一變溫表面和第二變溫表面的半導體制冷片。半導體制冷片配置成在制冰過程(即制冰盒中的水吸收冷量凝固成冰的過程)中受控地通過其第一變溫表面向制冰盒提供冷量以制冰。制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)配置成在制冰過程中受控地向第二變溫表面提供冷量以對其散熱。
[0061]在現(xiàn)有的制冰裝置領(lǐng)域，通常僅采用半導體制冷片和制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)(或者稱為壓縮制冷系統(tǒng)或稱為蒸發(fā)器制冷系統(tǒng))中的一種為制冰盒提供冷量。而在利用半導體制冷的制冰裝置領(lǐng)域，本領(lǐng)域技術(shù)人員尚未意識到需要利用制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)對半導體制冷片的制熱表面進行散熱，以獲得透明冰塊。本發(fā)明實施例的冰箱1，由于在制冰過程中利用半導體制冷片冷端為制冰盒提供制冰的冷量，同時利用制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)為半導體制冷片的熱端進行散熱，從而使半導體制冷片的冷端能夠達到更低的低溫，從而實現(xiàn)快速制冰。
[0062]如本領(lǐng)域技術(shù)人員可意識到的，制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)通常包括蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、節(jié)流元件(膨脹閥或毛細管)，蒸發(fā)器經(jīng)由冷媒配管與壓縮機、冷凝器、節(jié)流元件連接，構(gòu)成制冷循環(huán)回路，在壓縮機啟動時降溫。
[0063]在本發(fā)明一些實施例中，例如在圖1所示的冰箱1中，制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)采用“直冷”的方式為半導體制冷片的第二變溫表面提供冷量以對其散熱。即，制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)還包括在儲物間室200中單獨設(shè)置的制冰蒸發(fā)器70，將制冰蒸發(fā)器70與半導體制冷片43的第二變溫表面直接或間接熱接觸(例如下文提到的制冰蒸發(fā)器70通過導熱塊60與第二變溫表面熱接觸)，從而對其進行散熱。
[0064]參見圖1，制冰蒸發(fā)器70例如可固定設(shè)置在儲物間室200的后壁上，制冰裝置100可放置在制冰蒸發(fā)器70之上，并使半導體制冷片的第二變溫表面直接或間接與制冰蒸發(fā)器70熱接觸。
[0065]對于圖1所示的實施例，儲物間室200可包括冷藏室和冷凍室。設(shè)置制冰裝置100的儲物間室200優(yōu)選為冷凍室。
[0066]圖2是圖1所示冰箱1中的制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)的示意性原理圖。對于包括冷藏室300和冷凍室200的冰箱1而言，參見圖2，其制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)可包括壓縮機601，冷凝器602，除露管603，干燥過濾器604，冷藏毛細管，冷凍毛細管，制冰毛細管，儲液包606，冷藏蒸發(fā)器608、冷凍蒸發(fā)器607、制冰蒸發(fā)器70，以及用于加快冷量/熱量散發(fā)的風機612、617、618。制冷劑通過壓縮機601流經(jīng)冷凝器602，再通過除露管603流至干燥過濾器604，進而流至一進三出的電磁閥605，而后通過電磁閥605將制冷劑分流至冷藏毛細管、冷凍毛細管、制冰毛細管，以分別進入冷藏蒸發(fā)器608、冷凍蒸發(fā)器607、制冰蒸發(fā)器70。流經(jīng)冷藏蒸發(fā)器608后的混合有液態(tài)制冷劑的氣態(tài)制冷劑進一步流經(jīng)冷凍蒸發(fā)器607以將制冷劑全部轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑，氣態(tài)制冷劑通過回氣管回至壓縮機601 ;流經(jīng)制冰蒸發(fā)器70的制冷劑經(jīng)儲液包606直接流回壓縮機601，完成一個制冷循環(huán)。
[0067]由前述可知，電磁閥605可用于導通或斷開制冰蒸發(fā)器70與制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)之間的通路。在一些實施例中，電磁閥605可配置成:在制冰過程中，導通制冰蒸發(fā)器70與制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)之間的通路，以對半導體制冷片的第二變溫表面進行散熱；在制冰結(jié)束后，斷開制冰蒸發(fā)器70與制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)之間的通路。
[0068]具體地，當制冰裝置100開始制冰時，若壓縮機601處于啟動狀態(tài)，則電磁閥605導通制冰毛細管，使制冷劑可流至制冰蒸發(fā)器70。當制冰結(jié)束后，電磁閥605斷開制冰蒸發(fā)器70與制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)之間的通路。當制冰裝置100開始制冰時，若壓縮機601處于關(guān)停狀態(tài)，則啟動壓縮機601，電磁閥605導通制冰毛細管，制冷劑全部流經(jīng)制冰蒸發(fā)器70返回壓縮機601。當制冰結(jié)束后，電磁閥605斷開制冰蒸發(fā)器70與制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)之間的通路。如果冷藏室和冷凍室均不需制冷的話，則可關(guān)停壓縮機601。
[0069]圖3是圖1所示冰箱中的制冰裝置100的示意性結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3所示制冰裝置100的示意性分解圖；圖5是圖3所示制冰裝置100的示意性剖視圖；圖6是圖3所示制冰裝置100的示意性剖視圖。參見圖3-圖6，制冰盒10的上表面開口，可通過注水裝置(圖中未示出)向制冰盒10內(nèi)注水。制冰盒10內(nèi)分隔形成至少一個開口向上的制冰格11，以容納水來制作冰塊。通常，制冰盒10內(nèi)可分隔形成多個制冰格11，例如4個、6個等。多個制冰格11可沿制冰裝置100的長度方向排列設(shè)置。制冰盒10可由第一導熱材料制成。
[0070]制冰裝置100還可包括拔冰桿20，其上設(shè)置有與至少一個制冰格11對應的至少一個葉片，以在制冰格11內(nèi)的冰塊與制冰格11相脫離后移除制冰格11內(nèi)的冰塊。當制冰結(jié)束后(即形成冰塊后)，且制冰格11中的冰塊與制冰盒10脫離后，可由電機(圖中未示出)帶動拔冰桿20轉(zhuǎn)動，從而將制冰格11中的冰塊移出制冰盒10。在替代性實施例中，也可由電機帶動制冰盒10旋轉(zhuǎn)，通過拔冰桿20將制冰格11內(nèi)的冰塊移出。
[0071]特別地，制冰裝置100還可包括導熱塊60。導熱塊60由第二導熱材料制成，設(shè)置在制冰盒10的底部。第一導熱材料和第二導熱材料優(yōu)選為金屬材料，更優(yōu)選地為鋁或鋁基合金，從而具有較好的導熱性。第一導熱材料和第二導熱材料可以相同，也可以不同。半導體制冷片43設(shè)置在制冰盒10的下表面與導熱塊60的上表面之間，半導體制冷片43的相對的第一變溫表面和第二變溫表面分別與制冰盒10的下表面和導熱塊60的上表面熱接觸。
[0072]制冰蒸發(fā)器70與導熱塊60的下表面熱接觸，用于在制冰過程中將冷量傳導至導熱塊60，從而對半導體制冷片43的第二變溫表面進行散熱。制冰蒸發(fā)器70可具有任意形狀，在優(yōu)選的實施例中，制冰蒸發(fā)器70為盤形蒸發(fā)器。在圖1示出的實施例中，制冰蒸發(fā)器70具有U形管狀結(jié)構(gòu)。相應地，參見圖3，導熱塊60的下表面形成向上凹陷的U形凹槽，用于套裝在制冰蒸發(fā)器70上。導熱塊60的下表面在U形凹槽周邊的區(qū)域形成多個向上凹陷的格腔62，以增大強度和散熱面積，提高導熱塊60的溫度均勻性。
[0073]該實施例的制冰裝置100，通過在由第一導熱材料制成的制冰盒10的下表面設(shè)置半導體制冷片43，從而可將半導體制冷片43產(chǎn)生的冷量快速地通過制冰盒10傳遞至其內(nèi)部的水中，從而有利于增加水的冷卻速度，實現(xiàn)快速制冰。
[0074]在一些實施例中，制冰裝置100僅可設(shè)置一個半導體制冷片43，一個半導體制冷片43同時與制冰盒10的多個制冰格11的底壁熱接觸，從而同時為多個制冰格11提供冷量。在優(yōu)選的實施例中，制冰裝置100可設(shè)置多個半導體制冷片43，半導體制冷片43的數(shù)量可與制冰格的數(shù)量相同，每個半導體制冷片43的第一變溫表面與一個制冰格11的底壁下表面熱接觸。由于每個半導體制冷片43為一個制冰格11提供冷量，從而可提高制冰速率。在圖4所示的實施例中，半導體制冷片43與制冰格11的數(shù)量均為6個。
[0075]進一步地，半導體制冷片43還配置成:在制冰結(jié)束后使其第一變溫表面作為溫度升高的制熱表面，以對制冰盒10加熱從而使制冰格11內(nèi)的冰塊與制冰格11相脫離。也就是說，在制冰過程中，與制冰盒10的下表面熱接觸的第一變溫表面作為冷端產(chǎn)生冷量，從而使半導體制冷片43產(chǎn)生的冷量傳遞至制冰盒10以供水凝結(jié)成冰；相應地，與導熱塊60的上表面熱接觸的第二變溫表面作為熱端產(chǎn)生熱量。在制冰結(jié)束后，需要將形成好的冰塊與制冰格11相脫離，此時，半導體制冷片43使其與制冰盒10的下表面熱接觸的第一變溫表面產(chǎn)生熱量，從而使半導體制冷片43產(chǎn)生的熱量傳遞至制冰盒10，有利于制冰格11中制得的冰塊與制冰格11相脫離，從而實現(xiàn)快速脫冰；相應地，與導熱塊60的上表面熱接觸的第二變溫表面產(chǎn)生冷量。
[0076]參見圖4，為了便于安裝，導熱塊60的上表面向下凹陷形成至少一個第一凹槽62，每個半導體制冷片43部分嵌入一個第一凹槽62中。制冰盒10的下表面與導熱塊60的上表面之間不接觸設(shè)置，從而防止導熱塊60向制冰盒10傳遞熱量。
[0077]下面，參見圖1至圖6來說明具有上文所述結(jié)構(gòu)的冰箱1的制冰過程。
[0078]首先，啟動壓縮機601，電磁閥605導通制冰蒸發(fā)器70與制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)之間的通路。此時半導體制冷片43接通電源開始工作。由于半導體制冷片43的第一變溫表面制冷時，其第二變溫表面同時散發(fā)出大量的熱量，這時制冰蒸發(fā)器70可瞬間將第二變溫表面散發(fā)的熱量循環(huán)至壓縮機601。作為半導體制冷片70冷端的第一變溫表面的溫度可基本達到_40°C以下(由于用于為第二變溫表面散熱的制冰蒸發(fā)器70的溫度至少可達到_35°C，從而可使第一變溫表面進一步降溫至_40°C以下)，進而使制冰盒10表面溫度瞬間降低。然后，向制冰盒10中注水，由于制冰盒10表面溫度可以達到-40°C以下，與制冰盒10表面接觸的水可以瞬間結(jié)冰。當冰塊達到要求大小時，關(guān)停壓縮機601，和/或電磁閥605斷開制冰蒸發(fā)器70與制冷劑循環(huán)型制冷系統(tǒng)之間的通路。通過半導體制冷片70電流的極性開關(guān)將其熱端和冷端對調(diào)，即，使第一變溫表面作為熱端散發(fā)熱量，第二變溫