风口152和回风口154,气体流动通道114通过出风口152和回风口154,分别与各个制冷间室112相互连通。制冷设备本体110之中设有相对设置的第一侧壁156和第二侧壁158,第一侧壁156和第二侧壁158之间共同包围限定出气体流动通道114。气流驱动装置150设于气体流动通道114,以驱动气流在气体流动通道114和制冷间室112之间循环流动。
100.气流驱动装置150与出风口152和回风口154相互配合,可以将来自固态相变介质120的冷量均匀地输送至制冷设备100之中的各个位置,从而提高制冷设备100之中储藏物的制冷均匀程度,并保证制冷设备100之中的各个位置均具有理想的制冷效果。
101.实施例7:
102.本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
103.第一换热介质在固态相变介质120中蒸发以吸收热量,并在第一换热装置132冷凝以释放热量。第二换热介质在第二换热装置134中蒸发以吸收热量,并在固态相变介质120中冷凝以释放热量。
104.本实施例中,第一换热介质的可逆相变和第二换热介质的可逆相变分别为气液相变。换言之,第一换热介质在流经固态相变介质120的位置时,其吸收来自固态相变介质120的热量,并由液态蒸发为气态,第一换热介质在流经第一换热装置132的位置时,其释放来自固态相变介质120的热量,并由气态液态冷凝为液态。随后,离开第一换热装置132的液态第一换热介质再次流经固态相变介质120的位置,并重复上述的蒸发和冷凝过程,以不断地将来自固态相变介质120的热量输送至第一换热装置132处。同理,第二换热介质在流经固态相变介质120的位置时,其吸收来自固态相变介质120的冷量,并由气态液态冷凝为液态,第一换热介质在流经第二换热装置134的位置时,其释放来自固态相变介质120的冷量,并由液态蒸发为气态。随后,离开第二换热装置134的气态第二换热介质再次流经固态相变介质120的位置,并重复上述的冷凝和蒸发过程,以不断地将来自固态相变介质120的冷量输送至第一换热装置132处。
105.本实施例分别利用第一换热介质和第二换热介质的气液可逆相变实现热冷和冷量的传递,本实施例的制冷设备100的结构简单、体积小巧,并且换热效率高。
106.实施例8:
107.如图2所示,本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
108.第一换热装置132设于固态相变介质120的上部位置,第二换热装置134设于固态相变介质120的下部位置。
109.本实施例的目的在于进一步提高固态相变介质120的散热和制冷性能,并进一步降低制冷设备100的体积和占用空间。本实施例中,第一换热介质和第二换热介质分别通过可逆的气液相变实现热量和冷量的输送发散。其中,第一换热介质在固态相变介质120之中蒸发吸热,由于第一换热装置132设于固态相变介质120的上部位置,因此,蒸发为气态的第一换热介质可直接自下而上地沿第一换热介质循环管路160流动进入第一换热装置132,并在第一换热装置132之中放热冷凝,冷凝为液态的第一换热介质则可在重力作用下直接自上而下地沿第一换热介质循环管路160流动回到进入固态相变介质120的位置。同理,第二换热介质在固态相变介质120之中冷凝放热,由于第二换热装置134设于固态相变介质120的下部位置,因此,冷凝为液态的第二换热介质可直接自上而下地沿第二换热介质循环管路170流动进入第二换热装置134,并在第二换热装置134之中蒸发吸热,蒸发为气态的第二换热介质则可在重力作用下直接自下而上地沿第二换热介质循环管路170流动回到进入固态相变介质120的位置。
110.综上,本实施例通过对固态相变介质120、第一换热装置132和第二换热装置134的位置关系进行合理设置,使得第一换热介质和第二换热介质可分别在重力作用下自行循环流动。本实施例不需要设置额外的动力装置或驱动装置,即可使得第一换热介质在固态相
变介质120和第一换热装置132之间有效循环,并可使得第二换热介质在固态相变介质120和第二换热装置134之间有效循环。因此,本实施例进一步提高固态相变介质120的散热和制冷性能,并进一步简化了制冷设备100的部件组成,降低制冷设备100的体积和占用空间。
111.实施例9:
112.本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
113.第一换热介质包括以下之一:水、r600a制冷剂、r134a制冷剂。和/或第二换热介质包括以下之一:水、r600a制冷剂、r134a制冷剂。
114.本实施例的上述换热介质均可实现可逆的气液相变,并且其蒸发和冷凝的温度条件和压力条件均易于实现且易于控制。
115.实施例10:
116.本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
117.第一换热介质在固态相变介质120中的蒸发温度大于或等于35摄氏度,第一换热介质在第一换热装置132中的冷凝温度小于或等于32摄氏度。和/或第二换热介质在第二换热装置134中的蒸发温度大于或等于-18摄氏度,第二换热介质在固态相变介质120中的冷凝温度小于或等于-24摄氏度。
118.上述参数设置可使得第一换热介质和第二换热介质的蒸发温度以及冷凝温度更加合乎例如冰箱或冷柜的制冷设备100的相应要求和使用环境。其中,将第一换热介质在固态相变介质120之中的蒸发温度设置为超过35摄氏度,可保证第一换热介质在固态相变介质120之中充分吸收因固态相变介质120处于施压状态而产生的热量。将第二换热介质在固态相变介质120之中的冷凝温度设置为不超过-24摄氏度,可保证第二换热介质在固态相变介质120之中充分吸收因固态相变介质120处于卸压状态而产生的冷量。同理,本实施例将第一换热介质在第一换热装置132中的冷凝温度和第二换热介质在第二换热装置134中的蒸发温度分别设置为不超过32摄氏度和超过-18摄氏度,以保证第一换热装置132能对来自固态相变介质120的热量充分发散,并且第二换热装置134能采用来自固态相变介质120的冷量有效制冷。
119.实施例11:
120.如图3和图4所示,本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
121.制冷设备100还包括:第一换热介质循环管路160和第二换热介质循环管路170。其中,第一换热介质经由第一换热介质循环管路160在固态相变介质120和第一换热装置132之间循环,以将来自固态相变介质120的热量输送至第一换热装置132,第二换热介质经由第二换热介质循环管路170在固态相变介质120和第二换热装置134之间循环,以将来自固态相变介质120的冷量输送至第二换热装置134。
122.本实施例中,循环于第一换热介质循环管路160之中的第一散热介质和循环于第二换热介质循环管路170之中的第二换热介质可为相同种类的换热介质,亦可为不同种类的换热介质。第一换热介质循环管路160和第二换热介质循环管路170的数量分别可为一根或多根。第一换热介质在第一换热介质循环管路160之中循环流动以不断带走固态相变介
质120在放热状态下产生的热量,第二换热介质在第二换热介质循环管路170之中循环流动以不断带走固态相变介质120在制冷状态下产生的冷量。
123.本实施例通过循环的第一换热介质和第二换热介质实现固态相变介质120分别与第一换热装置132之间的热量交换和固态相变介质120与第二换热装置134之间的冷量交换。上述冷热交换的方式换热效率高,结构简单,易于控制,成本低廉。
124.实施例12:
125.本实施例提供了一种制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
126.第一换热介质包括水,第一换热介质循环管路160内的压力为4.75千帕至5.62千帕。和/或第二换热介质包括r134a制冷剂,第二换热介质循环管路170内的压力为111.6千帕至144.8千帕。
127.本实施例中,水的比热容较大并且其蒸发和冷凝过程易于控制,因此,本实施例采用水作为第一换热介质。其中,为了使得水能够在大于或等于35摄氏度的温度条件下进行蒸发,并在小于或等于32摄氏度的温度条件下进行冷凝本实施例将第一换热介质循环管路160之内的压力控制为4.75千帕至5.62千帕。相应地,当采用r134a制冷剂作为第二换热介质时,为了使得r134a制冷剂能够在大于或等于-18摄氏度的温度条件下进行蒸发,并在小于或等于-24摄氏度的温度条件下进行冷凝本实施例将第二换热介质循环管路170之内的压力控制为111.6千帕至144.8千帕。
128.实施例13:
129.如图6所示,本实施例提供了一种制冷设备的控制方法,适于控制如本发明任一实施例的制冷设备100,制冷设备的控制方法包括以下步骤:
130.步骤s102,响应于制冷指令,控制施压组件切换至卸压状态,以使得固态相变介质吸热,并控制第二换热介质循环流动,以使得固态相变介质与第二换热装置进行冷量交换;和/或
131.步骤s104,响应于停止制冷指令,控制施压组件切换至施压状态,以使得固态相变介质放热并控制第一换热介质循环流动,以使得固态相变介质与第一换热装置进行热量交换。
132.本实施例用于对如本发明任一实施例的制冷设备100进行相应地控制。其中,当需要制冷设备100实现制冷功能,则本实施例控制施压组件140卸去正在向固态相变介质120施加的压力,以使得固态相变介质120在无应力的状态下相变制冷并与第二换热装置134进行冷量交换。当在制冷设备100完成或实现了制冷目标后,则本实施例控制施压组件140重新向正固态相变介质120施加压力,以使得固态相变介质120在有应力的状态下相变放热并与第一换热装置132进行热量交换。由此,本实施例理由固态相变介质120的可逆相变过程实现对储藏物的低温储藏。
133.实施例14:
134.如图7所示,本实施例提供了一种制冷设备的控制方法,适于控制如本发明任一实施例的制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
135.制冷设备的控制方法包括以下步骤:
136.步骤s202,响应于首次上电指令,控制施压组件切换至施压状态,以使得固态相变介质放热,并控制第一换热介质循环流动,以使得固态相变介质与第一换热装置进行热量交换;
137.步骤s204,判定施压组件在施压状态下的持续施压时间达到施压时间阈值,控制施压组件切换至卸压状态,以使得固态相变介质吸热,并控制第二换热介质循环流动,以使得固态相变介质与第二换热装置进行冷量交换。
138.需要说明的是,本实施例的施压时间阈值可由本领域技术人员根据实际需要进行选择和调整,比如,可将施压时间阈值设置为10分钟,或30分钟,或1小时等。
139.例如冰箱的制冷设备100在首次上电时,需要使得包括固态相变介质120的制冷系统处于放热状态。此时,施压组件140对固态相变介质120施加压力,并可采用第一换热装置132将固态相变介质120散发的热量送到室外空间。当制冷设备100在放热状态下运行的时间达到了一定时间,即:施压时间阈值,则施压组件140对固态相变介质120卸去压力,并可采用第一换热装置132将固态相变介质120散发的冷量送到制冷间室112。随后,当固态相变介质120的温度与制冷间室112的温度接近时,则停止制冷并重新切换为放热状态,并由此往复循环。
140.实施例15:
141.本实施例提供了一种制冷设备的控制方法,适于控制如本发明任一实施例的制冷设备100,除上述任一实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
142.制冷设备100还包括气流驱动装置150,制冷设备的控制方法还包括以下步骤:响应于制冷指令,控制气流驱动装置150开启,以对来自固态相变介质120的冷量进行输送。
143.本实施例在制冷状态下采用气流驱动装置150将来自固态相变介质120的冷量均匀地输送至制冷设备100之中的各个位置,以保证固态相变介质120的制冷效果。
144.实施例16:
145.如图8所示,本实施例提供了一种制冷设备的控制装置200,包括:存储器210和处理器220。存储器210存储有计算机程序。处理器220执行计算机程序。其中,处理器220在执行计算机程序时,实现如本发明任一实施例的制冷设备的控制方法的步骤。
146.实施例17:
147.本实施例提供了一种计算机可读存储介质,包括:计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序被执行时,实现如本发明任一实施例的制冷设备的控制方法的步骤。
148.具体实施例
149.本实施例提供了一种制冷设备100和制冷设备的控制方法。本实施例的制冷设备100具体为冰箱。
150.相关技术中的冰箱通常采用的制冷方式为蒸汽压缩制冷,这种制冷方式可以实现间室的不同温区的分别制冷,但是这种制冷方式往往需要压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置这些基本的制冷部件来实现制冷,这些部件需要占用一定的空间,同时将这些部件相互连接又需要例如焊接的相关工艺的有效支持。同时,这种制冷方式由于压缩机的震动也会带来一些噪声的问题。因此,相关技术中的冰箱通常体积庞大,占用空间多,移动不便,噪音和振动问题明显,并在结构和工艺复杂。
151.为解决上述问题的至少之一,本实施例对制冷部件进行了改进,以提供一种既能
够高效换热,有可以减去压缩机、节流装置所占用的空间,并且不需要焊接即能实现稳定可靠装配,同时解决噪声稳定的制冷设备100。
152.如图1和图2所示,本实施例的制冷设备100包括制冷设备本体110、固态相变介质120、第一换热装置132、第二换热装置134、施压组件140、气流驱动装置150、第一换热介质循环管路160和第二换热介质循环管路170。其中,第一换热介质循环管路160之中设有可在固态相变介质120和第一换热装置132之间循环的第一换热介质。第二换热介质循环管路170之中设有可在固态相变介质120和第二换热装置134之间循环的第二换热介质。
153.第一换热介质在固态相变介质120中蒸发以吸收热量,并在第一换热装置132冷凝以释放热量。第二换热介质在第二换热装置134中蒸发以吸收热量,并在固态相变介质120中冷凝以释放热量。第一换热装置132设于固态相变介质120的上部位置,第二换热装置134设于固态相变介质120的下部位置。
154.制冷设备本体110包括适于保温隔热的壳体116和设于壳体116之上的门体118。壳体116之内设有一个或多个的制冷间室112,使用者打开门体118以取放储藏物,关闭门体118以使得制冷间室112与外部空间隔绝。
155.制冷设备本体110还包括相对设置的第一侧壁156和第二侧壁158。第一侧壁156和第二侧壁158之间共同包围限定出气体流动通道114。气流驱动装置150设于气体流动通道114之中。第二侧壁158之上设有出风口152和回风口154。
156.施压组件140提供压力并作用于固态相变介质120。施压组件140包括:动力部142和施压部144。其中,施压部144在动力部142的驱动下向固态相变介质120施加压力。当制冷间室112不请求制冷时,施压组件140对固态相变介质120施压,当制冷间室112请求制冷时,施压组件140对固态相变介质120卸压。
157.在本实施例的部分实施方式中,第一换热介质和第二换热介质的循环方式如下。
158.当固态相变介质120由于受压产生热量时,第一换热介质在流经固态相变介质120的位置处吸收热量开始蒸发,由于蒸发产生的气体自下而上地沿第一换热介质循环管路160向上流动,当气态的第一换热介质上升到第一换热装置132处后,第一换热介质通过第一换热装置132进行散热并逐渐冷凝,第一换热介质释放热量并冷凝为液态后,由于液化产生液体的自重力使得第一换热介质自然地向下流动,以完成第一换热介质的散热循环,第一换热介质的流动方向如图2所示。为了使第一换热介质能够在一定的温度范围产生相变,本实施例需要在第一换热介质循环管路160中调整管内压力,以使得第一换热介质能够在第一换热装置132处冷凝并在固态相变介质120处进行蒸发。更进一步地,为了合乎冰箱使用环境,本实施例将第一换热介质的冷凝温度设置为小于或等于32摄氏度,并将蒸发温度设置为大于或等于35摄氏度。以第一换热介质为水为例,本实施例调整第一换热介质循环管路160的管内压力范围为4.75千帕至5.62千帕,此时水的冷凝温度被调整为32摄氏度以下,蒸发温度被调整为35摄氏度以上。本实施例的第一换热介质具体可为水、或例如r600a以及r134a的其它制冷剂。
159.当固态相变介质120由于卸压产生冷量时,第二换热介质在流经固态相变介质120的位置处吸收冷量开始冷凝,由于冷凝产生的液体在自身重力作用下能够沿第二换热介质循环管路170向下流动,当第二换热介质下降到第二换热装置134处后,第二换热介质通过第二换热装置134进行散冷并蒸发,此时第二换热介质吸收热量释放冷量并蒸发为气态,由
于气化产生的蒸发气体自然地向上流动,以完成第二换热介质的散冷循环,第二换热介质的流动方向如图2所示。为了使第二换热介质能够在一定的温度范围产生相变,本实施例需要在第二换热介质循环管路170中调整管内压力,以使得第二换热介质能够固态相变介质120处冷凝,并在第二换热介质循环管路170向下流动,当第二换热介质下降到第二换热装置134处后,第二换热介质进行蒸发。更进一步地,为了合乎冰箱使用环境,本实施例需要在第二换热介质循环管路170中调整管内压力,以使得第二换热介质能够在第二换热装置134处蒸发并在固态相变介质120处进行冷凝。更进一步地,为了合乎冰箱使用环境,实施例将第二换热介质的冷凝温度设置为小于或等于-24摄氏度,并将蒸发温度设置为大于或等于-18摄氏度。以第二换热介质为r134a制冷剂为例,本实施例调整第二换热介质循环管路170的管内压力范围为111.6千帕至144.8千帕,此时r134a制冷剂的冷凝温度被调整为-24摄氏度以下,蒸发温度被调整为-18摄氏度以上。本实施例的第二换热介质具体可为水、或例如r600a以及r134a的其它制冷剂。气流驱动装置150的作用为第二换热装置134表面的冷量传递到制冷间室112内、出风口152其作用为冷风送入制冷间室112的出口、回风口154的作用为冷风返回第二换热装置134的入口。
160.在本实施例的部分实施方式中,通过如下控制方法进行控制。例如冰箱的制冷设备100在首次上电时,制冷系统处于放热状态,施压组件140对固态相变介质120施加压力,气流驱动装置150处于停止状态。判定施压组件在施压状态下的持续施压时间达到施压时间阈值时,固态相变介质120与环境温度接近时停止放热,此时制冷系统切换为制冷状态,施压组件140对固态相变介质120卸力,此时气流驱动装置150处于运行状态系统对制冷间室112进行制冷,当固态相变介质120的温度与制冷间室112温度接近时停止制冷,重复放热状态步骤。
161.综上,本发明实施例的有益效果为:
162.1.本实施例采用固态相变介质120进行制冷并实现对储藏物的低温储藏,其不需要为制冷设备设置体积庞大的蒸发器、冷凝器和压缩机等部件。因此,本实施例的制冷设备100体积小巧、重量较轻、能够节约占用空间。
163.2.由于本实施例的制冷设备100不需要采用复杂的焊接工艺实现制冷剂循环管路与各个制冷部件之间的相互连接,因此,本实施例的制冷设备100制造工艺简单、结构稳定、成本较低并且生产效率较高。
164.3.本实施例的制冷设备100能够避免压缩机工作导致的振动和噪音问题,由此提高了消费者的使用体验。
165.在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
166.本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。
167.在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
168.以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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