电冰箱的优化设计
电冰箱的设计
前言通过丝管式冷凝器和平板式蒸发器的优化设计，借助制冷系统压缩机.冷凝器.蒸发器负荷匹配和毛细管制冷机流量匹配，通过提升冷凝器和蒸发器的热交换能力，借助两大换热器（冷凝器和蒸发器）中制冷剂管道的合理布置，从而提高系统制冷量，根据大学四年对制冷原理和制冷系统的学习理解进行了此设计，内容包括冰箱热负荷计算，压缩机选型，冷凝器的设计，蒸发器的设计，毛细管的长度计算等。
此设计系统地阐述家用小型冰箱的设计过程和设计内容。
通设计该冰箱的参数如下：有效容积为201L，工质为：R134a，温带型双门；使用条件：冰箱周围环境温度为18℃，相对湿度755%ϕ=±。
箱内温度：冷冻室温度t不高于-18o C，冷藏室平均温度为4℃。
箱内有效容积：总容积为201L，n其中冷冻室为60L，冷藏室为141L，采用上部冷藏室下部冷冻室的方式布置，制冷系统为单级蒸气压缩式制冷系统，冷却方式采用直冷式，冷冻室蒸发器采用平板式，冷藏室蒸发器也采用平板式，冷凝器采用丝管式冷凝器，采用毛细管作为节流元件。
1.电冰箱的总体布置1）使用条件：冰箱周围环境温度t a=18，相对湿度755%ϕ=±。
2）箱内温度：冷冻室温度t不高于-18o C，冷藏室平均温度t m=4℃n3）箱内有效容积：总容积为201L，其中冷冻室为60L，冷藏室为141L4）制冷系统为单级蒸气压缩式制冷系统，冷却方式采用直冷式，冷冻室蒸发器采用平板式，冷藏室蒸发器采用平板式，冷凝器采用丝管式冷凝器，采用毛细管作为节流元件。
5）箱体结构：外形尺寸为580mm×669mm×1479mm(宽×深×高)绝热层采用聚氨酯发泡。
其厚度根据理论计算和冰箱厂的实践经验选取，其值如表所示：1-1冷冻冷藏箱个面的绝热层厚度（mm）箱体结构图选用R134a做工质（1）润滑油选用合成的聚酯油作为系统的润滑油。
（2）干燥过滤器选用XH7型干燥过滤器。
家用电冰箱冷凝器设计的熵产分析与优化
家用电冰箱冷凝器设计的熵产分析与优化家用电冰箱是现代家庭生活中必不可少的家电之一，其主要功能是将食物和饮料保持在适当的温度下，延长其保鲜期。
冷冻箱通过使用压缩机和冷凝器等组件来实现制冷功能。
而其中的冷凝器则起到将高温高压气体冷却为低温低压气体的作用。
本文将对家用电冰箱冷凝器进行熵产分析和优化考虑，通过此项研究，能够改进冷凝器的设计，提高家用电冰箱的工作效率和节能性。
首先，我们来进行熵产分析。
熵产是在不可逆过程中产生的熵的增加量。
冷凝器在电冰箱中起到冷却高温高压气体的作用，使其转化为低温低压气体。
然而，在这个过程中会伴随着热量传递和能量损耗，以及热环境和外界条件的影响。
因此，熵产分析对于评估冷凝器的效率和性能至关重要。
从熵产的角度来考虑，我们可以将冷凝器分为两部分：直接熵产和不可逆熵产。
直接熵产是指在冷凝器中通过传热和传质过程产生的熵增加量。
不可逆熵产则是由于摩擦、压力损失和温度差等负面因素引起的熵增加量。
在冷凝器的设计和优化过程中，我们可以通过以下几点来减少熵产，提高其效率：1.增加冷凝面积：冷凝器的冷凝面积越大，热量传递的效率就越高。
因此，在设计中应该尽可能增加冷凝器的冷凝面积，可以考虑增加冷凝管的数量和长度，或者使用带有翅片的冷凝器管。
2.优化冷却介质流动：优化冷却介质的流动可以提高传热效率。
通过设计合理的冷却介质流动路径和流速，可以减少阻力和压力损失，提高冷却介质对冷凝管的冷却效果。
3.合理选择冷凝介质：冷凝器的工作效果和熵增加量也受到冷凝介质的选择影响。
选择具有较低沸点和热传导性能好的冷凝介质可以提高冷凝器的性能。
4.控制冷凝器的温度和压力差：在设计和使用过程中，应该控制冷凝器的温度和压力差，避免过高或过低的温度和压力差导致能量损耗和不可逆熵产增加。
通过以上措施的综合考虑和应用，我们可以对家用电冰箱冷凝器进行优化设计。
优化后的冷凝器可以提高电冰箱的制冷效果，降低能源消耗，提高家用电冰箱的工作效率和节能性。
冰箱启动噪音的分析与优化
钢板冰箱门体结构设计及优化研究
钢板冰箱门体结构设计及优化研究摘要：随着社会经济的不断发展，人们对日用消费品的功能性需求日益增加，这就促使了电冰箱的开发和设计朝着多样化的方向发展。
从冰箱门壳材料的选择上来说，大多数的冰箱门壳都是采用钢板材料，因为钢板材料保温性能好，强度高，使用寿命长。
但在电冰箱门体结构设计中，采用钢板制成的门也有其不足之处。
本文介绍了冰箱钢板门体与边卡配合的设计方式，并对冰箱门体产生裂纹的原因进行了分析，并对其结构进行了优化，以期为钢板冰箱门体的结构设计提供借鉴。
关键词：冰箱钢板门结构设计1 引言根据门板材质的不同，冰柜门分为玻璃门和钢板门两种。
与玻璃门相比，钢板门有很多优点，包括寿命更长，容易弯曲成型，价格更便宜，具有很强的市场竞争力[1]。
以此为基础，在冰箱的生产和销售环节中，钢板门冰箱始终处于一个领先位置。
然而，钢板门材质冰箱也有一个缺点，那就是在高温和低温的冲击下，很容易就会出现裂痕。
因此，优化冰箱中的门钢板结构成为了一个亟待解决的问题。
2 冰箱用钢板门体门边卡以及门外壳配合设计电冰箱门壳、门胆和门边卡是电冰箱门主要的门体结构。
ABS材料具有高强度，高韧性，耐腐蚀，耐高温，容易成型。
所以，在电冰箱门板的制造过程中，以ABS为主要原料。
在较高、较低温度条件下，ABS材料对减少门板裂纹的可能性和裂纹的程度都有一定的作用。
在钢板门的结构设计中，门边卡与门外壳之间的间隙匹配是一个关键问题。
在此基础上，在门边卡、门壳的横向和纵向装配间隙的设计中，一般采用紧配合的设计方法[2]。
在完成门外壳与门边卡的装配后，确保二者处于紧密配合的状态，在门体结构的外观方面呈现出良好的视觉效果。
但是，这样的设计方式也有其不足之处。
在高、低温度下，开关时，因为外壳体和门框之间没有空隙，所以门框会受到很大的压力，从而增大了匹配表面的应力，导致门框破裂。
3 冰箱用钢板门体高低温循环实验门体开裂原因简析在冰箱产品的开发阶段，必须通过型式实验来仿真产品在使用中所面临的各种情况，从而从各个部分到整个设备，来验证其结构和性能设计的合理性。
基于Fluent的风冷冰箱的风道结构优化设计
基于 Fluent的风冷冰箱的风道结构优化设计摘要：文章主要是分析了Fluent计算，在此基础上讲解了风道结构的优化情况，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：风冷冰箱；风道；结构优化1、前言当前人们生活质量的提升，使得电冰箱已经成为每家每户中必备的家电之一，风冷冰箱的出现代替了以往传统的直冷冰箱，其有着高效的制冷技术和主动除霜，已被人们所接受和应用。
2、实验目的首先，用于实验测试的冰箱是一款上冷冻下冷藏的风冷冰箱。
位于冰箱下方的冷藏间室只需要用风门控制风量来调节间室温度。
因为冰箱的冷藏间室容积较大，最小化冷藏间室顶部和底部的温差是风道设计的难点之一。
因此，如何合理地设计冷藏间室的空气入口和返回系统，如何合理地分配冷却空气，使冰箱冷藏间室上下的温度更均匀、温差更小。
3、Fluent分析计算3.1、物理模型框架总体积约为0.31m3。
在实际工作中，冷空气从制冷管的进气口通过制冷管输送到箱体，然后从上回风口流出。
风、道上的出风口对应于冷藏室的进风口。
由于物理模型的复杂性，在建立数值计算模型时进行了假设，并对研究对象在稳态条件下的温度场和流场分布进行了分析计算。
因此，在所有微分方程中都忽略了时间项的影响，通过实验得到了冷藏间室内空气的温度。
因此，边界条件是第一类边界条件，它忽略了冰箱内的相变过程。
冰箱中的空气被认为是干燥空气和牛顿流体，恒压比热容是恒定的，箱内空气流动形式为稳定的层流和无边界流动，箱内空气满足内壁表面的滑动边界条件，满足假设，即除密度外，液体的粘度耗散忽略不计，其它物质不变，密度仅考虑动量方程中的物质方程，各项中的剩余密度作为一个定常过程，低速流动的三维定常湍流模型选用k-epsilon模型。
3.2、网格划分Fluent meshing用于产生冰箱和空气管道的结构模型。
在网格生成之后，一个或多个网格节点可能不在不同的部分中实现，因此组件之间的网格采用内部连接。
网格总数约为3000000，网格偏度约为0.94，质量合格，检查网格质量并设置相关参数。
基于CAE的冰箱产品结构与外包装方案优化
使用CAE软件能够将产品包装设计和结构设计中的不足查找出来，从而有效的对其进行优化。
在冰箱的总成本中，包装占了很大的比例，但是却没有起到应有的效果。
电冰箱的包装质量直接影响到产品的开箱合格率和损坏率，如果能够对冰箱的包装质量进行改善，则能够有效地降低产品的维修成本和运输损坏率。
1基于CAE的冰箱左右侧垫包装结构优化冲击和戳穿是冰箱左右侧的主要破坏形式，可以使用横木撞击实验在实验室对其进行测试。
冰箱的外包装材料为EPS泡沫和纸箱，冰箱的结构件材料为PU发泡层、ABS、冷轧钢板。
纸板的耐破强度为1.765MPa，法向E为100MPa；垂直瓦楞的方向E为25MPa，沿瓦楞方向E为10MPa，因此最终E为1.3MPa。
冰箱包装件的包装板的瓦楞方向和包装间的结构方向改变之后，能够对外来的冲击能力进行抵抗[1]。
根据CAE技术，应该在能够抵抗外来冲击的基础上尽量节约材料的用量。
①戳穿CAE分析。
共有4种方案分析冰箱侧垫结构的纸板箱结构：纵向和横向的瓦楞板配合长圆孔和圆孔。
对结构尺寸参数进行改变，使用CAE软件来分析和评价戳穿，从而对结构进行优化。
中部开孔部位是测电最薄弱的区域，分别承受的顶荷载为20×60、20×40、20×20，区域均布荷载为250N。
②横木撞击CAE分析。
冰箱在遭受横木撞击之后不得出现机械变形和损伤，使用100×100的横木在相距1米处对冰箱进行撞击。
横向直板和纵向直板都能够通过撞击实验，根据分析结果，只要合理的搭配内泡沫垫和包装纸板箱，就能够承受横木撞击，提高产品的抵抗能力，并且节省材料用量。
2基于CAE的冰箱前后垫结构优化改变纸箱瓦楞的纵向方向，将其改为横向方向。
原有的前后垫宽度为400mm，现改进为200mm，原有的厚度为10mm，现在加到18mm，减少了5.7%的材料用量。
经过CAE分析，改进冰箱前后垫方案之后，其能够与泡沫进行更好的配合，有效地提高了其抵抗外来冲击的能力，顺利通过了横木撞击试验。
冰箱的改进方案及措施
冰箱的改进方案及措施1. 引言冰箱作为现代家庭中不可或缺的家电产品，对保鲜食物和饮品起着至关重要的作用。
然而，随着科技的发展和人们对生活品质要求的提高，传统的冰箱也面临一些挑战。
本文将从节能、智能化和健康方面，提出一些冰箱改进的方案和措施。
2. 节能方案节能是现代家电设计的重要原则之一。
对于冰箱来说，它每天需要长时间运转，因此减少能源的消耗对环保非常重要。
以下是一些节能方案和措施。
2.1. 优化冷冻系统冷冻系统是冰箱最重要的组成部分之一。
优化冷冻系统的工作效率可以减少能源的消耗。
可以通过改进制冷循环、改变制冷剂、提高压缩机的效率等措施来实现。
另外，将冷凝器放置在通风良好的位置，以提高散热效果，也是节能的方式之一。
2.2. 使用高效隔热材料冰箱的隔热材料决定了其保温效果。
使用高效隔热材料，如聚氨酯等，可以减少冷空气的散失和热空气的渗入，从而减少能源的消耗。
2.3. 引入智能控制系统通过引入智能控制系统，冰箱可以根据使用习惯和环境条件来调整运行模式，实现节能效果。
例如，可以根据冷藏室和冷冻室的温度和湿度自动调整制冷功率。
3. 智能化方案随着人工智能和物联网技术的发展，智能化已经成为冰箱行业的发展趋势。
以下是一些智能化方案和措施。
3.1. 远程控制和监测通过将冰箱连接到互联网，用户可以通过手机或电脑远程控制和监测冰箱的工作状态和各种指标，如温度、湿度等。
这样用户可以随时随地了解冰箱的运行情况，并及时调整。
3.2. 智能识别和管理食物通过图像识别和物联网技术，冰箱可以智能地识别食物的种类、数量和保质期，并提供相关建议和提醒。
用户可以通过手机应用程序和冰箱内置的显示屏获取这些信息，更好地管理食物的储存和消耗。
3.3. 智能节能模式智能节能模式可以根据用户的使用习惯和电网负荷状态自动调整冰箱的运行模式，以实现最佳节能效果。
例如，当电网负荷较高时，冰箱可以自动进入节能模式，减少能源的消耗。
4. 健康方案除了节能和智能化，健康也是冰箱改进的重要方面。
冰箱缓冲包装优化设计研究
现在冰箱行业的竞争越来越多的呈现出白热化的状态，很多冰箱企业的发展的瓶颈就是成本，因此冰箱企业一直在采用材料替代、产品结构设计等各种方法从而对成本进行控制。
现在在很多方面的技术已经变得越来越成熟，因此冰箱企业也具有了越来越少的可挖掘的降低成本的空间，然而很少有冰箱企业对如何优化设计包装系统进行深入的研究，往往是在设计完产品之后再对包装设计进行考虑，这样就将包装设计受到的结构设计的影响忽略了，导致包装和产品之间具有较高的综合成本，所以必须要采取有效的措施对包装成本进行控制。
1冰箱包装设计六步法①要将在流通全过程中包装件的外部环境条件确定下来，并且制定科学合理的试验标准。
②要将可以承受的最大加速度的冰箱表征的脆值确定下来。
③对冰箱设计中的薄弱的连接方式、工艺材料以及结构等进行改进，使其脆值得以提升。
④以冰箱的缓冲材料以及脆值等综合特性为根据将最佳的尺寸确定下来，并且对缓冲结构进行设计。
⑤对环保、成本、特色等多方面的因素进行综合考虑，优化设计包括包装袋、瓦楞纸箱、缓冲垫以及塑料罩在内的物流包装系统结构，同时对原型运输包装件进行制作。
⑥严格地以企业的试验标准为根据对原型运输包装件进行试验和评价。
一旦试验结果不符合预期的设计结果，就要对试验结果进行参考，对相关参数进行改进，并且要对上述的步骤进行不断的重复，最终到获得满意的结果位置[1]。
2设计包装系统的步骤2.1制定包装系统试验标准利用跟踪调查国内冰箱运输环境的方式，我们可以发现，卡车双层放置运输是现在国内冰箱物流的基本运输方式，而人工装卸方式则是最为主要的装卸方式，具有较低的机械化装卸程度。
以我国冰箱实际的运输情况为根据，并且对国内外包装试验标准进行参照，某公司将新的企业试验标准制定了出来。
标准内容主要包括按照底面、三棱以及两角的顺序开展的跌落试验、抱夹试验、斜面冲击试验以及随机振动试验等。
2.2确定产品的脆值可以采用下面的方法确定冰箱的脆值：首先是选择结合脆值测试系统和跌落试验机的方式将不同跌落方位的频率以及加速度峰值等确定的冲击响应谱破损边界曲线；其次是选择结合脆值测试系统和跌落试验机的方式将不同跌落方位的频率以及加速度峰值等确定的保守的矩形冲击脉冲确定的破损边界曲线；最后是对已有的类似冰箱的数据的估计进行参考[2]。
冰箱制冷毕业论文设计
冰箱制冷毕业论文设计毕业设计（论文）报告题目：电冰箱空调器制冷系统冷凝器蒸发器的优化设计姓名：王聿飞专业：制冷与空调技术班级：1001设计完成日期2010 年11月xx日目录第一节：中文摘要 (2)关键词. ..................................................2-3绪论 (3)电冰箱的发展趋势 (4)电冰箱蒸发器冷凝器的设计..................................4-5空调器的发展及强化传热措施 (6)冷凝器蒸发器的优化方法...................................7-13电冰箱空调器制冷原理图 (14)结束语 (15)参考文献 (15)中文摘要：近年来随着科技的飞速发展，社会进步和人民生活水平的不断提高，制冷设备的应用几乎遍及生产、生活的各个方面。
同时也带动着制冷效果和冷藏技术的日益更新。
电冰箱的出现越来越得到商业各领域的不断需求。
在当今社会随着国际间的贸易越来越成为经济的主体，地区与地区的合作交流越来越平凡。
商品在此当中得到了很好的流通。
一直以来我们都为食品存放时间一久就会变得不再新鲜甚至腐败而烦恼。
那么靠什么来维持产品的新鲜从而达到不腐败的目的呢？电冰箱的制冷系统很好的发挥了这一作用。
商用电冰箱的应用就是为了适应商业不同需要而研制的，根据不同的商业用途可分为冷藏柜、陈列柜、小型制冰机、冰淇淋机、小型冷饮机等装置。
商用电冰箱是商业用小型制冷装置的总称，它与家用电冰箱相比较具有容积大、形式多、功能强的特点。
商用电冰箱中的制冷系统和电气系统实用性强、能够循环制冷使产品能够长时间保持新鲜状态，从而使产品达到制冷保鲜的目的。
关键词：电冰箱空调器的优化制冷系统电气系统绪论一、电冰箱空调器冷凝器与蒸发器的发展背景随着经济发展，国际贸易和城市与城市之间的合作交流越来越平凡，由此引发的产品保鲜问题得到了多方的共同讨论话题。
节能环保电冰箱
节能环保电冰箱随着科技的不断发展，电冰箱已经成为现代家庭中必不可少的家电之一。
但是，电冰箱的使用也在带来一系列与环境保护相关的问题。
为了解决这些问题，节能环保电冰箱应运而生。
本文将探讨节能环保电冰箱的概念、原理及其对环境和用户的益处。
一、节能环保电冰箱的概念及原理节能环保电冰箱是指在保持正常使用功能的同时，通过先进的设计和技术手段，最大程度地减少能源消耗和环境污染的电冰箱。
它通过优化制冷系统、增加绝缘层、优化压缩机等方式来实现能源的高效利用和减少碳排放。
1. 制冷系统的优化传统电冰箱的制冷系统一般采用氟利昂作为制冷剂，而氟利昂对臭氧层的破坏和全球变暖有一定的负面影响。
节能环保电冰箱采用无氟制冷剂或低温制冷剂，减少对环境的伤害。
2. 绝缘层的增加电冰箱的绝缘层决定了它的保温性能。
节能环保电冰箱采用更高效的绝缘材料，降低了冷气流失，提高了保温性能，从而减少了制冷功率的消耗。
3. 压缩机的优化电冰箱的压缩机是能源消耗最大的部分，因此优化压缩机是提高节能效果的重要手段。
节能环保电冰箱采用高效率的压缩机，降低了能耗，提高了制冷效果。
二、节能环保电冰箱对环境的影响1. 减少能源消耗传统电冰箱的高能耗不仅会增加家庭的用电负担，还会对能源供应系统造成压力。
而节能环保电冰箱通过采用高效的制冷技术和优化设计，减少了能源的消耗，从源头上减少了对能源的需求。
2. 降低碳排放以氟利昂为制冷剂的传统电冰箱在运行时会释放出大量的温室气体，对全球变暖做出贡献。
而节能环保电冰箱采用无氟制冷剂或低温制冷剂，能够有效减少温室气体的排放，降低了碳足迹。
3. 减少资源消耗外观设计一般不会对电冰箱的节能环保性质产生太大的影响，但产品的轻量化设计和使用可循环材料制造的外壳等都能够减少原材料的使用，从而减少资源的浪费。
三、节能环保电冰箱对用户的益处1. 节省能源成本采用节能环保电冰箱可以显著降低家庭的用电负荷，节省能源支出。
虽然节能环保电冰箱的价格相对较高，但长远来看，用户可通过节省的能源成本来弥补购买成本。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电冰箱制冷系统的优化设计郭 凯 陈旭峰 张 波 袁秀玲(西安交通大学制冷系)杨 波(长岭集团(股份)有限公司)摘 要 本文通过一项改进直冷式双温双控冰箱性能的试验,提出了一些实用有效的节能、降噪的技术手段,为冰箱制冷系统的优化设计提供参考。
关键词 电冰箱 性能 设计OPTIMIZED DESIGN FOR REFRIGERATION SYSTEM OF REFRIGERAT ORS GUO Kai CHEN Xufeng ZHAN G Bo YUAN G Xiuling YAN G BoABSTRACT This paper briefly introduces an experimentatin of improving the performance of a type of direct cooling double temperature and double control refrigerator,and puts forward some practicable technology measures to reduce power consumption and decrease noise of refrig2 erator.So as to give reference to ideal design of refrigerator.KE Y WOR DS refrigerator,performance,design1 前言1996年国标G B/T8059.1-1995的施行,对电冰箱的制冷性能和能耗指标都提出了更高的要求。
对直冷式冷藏冷冻箱,中国国家标准(G B/ T8059.2—1995)对其制冷性能的要求为以下几点:(1)储藏温度;(2)制冰能力;(3)耗电量;(4)化霜性能;(5)冷冻能力;(6)负载温度回升时间;另外,1997年3月下旬,全国家用电器标准化技术委员会制冷空调器具分技术委员会在海口召开了年度工作会议,关于家用电冰箱电耗限定值,及能效等级提出了征求意见稿,该文参照欧盟标准,把冰箱分成九个类别,详细定出了各类别冰箱的能耗限定值计算公式,第一次把冷冻箱类列入标准,而且定出了五个能效等级—A、B、C、D和不合格级,这个标准要强制执行。
如何不断提高电冰箱的性能,以适应这些标准,是家用电冰箱生产企业面临的一大问题。
同时,为了满足不断提高的使用性、舒适性要求,在原有技术的基础上不断优化制冷系统的设计是非常必要的。
2 原产品的介绍以及分析BCD218b型双温双控电冰箱设计于1987年,该产品为温带型,采用上部冷藏室,下部冷冻室的结构,采用R12作为制冷剂。
冷冻室容积:95L,冷藏室容积:123L;冷藏室左右侧保温层厚:36.5mm,冷冻室左右侧保温层厚:60mm;冷藏室后背保温层厚:45mm,冷冻室后背保温层厚:60mm(和两侧相同)。
冷藏室蒸发器为铝板热粘D型铜管结构,冷冻室蒸发器为搁架式钢丝盘管结构,冷冻室蒸发器盘管通过箱体上的开的一个通孔返回压缩机。
电磁阀采用贵州天宁无线电厂DHF23-0.8型温控三通阀。
制冷剂流程示意图如图1所示:压缩机排气经过冷凝器后,经过电磁阀后分为两路,分别经毛细管进入冷藏室、冷冻室蒸发器,通过冷冻室回气管直接返回压缩机。
运行中发现系统存在以下不足:(1)制冷系统回气有明显的结霜现象,耗电量比较大;(2)冰箱稳定运行时噪声很大,抽检测试有时达到45dB (A ):(3)冷藏室内温度分布不均匀度很大,上下层温差大;(4)制冷系统运行不稳定(不同工作周期平均温度变化大,影响例行测试中的稳态判定)。
3 性能优化3.1 冰箱管路布置改进的措施3.1.1 消除回气结霜,提高性能系数由于BCD218b 型电冰箱冷冻室在冰箱箱体下部,距离压缩机比较近,因此回气管很短。
冷冻室回气管穿过冷冻室的保温层,直接返回压缩机,运行中存在以下不足:(a )冷冻室蒸发器回气管穿过冷冻室的保温层,形成了一个“冷桥”,同时,在测试时发现,靠近回气管处的感温包温度居高不下,为了达到测试中规定的储藏温度,不得不增加冷冻室的制冷量。
(b )制冷剂液体出冷冻室蒸发器后往往不能100%蒸发,虽然有毛细管的过热热量,仍然不足以将多余冷量平衡,导致回气带液,必然会在压缩机吸气管之前产生结霜现象。
运行一段时间后,回气管处结霜,随着冰箱间歇运行,冰箱背后地上积蓄冷凝水。
因此,改进时在冰箱管路流程上增加一个回气过热段(如图2)。
冷冻室蒸发器回气先经过冷藏室蒸发器上的一段短管,再回压缩机。
由于冷藏室温度不会低于0℃,二次蒸发后,基本上解决了回气管结霜问题。
图1 改进前 图2 改进后 这样做还有降噪的效果。
原冰箱由于压缩机与冷冻室蒸发器连接管路比较短,压缩机的震动直接传到搁架式钢丝盘管蒸发器上,容易与冷冻室搁架上的物品产生共振,导致压缩机运行时震动和噪声都比较大。
增加回气过热段之后,因为过热管埋在冰箱的发泡层中间,再接到压缩机上,压缩机的震动不会直接传到冷冻室蒸发器上,实测发现噪声降低了2～3dB (A )。
同时,为了减小蒸发器内的流动阻力,采用了大内径蒸发器盘管。
实验表明,改进后,进行各种国标测试时,冷冻室试验台各感温点温差降低,冷冻室内的温度的分布更加合理。
同时,冷冻室保温效果提高,测试中冷冻室温度冷却快,回升慢,试验结果显示负载温升时间增加15%以上。
3.1.2 调整毛细管流量,改变蒸发温度冰箱改进时,考虑到双温双控冰箱的冷藏室冷冻室分别制冷的特点,改进后的冰箱采用了双温蒸发的模式。
双温蒸发模式可以提高整机的效率(见文献[3])。
原冰箱虽然有两条毛细管,但是毛细管流量相同,正常运行时节流后冷藏室与冷冻室蒸发温度都在-31℃;改进后的管路如图2,电磁阀前后均为毛细管,通往冷冻室的毛细管比较长,相应流量比较小,控制对冷冻室单独制冷时蒸发温度在-31℃,而对冷藏室制冷时的蒸发温度在-22℃(冷藏室蒸发温度不能太低,是因为总流程要通过冷冻室),为了保证冷藏室制冷速度,同时不致使很多冷量分配到冷冻室中,改进后的冰箱加大了冷藏室蒸发器的冷却面积。
毛细管改用锡焊,平行焊到回气管上,提高了两者之间的换热效率,试验表明这种方式热交换效率比毛细管穿在回气管内部高。
3.2 改变温度控制逻辑,合理调整制冷时间原有冰箱开停控制比较简单,运行中压缩机开停频繁。
由于在冰箱启动过程中有可用能损失(见参考文献[1]),必然增加能耗。
为了使冰箱运行周期更加合理,新冰箱采用MB K-1型电脑温度控制器,重新设计温度控制逻辑,调整开停机温度点,使冰箱温度控制更加合理。
对于双温双控型冰箱温控器感温点及温控参数的选取,应遵循以下原则:使冰箱有一个合理的开停周期,压缩机有足够长的工作时间,使平均功率不致太高,同时也要保证期间箱内温度场不致引起太大的波动。
既要使压缩机的启动不要太频繁,又能保证蒸发器高效换热,使箱内温度满足使用的要求。
由管路系统图可以看到,新冰箱制冷工作方式为:冷藏室制冷时,冷冻室也有很少的降温效果;冷冻室制冷时,冷藏室不制冷。
双温双控冰箱,在冷藏室或冷冻室温度过高时,都要求开机,原来的简单控制导致压缩机频繁开机,而在制冷时间很短的情况,制冷效果不太好,又提高了能耗。
新的控制逻辑为:在冷藏室(或冷冻室)需要制冷时,开机运行,直到冷藏室(或冷冻室)温度达到目标温度,然后立刻检测冷冻室(或冷藏室),如果冷冻室(或冷藏室)接近开机温度,则继续为冷冻室(或冷藏室)制冷,如果满足预先设定的温度值,可以保证短时间之内不会重新开机,就停止制冷。
这样,通过合理的电脑程序控制,结合管路特点,大大减少了压缩机的频繁开机现象。
通过合理调整设定的开机的临界温度,在不影响制冷精度条件下,有效地将压缩机一次开机时间控制在20分钟以上,大大改善了运行稳定性和效率。
3.3 其他改进措施3.3.1 调整冷藏室托盘的安放位置显而易见,冷藏室的三个测点温度越接近(温差越小),储藏温度试验越容易通过;同时,冷冻能力试验时,冷藏室温度最低点也越不容易低于零度,导致试验失败;冷藏室的温度分布更加合理,对于实际使用也是有利的。
对于直冷式冰箱,冷藏室制冷是靠贴在冷藏室后壁的蒸发器制冷,通过调整各层塑料搁架(这台冰箱采用平板式搁架)距后壁的距离,可以改变冷藏室内的空气流动,影响冷量分配,经过我们不断实验,最佳状态搁架摆放位置处,冷藏室温度测试所选取三个测点的温差会降低,测试值如下表所示(测试时各感温点位置不变):表1 数据为三台随机抽检冰箱平均温度原冰箱改进后冰箱测试温度16℃32℃16℃32℃测点17.77.97.07.3测点2 4.7 4.8 5.1 5.2测点3 2.1 1.9 2.6 2.4 由测试数据可以看出,测试中冷藏室上下温差变小,温度分布改善效果明显。
3.3.2 调整毛细管入口位置降低噪音电冰箱毛细管出口处的喷射产生的高频噪声,在整机噪声中占很大的比例,而双控冰箱由于有两个毛细管,这个问题就更不容忽视。
冷藏室毛细管出口处采用常用方案,毛细管通过平放的渐扩管接到蒸发器上,可以将噪音减少1～2dB(A);这个流程中,冷冻室毛细管出口安装位置可以有多种选择,经过多次试验,将毛细管入口放在冷藏室出口向下进入冷冻室的管段上,避开下方出现弯管段,同时在毛细管末端扩口3mm,在试验中取得了满意的降噪效果。
3.3.3 改用新型双稳态电磁阀新冰箱采用电冰箱专用(双稳态)电磁阀代替原有的老式DHF23-0.8型电磁阀。
新型阀耗电量很小,工作时是以脉冲电流控制阀门开闭,只在开闭瞬间耗电(启闭阀门一次耗电0.2～0.5焦耳),正常工作周期不耗电,可以达到比老式电磁阀每天节电0.1度左右的效果。
4 改进前后的试验参数对比表2 三台随机抽检冰箱改进前后的平均温度改进前改进后耗电量kWh/24h 1.41 1.15噪声dB(A)43.139.4开机频繁,不稳定比较稳定 由测试结果对比可以看出,经过对制冷系统以及结构上进行设计改进后冰箱耗电比原来耗电减少18.4%,噪声减少3.7dB(A),温度分布更加合理,总体性能得到了很大的提高,达到了预期的改进目的。
进一步的节能措施,可以从采用高效压缩机以及新型制冷剂,优化箱体保温设计,选用新型节能门封,采用高效节能发泡剂,采用神经元模糊控制改善控制方法等方面着手。
参考文献1 陈诒春,郑贤德等.家用电冰箱制冷系统启动过程研究.制冷学报,1997,4. 2 林镝,李文林.双温冰箱节能的新途径.低温工程,1995,4.3 方徐君.电冰箱制冷系统的合理配置.制冷,1998,3.。