具有供水功能的冰箱的制作方法

本發明涉及制冷設備技術領域，特別是涉及具有供水功能的冰箱。

背景技術：

隨著人們生活水平的不斷提高，對冰箱等家用電器的功能要求也越來越高。目前一些高端冰箱還有供應飲用水的功能，例如在冰箱門體上設置取水口，按照用戶的需求供應熱水或冰水。

現有高端冰箱的門體取熱水的結構多為冷藏門體內設置一個帶電加熱管的熱水壺，冷水進入熱水箱后，電加熱管工作，當熱水箱內的溫度傳感器檢測到水溫達到設定溫度時斷掉加熱管的電源，停止加熱。

熱水箱內的熱水溫度多在85度左右，而冷藏室內溫度在2至8度之間，由于受限于門體厚度的因素，熱水箱的保溫無法做到非常周全，因而熱水箱在冷藏室內相當一個恒定熱源，所以其會帶來兩個主要的問題：一方面會造成冷藏室內溫度不均，壓縮機需要頻繁開停制冷，以保證冷藏室內溫度，整機能耗過高；另一方面熱水箱內水溫下降過快，加熱管需要頻繁加熱保持溫度恒定。此兩項問題都會導致冰箱的整機能耗變高。

技術實現要素：

本發明的一個目的是要提供一種具有供水功能的冰箱。

本發明一個進一步的目的是要使得具有供水功能的冰箱的能耗降低。

本發明另一個進一步的目的是要提高冰箱的制冰速度。

特別地，本發明提供了一種具有供水功能的冰箱，其包括：箱體，其內限定有儲物間室；門體，設置于箱體前側，用于開閉儲物間室，并且門體上設置有取水口；制冷系統，利用壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器構成壓縮式制冷循環，并配置成向儲物間室提供冷量；供水系統，設置于冰箱內部，并且配置成向取水口供水，該供水系統包括：換熱器，其配置成利用冷凝器釋放出的熱量對供向取水口的水進行初步加熱。

可選地，供水系統還包括：第一儲水箱，其內設置有加熱器并與換熱器相連，以利用加熱器將經過換熱器初步加熱的水繼續加熱并儲藏。

可選地，箱體底部形成有壓縮機艙，用于布置壓縮機，并且換熱器、第一儲水箱、以及冷凝器的至少一部分均設置于壓縮機艙內。

可選地，上述冰箱還包括：第一溫度傳感器，用于感測第一儲水箱內的水溫，并且加熱器在第一儲水箱內的水溫達到預設的加熱溫度后，停止進行加熱。

可選地，上述冰箱還包括：三通進水閥，三通進水閥的進水口用于連接水源；三通進水閥的第一出水口連接換熱器；并且供水系統還包括：第二儲水箱，設置于儲物間室內，并且連接三通進水閥的第二出水口，以對水進行冷卻并儲存；以及混水閥，其進水口分別連接第一儲水箱和第二儲水箱，并且其出水口連接取水口，以按照設定溫度將來自于第一儲水箱的熱水和來自于第二儲水箱的冷水進行混合，并供向取水口。

可選地，上述冰箱還包括：過濾器，設置于三通進水閥的進水口處，以對來自于水源的水進行過濾。

可選地，上述冰箱還包括：第二溫度傳感器，用于感測混水閥的出水水溫；并且混水閥，還配置成根據出水水溫調節自身進水口的開度，以使出水水溫穩定于設定溫度。

可選地，上述冰箱還包括：制冰機，連接至換熱器，并配置成利用經過換熱器初步加熱的水進行制冰。

可選地，上述冰箱還包括：制冰供水閥，設置于制冰機以及換熱器之間，用于控制向制冰機的供水量。

可選地，上述冰箱還包括：冰水分配器，設置于門體上，冰水分配器的底部形成有取水口以及連通制冰機的取冰口。

本發明的具有供水功能的冰箱，由于利用制冷系統在向儲物間室供應冷量時冷凝器上產生的熱量向換熱器中的水進行傳熱，從而利用廢熱進行水的初步加熱，提高了熱量的利用效率，減小了加熱耗費的電能。

進一步地，本發明的具有供水功能的冰箱，將換熱器、第一儲水箱布置于壓縮機艙內，提高了第一儲水箱的保溫效果，避免加熱器頻繁啟動和長期運行。

進一步地，本發明的具有供水功能的冰箱，可以將初步加熱的水直接供向制冰機，充分利用“姆佩巴效應”加快制冰速度，克服了長久時間以來的冷水制冰的技術偏見。

根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是根據本發明一個實施例的具有供水功能的冰箱的功能框圖；

圖2是根據本發明一個實施例的具有供水功能的冰箱的示意性側面剖視圖結構圖；

圖3是根據本發明一個實施例的具有供水功能的冰箱的示意性正視圖；以及

圖4是根據本發明一個實施例的具有供水功能的冰箱中水路流向的示意圖。

具體實施方式

本實施例提供了具有供水功能的冰箱10，圖1是根據本發明一個實施例的具有供水功能的冰箱10的功能框圖，圖2是根據本發明一個實施例的具有供水功能的冰箱10的示意性側面剖視圖結構圖，圖3是根據本發明一個實施例的具有供水功能的冰箱10的示意性正視圖。如圖所示，該具有供水功能的冰箱10包括：箱體110，門體120、制冷系統、供水系統300。

箱體110可以包括箱體外殼、箱體內膽、隔熱層及附件，是冰箱10的外層結構，為了隔絕與外界的熱傳導，在箱體外殼和內膽之間一般設置有隔熱層。冰箱10的箱體結構直接影響冰箱本身的耗電量、外觀、壽命以及使用性能。箱體110內限定有至少一個前側敞開的儲物間室112，通常為多個，如冷藏室、冷凍室、變溫室等等。具體的儲物間室112的數量和功能可以根據預先的需求進行配置，在一些實施例中，冷藏室的保藏溫度可為2～9℃，或者可為4～7℃；冷凍室的保藏溫度可為-22～-14℃，或者可為-20～16℃。冷凍室設置于冷藏室的下方，變溫室設置于冷凍室和冷藏室之間。冷凍室內的溫度范圍一般在-14℃至-22℃。變溫室可根據需求進行調整，以儲存合適的食物，或者作為保鮮儲藏室。

門體120，設置于箱體110前側，用于開閉儲物間室112。門體120可以包括門板、門內膽、磁性門封和手柄及絞鏈(在采用鉸接方式時使用)，門體120可以通過鉸接的方式設置箱體110前部的一側，通過樞轉的方式開閉儲物間室112，門體120的數量可以與儲物間室112的數量匹配，從而可以將儲物間室112單獨開啟。例如可以為冷藏室、冷凍室、變溫室分別設置冷藏室門體、冷凍室門體、變溫室門體。在一些可選實施例中，門體120也可以采用平開門、對開門、側滑門、抽拉門等形式。

在本實施例的冰箱10的門體120上，設置有取水口410，該取水口410設置于冰箱門體120向內凹入的凹腔頂部，以供杯體從取水口410取水。在一些可選實施例中，取水口410可以設置于冰水分配器400上，并且取水口410可以通過各種操作機構進行操作，對出水進行開關，并且調節出水量和出水溫度。

制冷系統200，利用壓縮機210、冷凝器220、節流裝置230和蒸發器240構成壓縮式制冷循環，并配置成向儲物間室112提供冷量。壓縮機210是制冷循環的動力，它由電動機拖動而不停地旋轉，通過壓縮作用提高制冷劑蒸氣的壓力和溫度，創造將制冷劑蒸氣的熱量向外界環境介質轉移的條件。冷凝器220是一個熱交換設備，利用環境冷卻介質將來自壓縮機210的高溫高壓制冷蒸氣的熱量帶走，使高溫高壓制冷劑蒸氣冷卻、冷凝成高壓常溫的制冷劑液體。節流裝置230將高壓常溫的制冷劑液體通過降壓得到低溫低壓制冷劑，常用的節流裝置包括毛細管、節流閥等。蒸發器240也是一個熱交換設備，節流后的低溫低壓制冷劑液體在其內蒸發(沸騰)變為蒸氣，吸收被冷卻環境中的熱量，使溫度下降，達到冷凍、冷藏食品的目的。

該冰箱10為家用壓縮式直冷冰箱時，蒸發器240可設置于冰箱內膽的后壁面外側或內側。當該冰箱10家用壓縮式風冷冰箱時，箱體110內還具有蒸發器室，蒸發器室通過風路系統與儲物間室112連通，且蒸發器室內設置蒸發器240，出口處設置有風機，以向儲物間室112進行循環制冷。由于此類箱體110、門體120、制冷系統200本身是本領域技術人員習知且易于實現的，為了不掩蓋和模糊本申請的發明點，后文對箱體110、門體120、制冷系統200本身不做贅述。

供水系統300，設置于冰箱10內部，并且配置成向取水口410供水，其可以使用自來水、外置或內置水箱作為水源302，對水源302的水進行加熱、制冷等一系列處理，以實現向用戶提供飲用水的功能。該供水系統300包括換熱器310。其配置成利用冷凝器220釋放出的熱量對供向取水口410的水進行初步加熱。在現有技術中冷凝器220一般貼靠于箱體外殼，利用箱體外殼向外釋放熱量。在本實施例中，冷凝器220的部分管路作為換熱器310的熱源。該換熱器310可以采用間壁式換熱器，將冷凝器220中的制冷劑通過壁面的導熱與水進行換熱，其可以采用管殼式、套管式和其他型式的結構。

箱體110底部形成有壓縮機艙114，用于布置壓縮機210。在本實施例中，可以將換熱器310以及冷凝器220的至少一部分均設置于壓縮機艙114內。充分利用壓縮機艙114的空間，同時保證了換熱器310的隔熱能力。

換熱器310對水進行預熱，經過初步加熱的水可以送向設置加熱器324的第一儲水箱320、制冰機350等，以供進行后續處理。圖4是根據本發明一個實施例的具有供水功能的冰箱10中水路流向的示意圖。

該供水系統300還可以設置有第一儲水箱320、第一溫度傳感器322、三通進水閥306、第二儲水箱330、過濾器304、第二溫度傳感器341，另外該供水系統300還可以根據需要設置水閥、水泵、水位傳感器等輔助部件，由于這些輔助部件的作用和結構是本領域技術人員所習知的，在本實施例中不進行詳盡說明。

第一儲水箱320內設置有加熱器324以及第一溫度傳感器322，以利用加熱器324將經過換熱器310初步加熱的水繼續加熱并儲藏，第一溫度傳感器322，用于感測第一儲水箱320內的水溫，并且加熱器324在第一儲水箱320內的水溫達到預設的加熱溫度后，停止進行加熱。第一儲水箱320也可以布置于壓縮機艙114內。利用壓縮機艙114進行第一儲水箱320的保溫。該加熱器324可以使用電磁加熱器、紅外線加熱器、電阻加熱器，具體的規格和類型可以根據需求進行設置。第一儲水箱320作為供水系統300的熱水箱。

三通進水閥306的進水口用于連接水源302，該水源302可以是自來水也可以是冰箱10的內置或者外置水箱；三通進水閥306的第一出水口連接換熱器310，三通進水閥306的第二出水口連接第二儲水箱330。三通進水閥306可以受控地導通或關閉，從而向第一儲水箱320和第二儲水箱330進行補水。第二儲水箱330可以設置于儲物間室112內(一般為冷藏間室或者與冷藏間室相鄰的門體120上)，作為冷水箱。

來自水源302的水需要經過過濾器304的過濾，以保證能夠達到飲用水的標準。

混水閥340的進水口分別連接第一儲水箱320和第二儲水箱330，并且其出水口連接取水口410，以按照設定溫度將來自于第一儲水箱320的熱水和來自于第二儲水箱330的冷水進行混合，并供向取水口410。第二溫度傳感器341用于感測混水閥340的出水水溫，冰箱10可以在門體120上設置控制按鈕等溫度設定裝置，以用于接收用戶的設定溫度指令，從而調整混水閥340兩個進水口的開度。混水閥340可以根據出水水溫調節自身進水口的開度，以使出水水溫穩定于設定溫度。

上述三通進水閥306和混水閥340可以均使用電磁閥，按照控制信號自動進行開關和開度。

另外，本實施例的冰箱10還可以具有制冰功能。冰箱10還設置有制冰機350，制冰機350通過制冰供水閥352、流量計354連接至換熱器310，利用利用經過換熱器310初步加熱的水進行制冰。制冰供水閥352設置于制冰機350以及換熱器310之間，用于控制向制冰機350的供水量。

按照一般的技術認識，認為溫度越冷的水制冰速度應該越快，因此在現有的冰箱制冰方案中，一般是利用常溫的水或者將常溫的水進行冷卻后進行制冰，認為這樣耗費的制冰電能最少，而且制冰效率最高，然而經過測試，實際上并非如此。本實施例的冰箱10，首次將“姆佩巴現象”應用于冰箱制冰技術中，并進行了實際測試，結果發現來自于換熱器310的溫度稍高的水的制冰速度確實高于常溫的水或者冷卻后的水。因此本實施例的冰箱10的制冰用水并非來自于作為冷水箱的第二儲水箱330，而是利用經過初步加熱的熱水進行制冰。姆潘巴現象(Mpemba effect)，又名姆佩姆巴效應，指在同等容器、同等體積、同等冷卻環境下，溫度略高的液體比溫度略低的液體先結冰的現象。對于姆佩巴現象，物理學家曾提出幾種可能的假設，甚至現有技術中還有人并不認可姆佩巴現象，認為這種效應并不可靠。然而經過發明人的實際測試，來自于換熱器310的溫度稍高的水的制冰速度確實高于常溫的水或者冷卻后的水，盡管也沒有超出該現象的具體原因，然而并不影響將該技術應用于冰箱制冰中。

制冰供水閥352和流量計354用于控制供向制冰機350的水量。在一些可選實施例中，制冰機350可以包括制冰位，需要準確地向空的制冰位提供精確水量，以避免水溢出或者制冰位注水不滿。制冰機350可以設置在冷凍室內，當制冰執行時，控制制冰供水閥352打開，通過流量計354對注入的水進行計量，在注水量達到一定設定量后，制冰供水閥352關閉，在制冰機350切換至下一空的制冰位，重復對制冰供水閥352以及流量計354進行控制，以對下一制冰位注水。

制冰機350可以利用制冰通道將制成的冰塊供向門體120上的取冰口420。在一些可選實施例中，取水口410和取冰口420可以相鄰設置，例如并排設置。在另一些實施例中，還可以在門體120上設置冰水分配器400。該冰水分配器400的底部形成有取水口410以及連通制冰機350的取冰口420。冰水分配器400可以采用左右排列或者前后排列的方式布置取水口410和取冰口420。

冰水分配器400上設置有出冰開關和出水開關。出水開關用于接收取水指令。當出水開關接收到取水指令時，控制打開取水口410。當出冰開關接收到取冰指令時，控制打開取冰口420。出冰開關和出水開關可以采用按壓開關、壓舌結構實現。另外冰水分配器400還可以具有水溫調節機構，供用戶設置取水口410的出水溫度，從而控制混水閥340相應改變開度。

本實施的冰箱10的優點至少包括：換熱器310和第一儲水箱320均設置在壓縮機艙114內，保溫效果好。換熱器310可以吸收冷凝器220的廢熱將常溫水加熱至一定溫度(例如60度)度，然后在第一儲水箱320中。若用戶需求的水溫低于60度，第一儲水箱320上的加熱器324不工作，熱水直接進混水閥340，與第二儲水箱330內的冷水混合至用戶所需的溫度出水。

若用戶需求的水溫高于換熱器310的出水溫度，則第一儲水箱320內的加熱器324啟動，對第一儲水箱320內的水加熱至較高溫度(例如85度或以上)，然后進混水閥340混合至用戶所需溫度出水。加熱器324對經過換熱器310初步加熱的水進行二次加熱所需的電能顯然小于直接對水源302的常溫水進行加熱所需的電能。而且避免了加熱器324頻繁持續工作，大大降低了能耗。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。