專利名稱：一種節(jié)能冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷與空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型節(jié)能冰箱，特別是利用納米材料提高系統(tǒng)性能的節(jié)能冰箱。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，冰箱早已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚募矣秒娖?。然而在環(huán)境、能源等問題日趨嚴峻的今天，如何兼顧環(huán)保和節(jié)能是冰箱技術(shù)的重要發(fā)展方向。納米材料由于尺度效應和表面效應等特殊性質(zhì)，其熱、光、聲、電(磁)等功能特性 與常規(guī)材料不同，特別是在傳熱和摩擦潤滑領(lǐng)域，對這些性能的研究和合理利用越來越受到學術(shù)界和新技術(shù)研究開發(fā)者的關(guān)注。相關(guān)研究表明，添加一定量的納米材料能夠明顯提高制冷工質(zhì)的傳熱性能；納米材料可改善HFCs制冷劑與礦物冷凍油的互溶性；納米材料還有望在壓縮機耐磨性、減小噪音等方面發(fā)揮作用。目前，針對納米材料在制冷領(lǐng)域的應用國內(nèi)已經(jīng)開展了一些研究。北京建筑工程學院王瑞祥教授的研究小組曾利用納米材料來改善礦物油與HFCs制冷劑的互溶性，其相關(guān)發(fā)明有(1)CN03136726. 7號專利公開了一種改善冷凍機油與制冷劑相溶性的方法，并提供了相應的冷凍機油，其所提供的方法是將含鈦(鑰、鎳、鋯、鑭)元素的納米粒子改性，然后將改性后的納米粒子加入到礦物基冷凍油中，從而達到改善礦物油與制冷劑相溶性的目的；(2) 200710098919. 9號專利則提供了可分散于烷基苯冷凍機油的納米鐵酸鎳微粒的改性制備方法，同時還提供了相應的烷基苯冷凍機油和其制備方法。上海交通大學丁國良課題組對納米制冷劑的換熱特性、熱流動特性進行了實驗研究，相關(guān)發(fā)明有(1)納米制冷劑及其氣液兩相傳熱壓降性能實驗裝置，專利號200510025945. X，該發(fā)明內(nèi)容主要為納米制冷劑的氣液兩相傳熱壓降性能實驗裝置；(2)制冷系統(tǒng)納米粒子充灌裝置，專利號200610023228. 8，該發(fā)明提供了一種將納米材料加入制冷系統(tǒng)的裝置。以上提及的專利項目均是局限在具體的工質(zhì)或?qū)嶒炑b置中的研究，不具備對具體工業(yè)產(chǎn)品的針對性。本發(fā)明直接以家用冰箱作為平臺，獲得了一套完善的納米節(jié)能冰箱系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種節(jié)能冰箱?；谶@一目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案一種節(jié)能冰箱，包括依次連接成回路的壓縮機、冷凝器、毛細管和蒸發(fā)器，冷凝器與毛細管之間串接有納米材料充注球，充注球內(nèi)裝有經(jīng)過表面改性的無團聚納米材料。所述充注球內(nèi)的納米材料為改性納米Ti02、A1203、Cu、CuO或碳納米管，其粒徑為10_50nm。充注球內(nèi)的納米材料經(jīng)過如下改性在納米材料粉體中加入足量分散劑,經(jīng)過1-2個小時的研磨后烘干即可。表面改性能夠明顯改善納米材料在制冷劑或冷凍油中的分散效果。壓縮機的工藝口處連有納米制冷劑或納米冷凍油充注管路，充注管路上依次裝有壓力傳感器和兩通閥，另一端與三通管相連，三通管的另外兩個支口分別通過管道與真空泵和待充液容器相連，管道上均 設有兩通閥。所述納米制冷劑和納米冷凍油是在制冷劑或冷凍油中添加有ο. οΓιον%干燥的納米Ti02、Α1203、Cu、CuO或碳納米管，并加入足量分散劑混合均勻，超聲波震蕩4飛小時即得。用體積百分比來計量納米材料的添加量是目前國際上通行的做法，實踐中對納米材料仍然是量取質(zhì)量，然后按密度換算為體積。所述分散劑選用HLB值在3飛間的非離子表面活性劑。所述分散劑選用油酸二乙醇酰胺(0DEA)、失水山梨醇單油酸酯(SPAN-80)、失水山梨醇單月桂酸酯(SPAN-20)、烷基酚聚氧乙烯醚-7 (S0PE-7)或聚氧乙烯壬基苯酚醚-10(0Ρ-10)。所述冷凍油選用礦物冷凍油或合成類酯類油，所述制冷劑選用R600a、R134a或混合制冷劑。所述充注球選用銅或鋁材質(zhì)，通過焊接或螺紋連接的方式連入冰箱系統(tǒng)，以保證密封良好。本發(fā)明通過納米材料充注球，將一定量的納米材料引入冰箱制冷系統(tǒng)在冰箱啟動運行過程中，充注球中的納米粉體隨制冷劑流體進入循環(huán)系統(tǒng)，逐漸混合均勻并產(chǎn)生節(jié)能效果。本發(fā)明還可通過壓縮機工藝口處的納米材料充注管路，將添加有納米材料的冷凍油或制冷劑充入冰箱系統(tǒng)，進一步提升冰箱的節(jié)能效果。本發(fā)明節(jié)能冰箱配置的納米材料充注球和納米材料充注管路，不僅結(jié)構(gòu)簡單，更重要的是不會對現(xiàn)有的冰箱結(jié)構(gòu)造成顯著影響，具有極強的實用性。為評價節(jié)能效果，本發(fā)明針對其所提供的節(jié)能冰箱進行了大量的測試實驗，實驗結(jié)果如圖3-9所示。其中圖3-7以R600a冰箱為實驗對象，考察了在制冷劑中添加納米TiO2前后冰箱壓縮機的吸排氣壓力和冰箱的冷凍能力變化。從圖3和圖4可以看出，冰箱壓縮機的吸、排氣壓力均有所降低，冰箱壓縮機的工作性能得到了改善；圖5表明向純質(zhì)制冷劑中添加納米TiO2能夠使冰箱的冷凍能力提高；圖6和7也顯示，添加納米材料之后，冷藏室和冷凍室的溫度均有一定程度的降低。按照國家標準GB/T8059. Γ3 - 1995，本發(fā)明還對添加了 Cu納米材料的R600a冰箱進行了性能測試，納米材料通過制冷劑引入冰箱系統(tǒng)，實驗結(jié)果如表I所示。從表I可以看出，添加Cu納米材料之后，冰箱的冷凍最低溫度降低，耗電量下降了 2 %。此外還測試了添加有CuO納米材料的R600a冷柜，納米材料通過冷凍油引入冷柜系統(tǒng)，納米CuO的濃度為O. lvol%o從表2的實驗數(shù)據(jù)可以看出，添加CuO納米材料后冷柜的節(jié)能效果明顯，節(jié)能分別達到了 7. 3%和9. 9%。表I添加Cu納米材料的R600a冰箱耗電量實驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能冰箱，包括依次連接成回路的壓縮機、冷凝器、毛細管和蒸發(fā)器，其特征在于，冷凝器與毛細管之間串接有納米材料充注球，充注球內(nèi)裝有經(jīng)過表面改性的無團聚納米材料。
2.如權(quán)利要求I所述的節(jié)能冰箱，其特征在于，所述充注球內(nèi)的納米材料為改性納米TiO2, A1203、Cu、CuO或碳納米管，其粒徑為10_50nm。
3.如權(quán)利要求2所述的節(jié)能冰箱,其特征在于,充注球內(nèi)的納米材料經(jīng)過如下改性在納米材料粉體中加入足量分散劑，經(jīng)過1-2個小時的研磨后烘干即可。
4.如權(quán)利要求I所述的節(jié)能冰箱，其特征在于，壓縮機的工藝口處連有納米制冷劑或納米冷凍油充注管路，充注管路上依次裝有壓力傳感器和兩通閥，另一端與三通管相連，三通管的另外兩個支口分別通過管道與真空泵和待充液容器相連，管道上均設有兩通閥。
5.如權(quán)利要求4所述的節(jié)能冰箱,其特征在于,所述納米制冷劑和納米冷凍油是在制冷劑或冷凍油中添加有0.0fl0V%干燥的納米Ti02、Al203、Cu、Cu0或碳納米管，并加入足量分散劑混合均勻，超聲波震蕩4飛小時即得。
6.如權(quán)利要求3或5所述的節(jié)能冰箱，其特征在于，所述分散劑選用HLB值在3飛間的非離子表面活性劑。
7.如權(quán)利要求6所述的節(jié)能冰箱，其特征在于，所述分散劑選用油酸二乙醇酰胺、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚-7或聚氧乙烯壬基苯酚醚-10。
8.如權(quán)利要求5或7所述的節(jié)能冰箱，其特征在于，所述冷凍油選用礦物冷凍油或合成類酯類油，所述制冷劑選用R600a、R134a或混合制冷劑。
9.如權(quán)利要求8所述的節(jié)能冰箱，其特征在于，所述充注球選用銅或鋁材質(zhì)，通過焊接或螺紋連接的方式連入冰箱系統(tǒng)。
全文摘要
一種節(jié)能冰箱，屬于制冷與空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型節(jié)能冰箱，特別是利用納米材料提高系統(tǒng)性能的節(jié)能冰箱。該節(jié)能冰箱包括依次連接成回路的壓縮機、冷凝器、毛細管和蒸發(fā)器，冷凝器與毛細管之間串接有納米材料充注球，充注球內(nèi)裝有經(jīng)過表面改性的無團聚納米材料。本發(fā)明通過納米材料充注球，將一定量的納米材料引入冰箱制冷系統(tǒng)在冰箱啟動運行過程中，充注球中的納米粉體隨制冷劑流體進入循環(huán)系統(tǒng)，逐漸混合均勻并產(chǎn)生節(jié)能效果。同時還可以利用與壓縮機工藝口相連的充注管路將添加有納米材料的冷凍油或制冷劑充入冰箱系統(tǒng)，以進一步提升冰箱的節(jié)能效果。
文檔編號C09K5/04GK102679603SQ20111006065
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者劉志剛, 李亮云, 畢勝山, 郭凱 申請人:河南新飛電器有限公司, 西安交通大學