冰箱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種冰箱，包括：第一半導(dǎo)體制冷片，具有產(chǎn)生冷量的第一冷端面和產(chǎn)生熱量的第一熱端面；第二半導(dǎo)體制冷片，具有產(chǎn)生冷量的第二冷端面和產(chǎn)生熱量的第二熱端面；第一熱交換器，其一部分與所述第一冷端面熱連接，另一部分與所述冰箱的冷凍室熱連接；第二熱交換器，其一部分與所述第二冷端面熱連接，另一部分與所述冰箱的冷藏室熱連接；第三熱交換器，其一部分與所述第二熱端面熱連接，另一部分將第二熱端面的熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。本實(shí)用新型的冰箱由于第二半導(dǎo)體制冷片的冷端對(duì)第一半導(dǎo)體制冷片的熱端進(jìn)行充分散熱降溫，因此能提高第一半導(dǎo)體制冷片的熱端的散熱效率，從而提高其冷端的制冷效果。
【專利說(shuō)明】冰箱【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及制冷設(shè)備，特別是涉及一種半導(dǎo)體制冷冰箱。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體冰箱具有環(huán)保和容積率高等特點(diǎn)，廣受市場(chǎng)歡迎。但受半導(dǎo)體制冷片特性的限制，只能達(dá)到冷藏的目的，達(dá)不到冷凍的標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用上受到很大的限制。在現(xiàn)有技術(shù)的包括冷藏室和冷凍室的半導(dǎo)體冰箱中，通常采用壓縮式制冷系統(tǒng)和半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)進(jìn)行混合制冷，半導(dǎo)體制冷片的熱端或熱端散熱器通常被設(shè)置成與壓縮式制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)蒸發(fā)器直接接觸。壓縮機(jī)式蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷量傳導(dǎo)給半導(dǎo)體制冷片的熱端，對(duì)其進(jìn)行散熱降溫。這種對(duì)半導(dǎo)體制冷片的熱端以接觸傳導(dǎo)的方式進(jìn)行散熱降溫的方案工藝復(fù)雜、成本較高。此外，壓縮式制冷系統(tǒng)體積大，占用冰箱的儲(chǔ)藏空間；且工作時(shí)噪音大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的一個(gè)目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中帶有冷藏室和冷凍室的半導(dǎo)體冰箱的至少一個(gè)缺陷，提供一種可高效制冷的具有冷藏冷凍功能的冰箱。
[0004]本實(shí)用新型一個(gè)進(jìn)一步的目的是要使得冰箱的工作噪音小，儲(chǔ)藏空間大。
[0005]為此，本實(shí)用新型提供了一種冰箱，包括:
[0006]第一半導(dǎo)體制冷片，具有產(chǎn)生冷量的第一冷端面和產(chǎn)生熱量的第一熱端面；
[0007]第二半導(dǎo)體制冷片，具有產(chǎn)生冷量的第二冷端面和產(chǎn)生熱量的第二熱端面；
[0008]第一熱交換器，其一部分與所述第一冷端面熱連接，另一部分與所述冰箱的冷凍室熱連接；
[0009]第二熱交換器，其一部分與所述第二冷端面熱連接，另一部分與所述冰箱的冷藏室熱連接；
[0010]第三熱交換器，其一部分與所述第二熱端面熱連接，另一部分將第二熱端面的熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。
[0011]可選地，所述第三熱交換器包括:
[0012]第三制冷劑箱體，限定有用于容裝氣液兩相共存的制冷劑的內(nèi)腔；
[0013]第三制冷劑管路，與所述第三制冷劑箱體的內(nèi)腔連通；
[0014]熱橋，其上端內(nèi)側(cè)表面與所述第二熱端面熱連接，下端外側(cè)表面與所述第三制冷劑箱體的內(nèi)側(cè)表面熱連接。
[0015]可選地，所述第三熱交換器還包括:
[0016]上部散熱翅片，設(shè)置在所述熱橋的上端外側(cè)表面上。
[0017]可選地，所述 第三熱交換器還包括:
[0018]上部散熱風(fēng)機(jī)，通過(guò)緊固機(jī)構(gòu)固定在所述上部散熱翅片的外側(cè)，所述上部散熱風(fēng)機(jī)的出風(fēng)部位面對(duì)所述上部散熱翅片布置。
[0019]可選地，所述第三熱交換器還包括:[0020]下部散熱翅片，設(shè)置在所述第三制冷劑箱體的外側(cè)表面上。
[0021]可選地，所述第三熱交換器還包括:
[0022]下部散熱風(fēng)機(jī)，通過(guò)緊固機(jī)構(gòu)固定在所述下部散熱翅片的外側(cè)，所述下部散熱風(fēng)機(jī)的出風(fēng)部位面對(duì)所述下部散熱翅片布置。
[0023]可選地，所述第一熱交換器包括:
[0024]第一制冷劑箱體，限定有用于容裝氣液兩相共存的制冷劑的內(nèi)腔，所述第一制冷劑箱體與所述第一冷端面熱連接；以及
[0025]第一制冷劑管路，與所述第一制冷劑箱體的內(nèi)腔連通。
[0026]可選地，所述第二熱交換器包括:
[0027]第二制冷劑箱體，限定有用于容裝氣液兩相共存的制冷劑的內(nèi)腔，所述第二制冷劑箱體的兩個(gè)相對(duì)的表面分別與所述第一熱端面和第二冷端面熱連接；以及
[0028]第二制冷劑管路，與所述第二制冷劑箱體的內(nèi)腔連通。
[0029]可選地，所述冰箱還包括:
[0030]第一溫度傳感器，布置在所述冰箱的冷藏室的內(nèi)壁上，采集所述冷藏室內(nèi)的冷藏
室溫度信號(hào)；
[0031]第二溫度傳感器，布置在所述冰箱的冷凍室的內(nèi)壁上，采集所述冷凍室內(nèi)的冷凍室溫度信號(hào)；以及
[0032]控制器，其分別與第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一半導(dǎo)體制冷片和第二半導(dǎo)體制冷片電連接，所述控制器接收第一溫度傳感器和第二溫度傳感器發(fā)送的冷藏室溫度信號(hào)和冷凍室溫度信號(hào)，并根據(jù)所述冷藏室溫度信號(hào)和冷凍室溫度信號(hào)控制所述第一半導(dǎo)體制冷片和所述第二半導(dǎo)體制冷片的供電電壓。
[0033]本實(shí)用新型冰箱的制冷散熱系統(tǒng)采用雙級(jí)半導(dǎo)體制冷技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的壓縮式制冷，取代了壓縮機(jī)及放置壓縮機(jī)的艙室，使冰箱的有效利用空間變大。此外，冰箱內(nèi)部無(wú)風(fēng)道、蒸發(fā)器蓋板，外部散熱管路全部貼附在外殼內(nèi)側(cè)，外觀優(yōu)美，整潔大方，空間利用率大大提升。
[0034]本實(shí)用新型的冰箱由于第二半導(dǎo)體制冷片的冷端對(duì)第一半導(dǎo)體制冷片的熱端進(jìn)行充分散熱降溫，因此能提高第一半導(dǎo)體制冷片的熱端的散熱效率，從而提高冷端的制冷效果。
[0035]進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型的冰箱中，設(shè)有用于對(duì)第二半導(dǎo)體制冷片的熱端進(jìn)行散熱的散熱翅片、散熱風(fēng)機(jī)以及制冷劑管路，可有效降低熱端與環(huán)境溫度的溫差，提高冷端的制冷量。在冰箱負(fù)荷較低時(shí)，可以適當(dāng)關(guān)閉散熱風(fēng)機(jī)，這樣可以有效的降低冰箱的噪音和能耗，使得其整體運(yùn)行更加安全可靠。
[0036]根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本實(shí)用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:[0038]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的冰箱的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖2是圖1所示第一熱交換器的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0040]圖3是圖1所示第三熱交換器的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0041]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷片的供電電壓與制冷效率及制冷量關(guān)系的示意性曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后” “內(nèi)” “外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型而不是要求本實(shí)用新型必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0043]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的熱交換裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型的冰箱可包括箱體10，箱體10內(nèi)由內(nèi)膽限定形成冷凍室11和冷藏室12兩個(gè)腔室。在一個(gè)實(shí)施例中，冷藏室12位于箱體10的上方，冷凍室11位于箱體10的下方。箱體10的側(cè)壁或背板上設(shè)置有第一半導(dǎo)體制冷片21，第二半導(dǎo)體制冷片22，第一熱交換器310，第二熱交換器320以及第三熱交換器330。其中，第一半導(dǎo)體制冷片21具有產(chǎn)生冷量的第一冷端面和產(chǎn)生熱量的第一熱端面。第一熱交換器310的一部分與所述第一冷端面熱連接，另一部分與所述冰箱的冷凍室11熱連接，以將所述第一冷端面的冷量傳遞到所述冰箱的冷凍室11中。第二半導(dǎo)體制冷片22具有產(chǎn)生冷量的第二冷端面和產(chǎn)生熱量的第二熱端面。第二熱交換器320的一部分與所述第二冷端面熱連接，另一部分與所述冰箱的冷藏室12熱連接，以將所述第二冷端面的一部分冷量傳遞到所述冰箱的冷藏室12中，且將所述第二冷端面的其余冷量消抵第一半導(dǎo)體制冷片21的第一熱端面的熱量。第三熱交換器330的一部分與所述第二熱端面熱連接，另一部分將第二熱端面的熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。由于第二半導(dǎo)體制冷片22除了擔(dān)負(fù)對(duì)冷藏室12的制冷，還要吸收來(lái)自第一半導(dǎo)體制冷片21第一散熱端的熱量，因此，第二半導(dǎo)體制冷片22應(yīng)具有更強(qiáng)的制冷能力。由于半導(dǎo)體制冷片為應(yīng)用溫差電效應(yīng)的溫差制冷裝置，這種方案可以提高第一半導(dǎo)體制冷片21的第一冷端面和第二半導(dǎo)體制冷片22的第二冷端面的制冷效果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冰箱的高效制冷。
[0044]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，第一熱交換器310，第二熱交換器320以及第三熱交換器330可分別包括制冷劑箱體和制冷劑管路。其中，制冷劑箱體限定有用于容裝氣液兩相共存的制冷劑的內(nèi)腔，且配置成允許制冷劑在其內(nèi)發(fā)生相變換熱。制冷劑管路與所述制冷劑箱體的內(nèi)腔連通，配置成允許制冷劑在其內(nèi)流動(dòng)且發(fā)生相變換熱。交換器工作時(shí)，制冷劑箱體內(nèi)部填充氣液兩相共存的制冷劑。當(dāng)制冷劑箱體與熱源或冷源熱接觸換熱時(shí)，制冷劑在制冷劑箱體和制冷劑管路中通過(guò)發(fā)生氣液相變進(jìn)行熱傳導(dǎo)。制冷劑箱體和制冷劑管路中灌注的制冷劑可為二氧化碳或其他制冷工質(zhì)，且制冷劑的灌注量可以由通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試得出。制冷劑管路可以選用銅管、不銹鋼管、鋁管等，優(yōu)選為銅管。
[0045]本實(shí)用新型實(shí)施例中的“熱連接”或“熱接觸”，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知曉的最直接的實(shí)施方式是直接抵靠接觸，采用熱傳導(dǎo)的方式進(jìn)行傳熱。若抵靠接觸面涂覆導(dǎo)熱硅脂(石墨或其他介質(zhì))，可將其認(rèn)為是抵靠接觸面上的一部分，作為改善熱連接(或熱接觸)的導(dǎo)熱層。
[0046]圖2示出了本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的第一熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，第一熱交換器310可包括第一制冷劑箱體312，以及第一制冷劑管路311。第一制冷劑管路311從其形成為開(kāi)口端的第一端(如圖2中第一制冷劑管路311的右上端)沿豎直方向向下延伸之后向下地彎折延伸至其最低位置，然后向上地彎折延伸，接著豎直向上延伸至其形成為開(kāi)口端的第二端(如圖2中第一制冷劑管路311的左上端)。向下地彎折延伸和向上地彎折延伸的管路均需要保證液態(tài)的制冷劑可以依靠重力自由的在其中流動(dòng)。第一制冷劑管路311的形成為開(kāi)口端的第一端和第二端分別與第一制冷劑箱體312的底部連通。在一個(gè)實(shí)施例中，第一制冷劑箱體312可為扁平長(zhǎng)方體狀，其相對(duì)設(shè)置的前向側(cè)壁與后向側(cè)壁的面積大于其他面的面積，且后向側(cè)壁的外表面用作與第一半導(dǎo)體制冷片21的第一冷端接觸貼靠的換熱面。在一個(gè)實(shí)施例中，第一制冷劑箱體312的前向側(cè)壁向左右兩側(cè)分別延伸出一個(gè)安裝凸緣313，每個(gè)安裝凸緣313上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)安裝孔314，以便利用緊固件將第一制冷劑箱體312安裝固定到冰箱的箱體10上。在一個(gè)實(shí)施例中，第一熱交換器310也可包括兩根制冷劑管路，兩根制冷劑管路的第一端為開(kāi)口端，第二端為封閉端，其第一端分別與制冷劑箱體內(nèi)腔的下部連通。兩根制冷劑管路分別從其第一端豎直向下延伸后再傾斜向下地彎折延伸，終結(jié)于其形成為封閉端的第二端。
[0047]本實(shí)用新型的第二熱交換器320包括第二制冷劑箱體和第二制冷劑管路321。第二制冷劑管路321從其形成為開(kāi)口端的第一端傾斜向下地彎折延伸至最低位置后再傾斜向上地彎折延伸至其形成為開(kāi)口端的第二端，向下地彎折延伸和向上地彎折延伸的管路均需要保證液態(tài)的制冷劑可以依靠重力自由的在其中流動(dòng)。第二制冷劑管路321的形成為開(kāi)口端的第一端和第二端分別與第二制冷劑箱體的底部連通。在一個(gè)實(shí)施例中，第二熱交換器320也可包括兩根制冷劑管路，兩根制冷劑管路的第一端為開(kāi)口端，第二端為封閉端，其第一端分別與制冷劑箱體內(nèi)腔的下部連通。兩根制冷劑管路分別從其第一端傾斜向下地彎折延伸，終結(jié)于其形成為封閉端的第二端。
[0048]圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的第三熱交換器330的結(jié)構(gòu)示意圖。第三熱交換器330也包括第三制冷劑箱體338和兩根第三制冷劑管路331。兩根第三制冷劑管路331分別從其形成為開(kāi)口端的第一端(如圖3中兩根第三制冷劑管路331的下端)向上彎折延伸，終結(jié)于其形成為封閉端的第二端(如圖3中兩根第三制冷劑管路331的上端)；兩根第三制冷劑管路331的形成為開(kāi)口端的第一端分別與第三制冷劑箱體338的內(nèi)腔的上部連通。第三熱交換器330還可包括三通裝置339，其具有相互連通的第一端、第二端和第三端，其中三通裝置339的第一端與第三制冷劑箱體338的內(nèi)腔連通，其第二端與一根第三制冷劑管路331的形成為開(kāi)口端的第一端相連，第三端為配置成可操作地打開(kāi)以接收從外部注入的制冷劑的常閉端。利用三通裝置339降低了灌注制冷劑工藝的難度，并為維修提供了方便。在一個(gè)實(shí)施例中，第三熱交換器330也可包括一根制冷劑管路，制冷劑管路的第一端和第二端均為開(kāi)口端，其第一端和第二端分別與制冷劑箱體內(nèi)腔的上部連通。制冷劑管路分別從其第一端傾斜向上地彎折延伸至最高位置后再傾斜向下地彎折延伸至其第二端。
[0049]為了便于描述本實(shí)用新型冰箱的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型中鄰近冰箱內(nèi)膽后壁的一側(cè)可稱為內(nèi)側(cè)，遠(yuǎn)離冰箱內(nèi)膽后壁的一側(cè)可稱為外側(cè)。在圖1所示的實(shí)施例中，第一制冷劑箱體312的內(nèi)側(cè)表面可通過(guò)緊固件安裝在冰箱箱體10的背板上部，第一半導(dǎo)體制冷片21的第一冷端面與第一制冷劑箱體312的外側(cè)表面熱接觸。第一制冷劑管路311的彎折延伸的至少部分管路與形成冷凍室11的內(nèi)膽外表面接觸貼靠。第二制冷劑箱體的內(nèi)側(cè)表面與第一半導(dǎo)體制冷片21的第一熱端面熱接觸，其外側(cè)表面與第二半導(dǎo)體制冷片22的第二冷端面熱接觸。第二制冷劑管路321的至少部分管路與形成冷藏室12的內(nèi)膽外表面接觸貼靠。第三制冷劑箱體338可通過(guò)塑料件337支撐在冰箱箱體10的背板中部附近(例如冷凍室11的上方)。第三制冷劑管路331與冰箱的外殼內(nèi)表面接觸貼靠。第三熱交換器330還可包括熱橋332，其上端內(nèi)側(cè)表面與所述第二熱端面熱接觸，下端外側(cè)表面與第三制冷劑箱體338的內(nèi)側(cè)表面熱接觸，以將所述第二熱端面產(chǎn)生的部分熱量向下傳遞到第三制冷劑箱體338。
[0050]本實(shí)用新型的冰箱可具有三種工作狀態(tài):冷藏室12單獨(dú)制冷、冷凍室11單獨(dú)制冷以及冷藏室12與冷凍室11同時(shí)制冷。
[0051]當(dāng)冷藏室12單獨(dú)制冷時(shí)，第一半導(dǎo)體制冷片21不通電，第二半導(dǎo)體制冷片22單獨(dú)通電工作。此時(shí)第二半導(dǎo)體制冷片22只負(fù)責(zé)為冷藏室12制冷而不對(duì)第一半導(dǎo)體制冷片21散熱。對(duì)第二半導(dǎo)體制冷片22通電后，其第二冷端面溫度下降，通過(guò)第二制冷劑箱體內(nèi)壁的傳導(dǎo)，其內(nèi)氣態(tài)的制冷劑遇冷時(shí)發(fā)生相變冷凝，變化成為低溫的液態(tài)制冷劑，液態(tài)的制冷劑會(huì)靠重力沿著第二制冷劑管路321內(nèi)壁下流，冷凝下流的制冷劑在第二制冷劑管路321中由于吸收冷藏室12內(nèi)部的熱量受熱相變蒸發(fā)，變化成為氣態(tài)。氣態(tài)蒸汽在熱源壓力的推動(dòng)下會(huì)上升，氣態(tài)制冷劑上升到第二制冷劑箱體處繼續(xù)冷凝，由此循環(huán)制冷，以將來(lái)自第二半導(dǎo)體制冷片22冷端的部分的冷量傳至冷藏室12內(nèi)。
[0052]當(dāng)冷凍室11單獨(dú)制冷時(shí)，第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22均通電工作，此時(shí)第二半導(dǎo)體制冷片22僅用于為第一半導(dǎo)體制冷片21的第一熱端面散熱。為防止第二半導(dǎo)體制冷片22工作的同時(shí)會(huì)通過(guò)第二制冷劑管路321對(duì)冷藏室12制冷而造成浪費(fèi)，可在第二制冷劑管路321與第二制冷劑箱體的連接處設(shè)置可控的截止閥，當(dāng)冷凍室11單獨(dú)制冷時(shí)，關(guān)閉該截止閥，以使第二半導(dǎo)體制冷片22不對(duì)冷藏室12制冷，由此實(shí)現(xiàn)冷凍室11的單獨(dú)工作。在分別對(duì)第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22通電后，第一半導(dǎo)體制冷片21的第一冷端面溫度下降，其第一熱端面溫度上升；同時(shí)，第二半導(dǎo)體制冷片22的第二冷端面溫度下降，其第二熱端面溫度上升。由于第二半導(dǎo)體制冷片22具有比第一半導(dǎo)體制冷片21具有更大的制冷能力，隨著第二半導(dǎo)體制冷片22的第二冷端面溫度下降，第二制冷劑箱體溫度相應(yīng)下降，通過(guò)第二制冷劑箱體內(nèi)壁的傳導(dǎo)，第一半導(dǎo)體制冷片21的第一熱端面溫度下降，相應(yīng)地，其第一冷端面的溫度下降，從而傳遞給冷凍室11更多的冷量，使得冷凍室11的溫度滿足需要。通過(guò)第一制冷劑箱體312內(nèi)壁的傳導(dǎo)，第一制冷劑箱體312溫度相應(yīng)下降，其內(nèi)氣態(tài)的制冷劑遇冷時(shí)發(fā)生相變冷凝，變化成為低溫的液態(tài)制冷劑，液態(tài)的制冷劑會(huì)靠重力沿著第一制冷劑管路311內(nèi)壁下流，冷凝下流的制冷劑在第一制冷劑管路311中由于吸收冷凍室11內(nèi)部的熱量受熱相變蒸發(fā)，變化成為氣態(tài)。氣態(tài)蒸汽在熱源壓力的推動(dòng)下會(huì)上升，氣態(tài)制冷劑上升到第一制冷劑箱體312處繼續(xù)冷凝，由此循環(huán)制冷，以將來(lái)自第一半導(dǎo)體制冷片21冷端的冷量傳至冷凍室11內(nèi)。
[0053]在該工作過(guò)程中，第二半導(dǎo)體制冷片22為第一半導(dǎo)體制冷片21的第一熱端面散熱時(shí)，第二半導(dǎo)體制冷片22的第二冷端面的溫度要高于第一半導(dǎo)體制冷片21的第一冷端面的溫度；進(jìn)而導(dǎo)致第二半導(dǎo)體制冷片22的第二熱端面的溫度較高。第三制冷劑箱體338由于通過(guò)熱橋與第二半導(dǎo)體制冷片22的第二熱端面進(jìn)行熱交換，其與第二熱端面進(jìn)行熱交換形成蒸發(fā)器，其內(nèi)液態(tài)的制冷劑遇熱時(shí)發(fā)生相變蒸發(fā)，變化成為高溫的氣態(tài)的制冷劑。氣態(tài)的制冷劑會(huì)在熱源壓力下沿著第三制冷劑管路331上升，將熱量傳遞給冰箱外殼，然后通過(guò)自然對(duì)流將熱量傳遞給外部空間，此時(shí)第三制冷劑管路331形成冷凝器，制冷劑冷凝放熱后成為液態(tài)，依靠重力向下回流至第三制冷劑箱體338，重新吸收熱端熱量進(jìn)行蒸發(fā)，形成熱循環(huán)。
[0054]當(dāng)冷藏室12與冷凍室11同時(shí)制冷時(shí)，第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22均通電工作，由于第二半導(dǎo)體制冷片22既需要對(duì)冷藏箱12進(jìn)行制冷，同時(shí)還要吸收第一半導(dǎo)體制冷片21產(chǎn)生的熱量，因此相比在冷凍室11單獨(dú)制冷的情況下，其需要其產(chǎn)生更多的冷量，對(duì)應(yīng)地其也會(huì)產(chǎn)生更多的熱量。此時(shí)，隨著第二半導(dǎo)體制冷片22的第二冷端面溫度下降，第二制冷劑箱體溫度相應(yīng)下降，第二制冷劑管路321上的截止閥導(dǎo)通，對(duì)冷藏室12制冷。同時(shí)，第一制冷劑箱體312對(duì)冷凍室11制冷。第三制冷劑箱體338和第三制冷劑管路對(duì)第二半導(dǎo)體制冷片22的第二熱端面散熱。其中，對(duì)冷凍室11制冷的過(guò)程和對(duì)第二熱端面散熱的過(guò)程可參見(jiàn)冷凍室11單獨(dú)制冷的情況。
[0055]由上述描述可知，由于第二半導(dǎo)體制冷片22除了擔(dān)負(fù)對(duì)冷藏室12的制冷，還要吸收來(lái)自第一半導(dǎo)體制冷片21第一散熱端的熱量，因此，第二半導(dǎo)體制冷片22制冷能力很大，對(duì)應(yīng)的將產(chǎn)生很多的熱量。如果不能很好地對(duì)這些熱量進(jìn)行散熱，會(huì)較大地降低兩個(gè)半導(dǎo)體制冷片的制冷效率，使得兩個(gè)半導(dǎo)體制冷片的冷端難以達(dá)到較低的制冷溫度，從而難以保證冷藏室12和冷凍室11內(nèi)的溫度分別達(dá)到冷藏設(shè)定溫度和冷凍設(shè)定溫度。
[0056]在一個(gè)實(shí)施例中，為了更好地對(duì)第二熱端面進(jìn)行散熱，在熱橋332的上端外側(cè)表面上可設(shè)置上部散熱翅片333。上部散熱翅片333可較大地增加散熱面積，有利于較快地對(duì)第二熱端面進(jìn)行散熱。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，第三熱交換器330還可包括上部散熱風(fēng)機(jī)(或上部散熱風(fēng)扇)334，通過(guò)緊固機(jī)構(gòu)固定在上部散熱翅片333上，上部散熱風(fēng)機(jī)334的出風(fēng)部位面對(duì)上部散熱翅片333布置，以對(duì)從所述第二熱端面?zhèn)髦辽喜可岢崞?33的熱量進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流散熱。這樣可較快地將第二熱端面的熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，第三熱交換器330還可包括設(shè)置在第三制冷劑箱體338外側(cè)表面上的下部散熱翅片335。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，第三熱交換器330還可包括下部散熱風(fēng)機(jī)(或下部散熱風(fēng)扇)336,通過(guò)緊固機(jī)構(gòu)固定在下部散熱翅片335上,下部散熱風(fēng)機(jī)336的出風(fēng)部位面對(duì)下部散熱翅片335布置，以對(duì)從所述第二熱端面?zhèn)髦料虏可岢崞?35的熱量進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流散熱。
[0057]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，針對(duì)第二半導(dǎo)體制冷片22的第二熱端面的散熱問(wèn)題，第三熱交換器330包括的第三制冷劑箱體338和第三制冷劑管路331可有效降低第二半導(dǎo)體制冷片22的第二熱端面的熱流密度；分別設(shè)置在熱橋的上端外側(cè)表面和第三制冷劑箱體338外側(cè)表面上的散熱翅片以及散熱風(fēng)機(jī)(或散熱風(fēng)扇)可有效地將產(chǎn)生的熱量排出至外部空間。由于第三熱交換器330能夠及時(shí)地把第二熱端面的熱量散到外部環(huán)境中，即使當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22均處于產(chǎn)生最大制冷量的工作狀態(tài)時(shí)，也能夠避免第二熱端面溫度過(guò)高，從而避免燒壞第二半導(dǎo)體制冷片22，有效保證了冰箱的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0058]當(dāng)冰箱負(fù)荷較小(例如冷藏室12和/或冷凍室11內(nèi)存儲(chǔ)的物品較少)時(shí)，第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22均處于產(chǎn)生較小制冷量的工作狀態(tài)，第二半導(dǎo)體制冷片22的第二熱端面產(chǎn)生的熱量較少，此時(shí)可以關(guān)閉其中一個(gè)散熱風(fēng)機(jī)(或散熱風(fēng)扇)，甚至將2個(gè)散熱風(fēng)機(jī)(或散熱風(fēng)扇)全部關(guān)閉，僅依靠第三制冷劑箱體338、第三制冷劑管路331、上部散熱翅片333以及下部散熱翅片335進(jìn)行散熱，這樣可以有效的降低冰箱的噪音和能耗，避免出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象。
[0059]在一些實(shí)施例中，本實(shí)用新型的冰箱還可包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器以及控制器。第一溫度傳感器布置在所述冰箱的冷藏室12的內(nèi)壁上，采集冷藏室12內(nèi)的冷藏室溫度信號(hào)；第二溫度傳感器布置在所述冰箱的冷凍室11的內(nèi)壁上，采集冷凍室11內(nèi)的冷凍室溫度信號(hào)?？刂破鞣謩e與第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22電連接，所述控制器接收第一溫度傳感器和第二溫度傳感器發(fā)送的冷藏室溫度信號(hào)和冷凍室溫度信號(hào)，并根據(jù)所述冷藏室溫度信號(hào)和冷凍室溫度信號(hào)控制第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22的供電電壓，以使得冰箱的冷藏室12和冷凍室11分別保持在冷藏設(shè)定溫度和冷凍設(shè)定溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器可包括供電模塊，由供電模塊控制第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22的供電電壓。
[0060]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷片的供電電壓與制冷效率及制冷量關(guān)系的示意性曲線圖。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，根據(jù)對(duì)半導(dǎo)體制冷冰箱制冷效率的要求，電壓Uml和電壓Um2分別是根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定所用第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22供電電壓的最大值(對(duì)應(yīng)圖4中Um);電壓Usl和電壓Us2分別是根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定所用第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22供電電壓的最小值(對(duì)應(yīng)圖4中Us)。第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22的供電電壓分別位于Usl-Uml和Us2-Um2所限定的電壓范圍內(nèi)。由圖4可以看出，當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22的工作電壓分別位于Usl、Us2時(shí)，第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22分別具有最大的制冷效率Psl、Ps2，其制冷量分別為Qesl和Q&?？梢?jiàn)半導(dǎo)體制冷片工作在其最大制冷效率時(shí)并不對(duì)應(yīng)產(chǎn)生最大制冷量，而且其制冷量在根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定的供電電壓范圍內(nèi)(Us-Um之間)最小。當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22的工作電壓分別位于Uml、Um2時(shí),第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22分別具有最大的制冷量Qranl和Qm2，其制冷效率Pml、Pm2在根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定的供電電壓范圍內(nèi)(第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22的供電電壓分別在Usl-Und之間和Us2-Um2之間)最小。
[0061]在本實(shí)用新型的冰箱中，對(duì)于第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22來(lái)說(shuō)，其工作狀態(tài)主要分為穩(wěn)定運(yùn)行階段和下拉恢復(fù)階段。其中，穩(wěn)定階段即冷藏室12和冷凍室11內(nèi)的溫度分別處于冷藏設(shè)定溫度和冷凍設(shè)定溫度范圍內(nèi)。例如，冷藏設(shè)定溫度和冷凍設(shè)定溫度分別為5°C和-18°C，當(dāng)環(huán)境溫度為25°C時(shí)，穩(wěn)態(tài)階段為冷藏室12維持5°C，冷凍室11維持_18°C溫度不變的過(guò)程。下拉恢復(fù)過(guò)程為冷藏室12內(nèi)溫度由環(huán)境溫度25°C降至5°C，冷凍室11內(nèi)溫度由環(huán)境溫度25°C降至-18°C的過(guò)程；或者由于開(kāi)門(mén)等導(dǎo)致冷藏室12和冷凍室11的溫度分別從高于5°C和-18°C的溫度恢復(fù)至5°C和-18°C的過(guò)程。
[0062]當(dāng)?shù)谝粶囟葌鞲衅?、第二溫度傳感器檢測(cè)到冷藏室12和冷凍室11的溫度分別為5°C和_18°C時(shí)，此時(shí)，冰箱處于穩(wěn)定階段。本實(shí)用新型中，優(yōu)選在對(duì)第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22進(jìn)行設(shè)計(jì)選型時(shí)，盡可能使其滿足在穩(wěn)定階段，使芯片具有最高的制冷效率或接近最高制冷效率。冰箱處于穩(wěn)定階段的運(yùn)行狀態(tài)下第一半導(dǎo)體制冷片21和第二半導(dǎo)體制冷片22參數(shù)如表I所示。[0063]表1
[0064]
【權(quán)利要求】
1.一種冰箱，其特征在于包括: 第一半導(dǎo)體制冷片，具有產(chǎn)生冷量的第一冷端面和產(chǎn)生熱量的第一熱端面； 第二半導(dǎo)體制冷片，具有產(chǎn)生冷量的第二冷端面和產(chǎn)生熱量的第二熱端面； 第一熱交換器，其一部分與所述第一冷端面熱連接，另一部分與所述冰箱的冷凍室熱連接； 第二熱交換器，其一部分與所述第二冷端面熱連接，另一部分與所述冰箱的冷藏室熱連接； 第三熱交換器，其一部分與所述第二熱端面熱連接，另一部分將第二熱端面的熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱，其特征在于 所述第三熱交換器包括: 第三制冷劑箱體，限定有用于容裝氣液兩相共存的制冷劑的內(nèi)腔； 第三制冷劑管路，與所述第三制冷劑箱體的內(nèi)腔連通； 熱橋，其上端內(nèi)側(cè)表面與所述第二熱端面熱連接，下端外側(cè)表面與所述第三制冷劑箱體的內(nèi)側(cè)表面熱連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冰箱，其特征在于 所述第三熱交換器還包括: 上部散熱翅片，設(shè)置在所述熱橋的上端外側(cè)表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冰箱，其特征在于 所述第三熱交換器還包括: 上部散熱風(fēng)機(jī)，通過(guò)緊固機(jī)構(gòu)固定在所述上部散熱翅片的外側(cè)，所述上部散熱風(fēng)機(jī)的出風(fēng)部位面對(duì)所述上部散熱翅片布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冰箱，其特征在于 所述第三熱交換器還包括: 下部散熱翅片，設(shè)置在所述第三制冷劑箱體的外側(cè)表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冰箱，其特征在于 所述第三熱交換器還包括: 下部散熱風(fēng)機(jī)，通過(guò)緊固機(jī)構(gòu)固定在所述下部散熱翅片的外側(cè)，所述下部散熱風(fēng)機(jī)的出風(fēng)部位面對(duì)所述下部散熱翅片布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱，其特征在于 所述第一熱交換器包括: 第一制冷劑箱體，限定有用于容裝氣液兩相共存的制冷劑的內(nèi)腔，所述第一制冷劑箱體與所述第一冷端面熱連接；以及 第一制冷劑管路，與所述第一制冷劑箱體的內(nèi)腔連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱，其特征在于 所述第二熱交換器包括: 第二制冷劑箱體，限定有用于容裝氣液兩相共存的制冷劑的內(nèi)腔，所述第二制冷劑箱體的兩個(gè)相對(duì)的表面分別與所述第一熱端面和第二冷端面熱連接；以及第二制冷劑管路，與所述第二制冷劑箱體的內(nèi)腔連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的冰箱，其特征在于 所述冰箱還包括: 第一溫度傳感器，布置在所述冰箱的冷藏室的內(nèi)壁上，采集所述冷藏室內(nèi)的冷藏室溫度信號(hào)； 第二溫度傳感器，布置在所述冰箱的冷凍室的內(nèi)壁上，采集所述冷凍室內(nèi)的冷凍室溫度信號(hào)；以及 控制器，其分別與第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一半導(dǎo)體制冷片和第二半導(dǎo)體制冷片電連接，所述控制器接收第一溫度傳感器和第二溫度傳感器發(fā)送的冷藏室溫度信號(hào)和冷凍室溫度信號(hào)，并根據(jù)所述冷藏室溫度信號(hào)和冷凍室溫度信號(hào)控制所述第一半導(dǎo)體制冷片和所述第二半 導(dǎo)體制冷片的供電電壓。
【文檔編號(hào)】F25D19/00GK203810826SQ201420148283
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】陶海波, 張奎, 李鵬, 王晶, 劉建如, 李春陽(yáng), 戚斐斐, 劉昀曦 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾股份有限公司