直冷冰箱制冷原理

1、直冷電冰箱制冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計探析直冷電冰箱制冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計探析摘要：冷凍室蒸發(fā)器采用多層換熱片的復合立體結(jié)構(gòu)在Ｓ型制冷盤管壁外側(cè)固定套裝翅片增加冷凍室頂部和低部兩個高溫區(qū)制冷量。將冷凍室按1:1劃分出變溫室通過其中溫度傳感器控制雙穩(wěn)態(tài)電磁閥通斷實現(xiàn)制冷劑回路切換將變溫室按冷凍、軟冷凍、冷藏使用也可關(guān)閉。通過橫、豎盤管混排結(jié)構(gòu)的絲管式冷凝器設(shè)計借助制冷系統(tǒng)壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器負荷匹配及其與毛細管制冷劑流量匹配通過防凝露管走向及位置設(shè)計、蒸

2、發(fā)器管道位置及走向布置和回氣換熱器設(shè)計研制的ＢＣＤ186ＣＨＳ直冷電冰箱最大負荷日耗電0.39度在變溫室為節(jié)能狀態(tài)時耗電在0.35度以下最低達0.31度。關(guān)鍵詞：熱工學優(yōu)化設(shè)計理論分析直冷電冰箱制冷系統(tǒng)1前言前言電冰箱發(fā)展速度很快我國電冰箱的產(chǎn)量由1991年的470萬臺增加到2001年的1349萬臺平均年增長11.1%[1]。而電冰箱的耗電量占家用電器總耗電量的32%[2]所以節(jié)能降耗和環(huán)保是電冰箱研發(fā)工作的重要課題而蒸發(fā)器和冷凝器的傳

3、熱能力、軟冷凍及變溫技術(shù)優(yōu)化設(shè)計則是關(guān)鍵因素。2蒸發(fā)器的優(yōu)化設(shè)計蒸發(fā)器的優(yōu)化設(shè)計研制采取了以下措施。第一減小冷藏、冷凍兩蒸發(fā)器的面積比差值在總面積一定情況下盡量加大冷藏室蒸發(fā)器的面積采用大內(nèi)徑蒸發(fā)管、增加蒸發(fā)管長度及雙管并行排列結(jié)構(gòu)等保證在低溫或高溫環(huán)境下有最佳的開停比從而保證在一定環(huán)境溫度下耗電最少。第二設(shè)計高效蒸發(fā)器。冷凍室蒸發(fā)器是由從上到下依次排列多個換熱層片和連接所有換熱層片的連接管組成的復合立體式結(jié)構(gòu)[3]換熱層片由多個并列Ｓ

4、型制冷盤管構(gòu)成且在其盤管壁外側(cè)固定套裝翅片大大增加了制冷盤管與空氣間接觸面積如圖1示。該蒸發(fā)器在不改變電冰箱結(jié)構(gòu)情況下大幅度增加冷凍室蒸發(fā)面積增加冷凍室頂部和低部兩個高溫區(qū)制冷量使其快速達到規(guī)定要求縮短壓縮機工作時間大幅降低能耗。冷藏室采用導熱粘接膠膜將壓扁銅管緊緊粘在傳熱鋁板上并通過高粘合雙面膠粘貼在冷藏室內(nèi)膽上增強傳熱效果。第三合理安排蒸發(fā)器位置和制冷劑走向。據(jù)箱內(nèi)自然對流情況制冷劑流向采用逆流式換熱毛細管和回氣管采用較長的并行錫焊

5、或熱塑工藝等以提高換熱效果。第四通過理論計算和試驗相結(jié)合方法合理匹配蒸發(fā)器與冷凝器的傳熱面積努力減小冰箱工作系數(shù)避免過低蒸發(fā)壓力和過高冷凝壓力達節(jié)能目的。4軟冷凍及變溫技術(shù)設(shè)計軟冷凍及變溫技術(shù)設(shè)計過高的環(huán)境溫度或過低的箱內(nèi)溫度對電冰箱的能耗均有直接影響。環(huán)境溫度過高冷凝器散熱受到影響而冰箱內(nèi)溫度過低一方面增加傳熱溫差另一方面需較低的蒸發(fā)溫度從而降低制冷系統(tǒng)循環(huán)效率甚至延長壓縮機開機時間造成能耗上升。過低的、不必要的冷凍室溫度設(shè)計會加劇冰

6、箱能耗上升。為滿足消費者需要又使冰箱降耗節(jié)能軟冷凍及變溫設(shè)計就顯得十分重要。目前傳統(tǒng)冰箱的兩個溫區(qū)Ｒ室5℃Ｆ室為18℃而且Ｆ室相對較大。將Ｆ室劃分兩區(qū)域其一溫度仍保持18℃其二溫度為10℃。Ｆ室內(nèi)凍結(jié)物很難在短時間內(nèi)用刀進行切削處理在食用前必須解凍此舉一耗費時間二造成營養(yǎng)成分流失。將Ｆ室分離出一個10℃溫區(qū)既可使魚、肉等食品在7～10℃低溫下凍結(jié)又能達到短時間內(nèi)用刀進行切削處理的目的同時據(jù)使用冰箱需要也可將此溫區(qū)溫度設(shè)定為Ｒ室溫度5℃或

7、Ｆ室溫度18℃甚至關(guān)閉。此即所謂軟冷凍及變溫技術(shù)。圖2為軟冷凍及變溫技術(shù)設(shè)計制冷系統(tǒng)示意圖[4]。從圖中可以看出制冷劑經(jīng)壓縮機壓縮在冷凝器中冷凝后流經(jīng)干燥過濾器和毛細管系統(tǒng)分為兩個支路。支路一:制冷劑經(jīng)變溫室蒸發(fā)器、冷凍室蒸發(fā)器、冷藏室蒸發(fā)器、貯液器和回氣換熱器后回到壓縮機形成循環(huán)回路。支路二:制冷劑經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電磁閥1、冷凍室蒸發(fā)器、冷藏室蒸發(fā)器、貯液器和回氣換熱器后回到壓縮機形成循環(huán)回路。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中電冰箱由上而下分為冷凍室、變溫室和冷