蓄冷蓄热组合式恒温设备及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷装置，尤其涉及一种蓄冷蓄热组合式恒温设备及控制方法。
【背景技术】
[0002]随着现代医学的发展及各类流行病的控制需要，各类新型药品、疫苗的应用愈发普及。此类医用材料通常对温度比较敏感，由此对于相应的冷链物流提出了更新更广泛的需求。其中，不同容积的医用冷藏箱产品是此类药品、疫苗材料存储、运输的重要保存设备，对于保障药品、疫苗安全意义重大。
[0003]通常，疫苗必须存储在+2°C到+8°C之间，但是，由于药品、疫苗等医用材料物流冷链过程复杂，可能遇到多种场合，例如车载运输过程、偏远无正常电力供应的乡村、四五十度的高温环境、零度左右的仓储环境等等。这种复杂多变的环境对于药品、疫苗的恒温保存提出了严苛的挑战，每年因为温度原因造成的药品、疫苗失效浪费十分巨大。因此，如何设计一种实现恒温冷藏存储，提高药品、疫苗冷链过程的安全性的制冷设备是本发明所要解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种蓄冷蓄热组合式恒温设备及控制方法，实现恒温冷藏存储，提高了药品、疫苗冷链过程的安全性。
[0005]本发明提供的技术方案是，一种蓄冷蓄热组合式恒温设备，包括保温箱体、压缩机、蒸发器和冷凝器，所述压缩机、所述蒸发器和所述冷凝器连接形成制冷回路，所述保温箱体中还设置有储物腔体，还包括蓄冷模块和蓄热模块，所述蓄冷模块包括相变蓄冷部件和热管，所述热管位于所述储物腔体中，所述热管的一端部插入在所述相变蓄冷部件中或贴在所述相变蓄冷部件表面，所述蒸发器与所述相变蓄冷部件热传导连接；所述蓄热模块包括电加热部件和相变蓄热部件，所述电加热部件与所述相变蓄热部件热传导连接，所述相变蓄热部件位于所述储物腔体中，所述相变蓄冷部件中设置有相变蓄冷材料，所述相变蓄热部件中设置有相变蓄热材料。
[0006]进一步的，所述储物腔体上设置有导热板，所述热管贴在所述导热板上；或者所述储物腔体为金属导热胆体，所述热管贴在所述储物腔体上。
[0007]进一步的，所述热管的端部连接在所述相变蓄冷部件的底部。
[0008]进一步的，所述蒸发器位于所述相变蓄冷部件中，所述蒸发器包括多片蒸发板，所述蒸发板并排设置，相邻两片所述蒸发板之间的距离为20mm至50mm，所述蒸发器与所述相变蓄冷部件的侧壁和底部之间的距离为30mm至50mm。
[0009]进一步的，所述相变蓄冷部件和所述相变蓄热部件分别设置有温度传感器。
[0010]进一步的，所述蓄热模块还包括导热外壳，所述电加热部件和所述相变蓄热部件封装在所述导热外壳中，所述导热外壳设置在所述储物腔体中。
[0011]进一步的，所述导热外壳中还设置有与所述电加热部件连接的热保护开关。
[0012]进一步的，所述相变蓄冷部件和所述储物腔体之间设置有密封隔热板，所述热管穿过所述密封隔热板。
[0013]本发明还提供一种蓄冷蓄热组合式恒温设备控制方法，采用上述蓄冷蓄热组合式恒温设备；控制方法包括通电状态控制方法和断电状态控制方法:
通电状态控制方法包括:
当相变蓄冷部件的温度高于相变蓄冷部件的蓄冷温度上限值时，压缩机通电运行制冷，冷量通过蒸发器传递给相变蓄冷材料，同时，相变蓄冷部件通过热管将冷量传递到储物腔体，以实现冷却功能；
当相变蓄热部件的温度低于相变蓄热部件的蓄热温度下限值时，电加热部件通电运行产生的热量，对相变蓄热材料进行加热蓄能，同时，通过相变蓄热部件的表面将热量传递到储物腔体，以实现保温功能；
断电状态控制方法包括:
相变蓄冷材料相变释放冷量，通过热管换热，实现长时间对储物腔体进行冷却的作用，使得蓄冷蓄热式恒温设备中储物腔体的温度低于存储温度上限值，同时，在储物腔体的温度低于相变蓄热材料的相变温度值时，相变蓄热材料相变释放热量以吸收储存空间多余的冷量，使得蓄冷蓄热式恒温设备中储物腔体的温度高于储存温度下限值。
[0014]优选的，蓄冷温度上限值随外界环境温度变化而反向变化，蓄热温度下限值随外界环境温度变化而反向变化。
[0015]本发明提供的蓄冷蓄热组合式恒温设备及控制方法，通过设置相变蓄冷部件和相变蓄热部件，蒸发器冷却相变蓄冷部件中的相变蓄冷材料，而电加热部件加热相变蓄热部件中的相变蓄热材料，由于相变材料在相变过程中，将持续储存或释放能量，从而可以在有能源供应时快速储存大量能量；在无能源供应时长时间的确保储物腔体中能够保持稳定的存储温度，避免储物腔体的存储温度变化幅度过大，实现恒温冷藏存储，提高了药品、疫苗冷链过程的安全性。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本发明蓄冷蓄热组合式恒温设备实施例的结构示意图一；
图2为本发明蓄冷蓄热组合式恒温设备实施例的结构示意图二 ；
图3为本发明蓄冷蓄热组合式恒温设备实施例中蓄热模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]如图1所示，本实施例蓄冷蓄热组合式恒温设备，包括保温箱体1、电能供给装置(未图示)、压缩机2、蒸发器3和冷凝器4，压缩机2、蒸发器3和冷凝器4连接形成制冷回路，其中，蒸发器3和冷凝器4之间还设置有节流装置，保温箱体1中还设置有储物腔体12，本实施例蓄冷蓄热组合式恒温设备还包括蓄冷模块和蓄热模块，蓄冷模块包括变蓄冷部件11和热管5，蒸发器3与相变蓄冷部件11热传递连接，储物腔体12上还设置有热管5，热管5的一端部插入在相变蓄冷部件11中或贴在相变蓄冷部件11的表面进行热交换，所述蓄热模块包括电加热部件61和相变蓄热部件62，所述电加热部件61与所述相变蓄热部件62热传导连接，所述相变蓄热部件62位于所述储物腔体12中，所述相变蓄冷部件11中设置有相变蓄冷材料，所述相变蓄热部件62中设置有相变蓄热材料，电能供给装置与压缩机2和电加热部件61连接。其中，相变蓄热材料的相变温度值高于相变蓄冷材料的变温度值。
[0020]具体而言，本实施例蓄冷蓄热组合式恒温设备中设置有相变蓄冷部件11和相变蓄热部件62，而相变蓄冷部件11中的相变蓄冷材料用于存储冷量，而相变蓄热部件62中相变蓄热材料用于存储热量，通过相变蓄冷部件11和相变蓄热部件62相互配合，可以满足在较大环温变化范围内(例如环温45°C至-10°C)，本实施例蓄冷蓄热组合式恒温设备保持长时间的恒温存储。其中，相变蓄冷材料可以采用相变点温度在0°C左右的材料，例如:水等；而相变蓄热材料可以采用相变点温度介于3至6°C之间的相变材料，例如:分子式为CnH2n+2的烷烃类混合物，其相变温度范围窄(约为4至5°C )，相变潜热较大，利用少量材料即可存储较多热量，满足冷藏箱在较长能源中断情况下的温度维持需要。电能供给装置在能够提供电能时，压缩机2和电加热部件61根据需要通电运行，当相变蓄冷部件的温度高于相变蓄冷部件的蓄冷温度上限值时，压缩机2通电，蒸发器3直接对相变蓄冷部件11中的水进行制冷，使得相变蓄冷部件11中形成冰水混合状态，而插在相变蓄冷部件11中的热管5将相变蓄冷部件11中的冷量传给储物腔体12中进行制冷，维持储物腔体12在设定的温度范围内；当相变蓄热部件的温度低于相变蓄热部件的蓄热温度下限值时，电加热部件61通电，电加热部件61加热相变蓄热部件62，相变蓄热部件62在蓄热的同时将热量释放到储物腔体12中进行加热，维持储物腔体12在设定的温度范围内。而本实施例蓄冷蓄热组合式恒温设备的表现实体可以是如图1所示的立式制冷设备，也可以是如图2所示的卧式制冷设备。
[0021]其中，相变蓄冷部件11中设置有温度传感器(未图示)，温度传感器用于检测相变蓄冷部件11中的温度，以本实施例蓄冷蓄热组合式恒温设备中储物腔体12中的温度设定在冷藏温度为例，则将相变蓄冷部件11中的蓄冷温度设定为_2°C至2°C，即当相变蓄冷部件11中的温度达到_2°C以下时，压缩机2停机；当相变蓄冷部件11中的温度回升至2°C以上时压缩机2开机，这样可以保证相变蓄冷部件11中的温度中大部分水的冻结，同时又不至于因冻结温度过低，导致全部的水完全冻结，可以防止因相变蓄冷部件11中的水完全冻结导致相变蓄冷部件11膨胀变形损坏及可能引起的储物腔体12内的温度过低的风险。另外，为了避免相变蓄冷部件11与储物腔体12之间直接进行热交换而影响储物腔体12内的温度设定，保温箱体1中设置有隔热板10，隔热板10将保温箱体1分为上安装腔和下安装腔，相变蓄冷部件11位于上安装腔中，储物腔体12位于下安装腔中，相变蓄冷部件11与储物腔体12由隔热板10隔离开，使得两者之间的热交换完全热管5完成。而利用热管5自身特性，还可以实现储物腔体12内制冷温度调节控制功能，对于热管5而言，通常有最小传热温差特性，即在传热过程中，热管5的冷凝段与蒸发段存在传热温差，当小于这个温差时，其传热能力快速下降；最小传热温差与热管5的类型、结构、工质等因素有关，可以根据