蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷裝置，尤其涉及一種蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展及各類流行病的控制需要，各類新型藥品、疫苗的應(yīng)用愈發(fā)普及。此類醫(yī)用材料通常對溫度比較敏感，由此對于相應(yīng)的冷鏈物流提出了更新更廣泛的需求。其中，不同容積的醫(yī)用冷藏箱產(chǎn)品是此類藥品、疫苗材料存儲、運輸?shù)闹匾４嬖O(shè)備，對于保障藥品、疫苗安全意義重大。
[0003]通常，疫苗必須存儲在+2°C到+8°C之間，但是，由于藥品、疫苗等醫(yī)用材料物流冷鏈過程復(fù)雜，可能遇到多種場合，例如車載運輸過程、偏遠無正常電力供應(yīng)的鄉(xiāng)村、四五十度的高溫環(huán)境、零度左右的倉儲環(huán)境等等。這種復(fù)雜多變的環(huán)境對于藥品、疫苗的恒溫保存提出了嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)，每年因為溫度原因造成的藥品、疫苗失效浪費十分巨大。因此，如何設(shè)計一種實現(xiàn)恒溫冷藏存儲，提高藥品、疫苗冷鏈過程的安全性的制冷設(shè)備是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備及控制方法，實現(xiàn)恒溫冷藏存儲，提高了藥品、疫苗冷鏈過程的安全性。
[0005]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備，包括保溫箱體、壓縮機、蒸發(fā)器和冷凝器，所述壓縮機、所述蒸發(fā)器和所述冷凝器連接形成制冷回路，所述保溫箱體中還設(shè)置有儲物腔體，還包括蓄冷模塊和蓄熱模塊，所述蓄冷模塊包括相變蓄冷部件和熱管，所述熱管位于所述儲物腔體中，所述熱管的一端部插入在所述相變蓄冷部件中或貼在所述相變蓄冷部件表面，所述蒸發(fā)器與所述相變蓄冷部件熱傳導(dǎo)連接；所述蓄熱模塊包括電加熱部件和相變蓄熱部件，所述電加熱部件與所述相變蓄熱部件熱傳導(dǎo)連接，所述相變蓄熱部件位于所述儲物腔體中，所述相變蓄冷部件中設(shè)置有相變蓄冷材料，所述相變蓄熱部件中設(shè)置有相變蓄熱材料。
[0006]進一步的，所述儲物腔體上設(shè)置有導(dǎo)熱板，所述熱管貼在所述導(dǎo)熱板上；或者所述儲物腔體為金屬導(dǎo)熱膽體，所述熱管貼在所述儲物腔體上。
[0007]進一步的，所述熱管的端部連接在所述相變蓄冷部件的底部。
[0008]進一步的，所述蒸發(fā)器位于所述相變蓄冷部件中，所述蒸發(fā)器包括多片蒸發(fā)板，所述蒸發(fā)板并排設(shè)置，相鄰兩片所述蒸發(fā)板之間的距離為20mm至50mm，所述蒸發(fā)器與所述相變蓄冷部件的側(cè)壁和底部之間的距離為30mm至50mm。
[0009]進一步的，所述相變蓄冷部件和所述相變蓄熱部件分別設(shè)置有溫度傳感器。
[0010]進一步的，所述蓄熱模塊還包括導(dǎo)熱外殼，所述電加熱部件和所述相變蓄熱部件封裝在所述導(dǎo)熱外殼中，所述導(dǎo)熱外殼設(shè)置在所述儲物腔體中。
[0011]進一步的，所述導(dǎo)熱外殼中還設(shè)置有與所述電加熱部件連接的熱保護開關(guān)。
[0012]進一步的，所述相變蓄冷部件和所述儲物腔體之間設(shè)置有密封隔熱板，所述熱管穿過所述密封隔熱板。
[0013]本發(fā)明還提供一種蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備控制方法，采用上述蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備；控制方法包括通電狀態(tài)控制方法和斷電狀態(tài)控制方法:
通電狀態(tài)控制方法包括:
當(dāng)相變蓄冷部件的溫度高于相變蓄冷部件的蓄冷溫度上限值時，壓縮機通電運行制冷，冷量通過蒸發(fā)器傳遞給相變蓄冷材料，同時，相變蓄冷部件通過熱管將冷量傳遞到儲物腔體，以實現(xiàn)冷卻功能；
當(dāng)相變蓄熱部件的溫度低于相變蓄熱部件的蓄熱溫度下限值時，電加熱部件通電運行產(chǎn)生的熱量，對相變蓄熱材料進行加熱蓄能，同時，通過相變蓄熱部件的表面將熱量傳遞到儲物腔體，以實現(xiàn)保溫功能；
斷電狀態(tài)控制方法包括:
相變蓄冷材料相變釋放冷量，通過熱管換熱，實現(xiàn)長時間對儲物腔體進行冷卻的作用，使得蓄冷蓄熱式恒溫設(shè)備中儲物腔體的溫度低于存儲溫度上限值，同時，在儲物腔體的溫度低于相變蓄熱材料的相變溫度值時，相變蓄熱材料相變釋放熱量以吸收儲存空間多余的冷量，使得蓄冷蓄熱式恒溫設(shè)備中儲物腔體的溫度高于儲存溫度下限值。
[0014]優(yōu)選的，蓄冷溫度上限值隨外界環(huán)境溫度變化而反向變化，蓄熱溫度下限值隨外界環(huán)境溫度變化而反向變化。
[0015]本發(fā)明提供的蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備及控制方法，通過設(shè)置相變蓄冷部件和相變蓄熱部件，蒸發(fā)器冷卻相變蓄冷部件中的相變蓄冷材料，而電加熱部件加熱相變蓄熱部件中的相變蓄熱材料，由于相變材料在相變過程中，將持續(xù)儲存或釋放能量，從而可以在有能源供應(yīng)時快速儲存大量能量；在無能源供應(yīng)時長時間的確保儲物腔體中能夠保持穩(wěn)定的存儲溫度，避免儲物腔體的存儲溫度變化幅度過大，實現(xiàn)恒溫冷藏存儲，提高了藥品、疫苗冷鏈過程的安全性。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備實施例的結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖2為本發(fā)明蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備實施例的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
圖3為本發(fā)明蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備實施例中蓄熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]如圖1所示，本實施例蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備，包括保溫箱體1、電能供給裝置(未圖示)、壓縮機2、蒸發(fā)器3和冷凝器4，壓縮機2、蒸發(fā)器3和冷凝器4連接形成制冷回路，其中，蒸發(fā)器3和冷凝器4之間還設(shè)置有節(jié)流裝置，保溫箱體1中還設(shè)置有儲物腔體12，本實施例蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備還包括蓄冷模塊和蓄熱模塊，蓄冷模塊包括變蓄冷部件11和熱管5，蒸發(fā)器3與相變蓄冷部件11熱傳遞連接，儲物腔體12上還設(shè)置有熱管5，熱管5的一端部插入在相變蓄冷部件11中或貼在相變蓄冷部件11的表面進行熱交換，所述蓄熱模塊包括電加熱部件61和相變蓄熱部件62，所述電加熱部件61與所述相變蓄熱部件62熱傳導(dǎo)連接，所述相變蓄熱部件62位于所述儲物腔體12中，所述相變蓄冷部件11中設(shè)置有相變蓄冷材料，所述相變蓄熱部件62中設(shè)置有相變蓄熱材料，電能供給裝置與壓縮機2和電加熱部件61連接。其中，相變蓄熱材料的相變溫度值高于相變蓄冷材料的變溫度值。
[0020]具體而言，本實施例蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備中設(shè)置有相變蓄冷部件11和相變蓄熱部件62，而相變蓄冷部件11中的相變蓄冷材料用于存儲冷量，而相變蓄熱部件62中相變蓄熱材料用于存儲熱量，通過相變蓄冷部件11和相變蓄熱部件62相互配合，可以滿足在較大環(huán)溫變化范圍內(nèi)(例如環(huán)溫45°C至-10°C)，本實施例蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備保持長時間的恒溫存儲。其中，相變蓄冷材料可以采用相變點溫度在0°C左右的材料，例如:水等；而相變蓄熱材料可以采用相變點溫度介于3至6°C之間的相變材料，例如:分子式為CnH2n+2的烷烴類混合物，其相變溫度范圍窄(約為4至5°C )，相變潛熱較大，利用少量材料即可存儲較多熱量，滿足冷藏箱在較長能源中斷情況下的溫度維持需要。電能供給裝置在能夠提供電能時，壓縮機2和電加熱部件61根據(jù)需要通電運行，當(dāng)相變蓄冷部件的溫度高于相變蓄冷部件的蓄冷溫度上限值時，壓縮機2通電，蒸發(fā)器3直接對相變蓄冷部件11中的水進行制冷，使得相變蓄冷部件11中形成冰水混合狀態(tài)，而插在相變蓄冷部件11中的熱管5將相變蓄冷部件11中的冷量傳給儲物腔體12中進行制冷，維持儲物腔體12在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)；當(dāng)相變蓄熱部件的溫度低于相變蓄熱部件的蓄熱溫度下限值時，電加熱部件61通電，電加熱部件61加熱相變蓄熱部件62，相變蓄熱部件62在蓄熱的同時將熱量釋放到儲物腔體12中進行加熱，維持儲物腔體12在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。而本實施例蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備的表現(xiàn)實體可以是如圖1所示的立式制冷設(shè)備，也可以是如圖2所示的臥式制冷設(shè)備。
[0021]其中，相變蓄冷部件11中設(shè)置有溫度傳感器(未圖示)，溫度傳感器用于檢測相變蓄冷部件11中的溫度，以本實施例蓄冷蓄熱組合式恒溫設(shè)備中儲物腔體12中的溫度設(shè)定在冷藏溫度為例，則將相變蓄冷部件11中的蓄冷溫度設(shè)定為_2°C至2°C，即當(dāng)相變蓄冷部件11中的溫度達到_2°C以下時，壓縮機2停機；當(dāng)相變蓄冷部件11中的溫度回升至2°C以上時壓縮機2開機，這樣可以保證相變蓄冷部件11中的溫度中大部分水的凍結(jié)，同時又不至于因凍結(jié)溫度過低，導(dǎo)致全部的水完全凍結(jié)，可以防止因相變蓄冷部件11中的水完全凍結(jié)導(dǎo)致相變蓄冷部件11膨脹變形損壞及可能引起的儲物腔體12內(nèi)的溫度過低的風(fēng)險。另外，為了避免相變蓄冷部件11與儲物腔體12之間直接進行熱交換而影響儲物腔體12內(nèi)的溫度設(shè)定，保溫箱體1中設(shè)置有隔熱板10，隔熱板10將保溫箱體1分為上安裝腔和下安裝腔，相變蓄冷部件11位于上安裝腔中，儲物腔體12位于下安裝腔中，相變蓄冷部件11與儲物腔體12由隔熱板10隔離開，使得兩者之間的熱交換完全熱管5完成。而利用熱管5自身特性，還可以實現(xiàn)儲物腔體12內(nèi)制冷溫度調(diào)節(jié)控制功能，對于熱管5而言，通常有最小傳熱溫差特性，即在傳熱過程中，熱管5的冷凝段與蒸發(fā)段存在傳熱溫差，當(dāng)小于這個溫差時，其傳熱能力快速下降；最小傳熱溫差與熱管5的類型、結(jié)構(gòu)、工質(zhì)等因素有關(guān)，可以根據(jù)