冰箱冷藏蒸发器结构应力分析及结构优化_孔冬
冷冻室蒸发器在制冷系统中的优化应用
一
１ —１ —１ — ８８ —１ —１ —１ —１ ８３ ８４ ９０ １ ８７ ８８ ８２ ８５
（ ℃）
也积累 了一定 的经验 ， 冰箱制冷 系统 的优化不仅应从理论 上 进行 优化设计 ， 更应从测 试数 据中进行 分析改进 ， 而使冰 从
从上 表 １ 可看 出 ， ３个抽 屉 中最热 的“ 包 温度相 差了 Ｍ” ３Ｃ， 热的“ 包 ￣ 最 Ｍ”
热板 、 采用高 效压缩机 等 ， 这些 方案在冰 箱 上实现 节能都 需 要付出比较 高的成本 。冰箱压缩机工作 大部分 是为了满足冷
冻室低温 的要求 ， 因此在 冷 冻室消耗 了大 部分 的电能 ， 何 如 优 化冷冻室蒸发器 的结构是 节能很重要 的一个环 节 ， 文通 本
屉冰 箱或冷冻箱 ，一般 冷冻室 的最热 Ｍ 包位 于最外部 的最
上方或 者最下方 （ 大部分抽屉冰箱 下部没有蒸 发器 ） 中间抽 ， 屉一般 温度 是最低 的， 下图为冷冻室 具有三个抽 屉的普通 丝
管蒸发器直冷冰箱试验包放置 图（ １ 。 图 ）
主视 图 左 视 图
Ｍ １
Ｍ ２
要 法 ， 质 量保 证 体 系运 转 的基 本 方 式 。 是
海 尔集 团纯熟地采用 ｐ ｃ ｄ ａ管理 法来实施 销售任务 的计 划、 织和控 制。每年年终 ， 团商流 、 组 集 各产品本 部根 据本年度 的销售额完成情况 ， 结合 各产 品的发展 趋势及竞争对手分析 等息 ， 定下一年度的销 售计 划 ， 制 然 后 将这一计 划分解至全 国 １ １个销售事业部。 销售事业部 长根据各工 贸上年 的完成情 况、 市场状况分析等信 息
冰箱冷藏蒸发器结构应力分析及结构优化_孔冬
Technology技术冰箱冷藏蒸发器结构应力分析及结构优化孔冬 游飞越 许锦潮 张丁 毛庆成(海信容声（广东）冰箱有限公司 广东顺德 528303)摘要：本文对大容积单门冰箱箱体内胆的开裂问题进行了总结与分析，提出了降低蒸发器铝板结构刚度以减小内胆热应力积聚的解决思路，并进行相关的试验验证，证明本文工作对抑制内胆开裂具有显著改善，为设计人员提供了设计依据。
关键词：冰箱；内胆；开裂；热应力；蒸发外乎应力腐蚀：一是由于作用在内胆上的机械应力导致的机械应力开裂；二是由于一些化学介质的作用，使内胆材料发生溶胀，增加其内部应力而导致的化学应力开裂。
大部分冰箱内胆的开裂均是在机械应力加上化学介质的浸润的综合作用下形成的。
故解决内胆开裂问题的思路也主要有两个方面：一是通过增加内胆的机械性能与工艺成型质量以提高HIPS内胆的材料强度，或降低化学侵蚀对HIPS内胆的化学腐蚀以减小所产生的化学应力，二是在装配工艺和结构设计方面着手，减小内胆上机械应力的积聚。
而本文就是对冰箱箱体内胆的开裂问题进行了分析，提出了在蒸发器铝板开槽以减小内胆上热应力积聚的解决方法，并进行相关的实验验证，为设计人员提供了设计依据。
通过建立箱体的有限元模型，对温度荷载下的箱体进行热力学分析，由应力云图我们看出，内胆的背面与泡层内表面上都有较大的应力分布，这些应力是造成内胆开裂的重要因素，而此位置恰恰是板式蒸发器的粘贴位置。
我们推测较大1 引言国内冰箱制造商主要采用ABS和HIPS作为冰箱内胆材料，在生产、储存和用户使用过程中，存在着一定的内胆开裂现象，既影响用户观感和体现，又大大降低冰箱性能和使用寿命。
由于内胆开裂主要发生在用户使用三个月甚至半年后，生产现象也很难通过有效方法进行检验，因此，内胆开裂是困扰冰箱生产企业的困难之一。
图1（左）所示为某款大容积冷藏箱，在内胆后背平面有两处开裂，上面的裂口有三条、在冷藏蒸发器位置、排列不规则，下面的裂口有两条在冷藏蒸发器附近；图1（右）显示内胆局部位置有多条龟裂纹，在冷藏蒸发器位置，排列不规则，冷藏蒸发器已生锈。
冰箱冷藏室温度场和流场的数值模拟与结构优化
[Abstract] The temperature and velocity fields in the fresh food storage compartment of a refrigerator were conducted with numerical method of computational fluid dynamics (CFD), and the correctness of the numerical calculation model used in this paper was verified by experiment. Based on the numerical model, the other three schemes with different wall temperature distributions were proposed. The equality of the temperature field was greatly improved compared to the existing commercial solutions when the scheme that wall temperature increasing from the top to the bottom was adopted, which provides reference for the evaporator design of the fresh food storage compartment of the refrigerator. [Keywords] Refrigerator; Fresh food storage compartment; Numerical simulation; Structure optimization
毕业设计(论文)_电冰箱空调器制冷系统冷凝器蒸发器的优化设计
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：专业：制冷与空调技术班级：制冷061指导教师：设计完成日期2009 年4月15 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。
探讨关于冰箱制冷行业蒸发器在实际应用中存在的问题及对策
探讨关于冰箱制冷行业蒸发器在实际应用中存在的问题及对策作者：张松来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2018年第8期【摘要】直冷式冰箱是目前我国冰箱市场上常见的一类冰箱，其制冷效果主要是通过蒸发器与周围环境进行热交换实现。
但就目前冰箱制冷系统中蒸发器的实际应用效果来看，仍然存在部分问题，造成用户使用成本的增加。
鉴于此，论文对蒸发器实际应用中较为常见的问题进行分析，并提出相应的解决方法。
【关键词】直冷式冰箱；蒸发器；问题；对策【中图分类号】TB657【文献标志码】A【文章编号】1673-1069（2018）08-0112-021 引言在社会经济不断发展与科学技术取得进步的同时，我国的众多家电企业都希望通过先进的制造技术生产出质量良好的产品。
就我国目前的冰箱市场来看，主要为直冷式冰箱，其制冷效果主要通过蒸发器实现。
蒸发器是冰箱制冷系统中的一个重要部件，分析冰箱中蒸发器的作用，通过将毛细管送来的低温低压液相制冷剂，经吸收箱内食品的热量后蒸发，从而达到制冷的目的。
就蒸发器的组成来看，主要有蒸发室、加热室。
在冰箱的实际使用中，蒸发器可因各种因素而出现问题，进而对冰箱的制冷效果或使用寿命、电力消耗等产生较大影响，增加用户的使用成本与维修成本。
本文主要就冰箱蒸发器常见的问题与相应的解决措施进行分析，以期为冰箱蒸发器的制造与维修提供参考。
2 蒸发器实际应用中的问题2.1 蒸发器离层蒸发管与传热铝板之间紧密接触时，中间无缝隙的存在，即此时蒸发器处于无离层状态。
在无离层状态下，蒸发器与冷藏室之间可正常实现热交换。
但若在使用的过程中，蒸发管与传热铝板之间、传热铝板与内胆之间接触不够紧密，出现一定程度的间隙，即此时蒸发器处于离层状态。
蒸发器离层可大大降低冷藏室与蒸发器之间的热交换效率，即使离层的距离很小也将对冰箱制冷系统的制冷质量产生严重影响。
在冰箱投入使用的过程中，若出现温控器处于正常使用档但是冰箱制冷效果差，或者刚开始使用时制冷效果正常，而数月后制冷效果变差，皆应考虑是否为蒸发器离层。
冰箱用蒸发器换热性能和压降实验研究
亦 图3传热系数在不同干度下随流量的变化 图4是不同饱和压力下传热系数随流量的变化。从图中可 以看出同一饱和压力下传热系数随流量的增加而增大,相同流
量下传热系数随饱和压力的减小而增大。饱和压力为0.15Mpa 时，在所研究的流量范围内传热系数最大能达到77.8W/(m2K)-'o 饱和压力减小对应的饱和温度减小，对流换热温差增大，传热
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Q1-TIP120进行控制电磁铁吸合与分断。电
磁铁线圈两端反向并联的二极管D6作用 是吸收尖峰电流。
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3软件设计
控制系统编程采用KeilC51软件C语 言进行,在功能、结构、可读性、可维护性等
有很多优点，可以在较短时间内完成程序
图5步进电机驱动电路
图6电磁铁驱动电路
功则杏核进入成功料斗；步进电机再次送料。本项目采用步进 [2]徐爱钧，徐阳.STC15单片机原理及应用[M].北京:电子工业出
电机采用程序设定的速度40。/S进行送料。出料传感器信号给 版社2016. 定后步进电机控制送料吸管将杏核送到挤压钳口位置后，送料 [3] 丁向荣.STC15单片机原理及应用:基于STC15W4K32S4系列
-26- 科学技术创新2019.12
冰箱用蒸发器换热性能和压降实验研究
杜鹏飞 （青岛大学，山东青岛266000）
摘要：为了评估不同工况下冰箱换热器的性能，以R134a为工质以开发的冰箱换热器性能测试系统为平台，研究不同工况
下换热器的换热性能和压降。测试蒸发器为全铝翅片管式风冷蒸发器。实验研究的制冷剂质量流量范围为0.75~2.04g/s,蒸发压力
为0.13~0.26Mpa,蒸发干度分别为0.2、0.3、0.4、0.5。实验表明干度和饱和压力对蒸发器的换热性能和压降有较大影响.
间冷冰箱蒸发器的绿色改进设计
低温与超导第 35卷第 2期制冷技术Cryo . &Supercond . 收稿日期 :2006-10-26作者简介 :杨学宾 (1977- , 男 , 讲师 , 硕士研究生 , 主要从事制冷过程与设备研究。
间冷冰箱蒸发器的绿色改进设计杨学宾 1, 褚玉霞 1, 崔天生2(1. 嘉兴学院建筑工程学院 , 嘉兴 314001; 2. 西安交通大学 , 西安 710049摘要 :基于绿色设计的理念 , 提出了间冷冰箱蒸发器的改进设计方案 , 铜蒸发管改为铝蒸发管 , 铝管加热化霜改为石英管辐射化霜 , 取消储液器。
通过对改进前后蒸发器的比较与分析 , 证明了改进的可行性。
实验结果表明 , 采用改进蒸发器冰箱的性能符合设计和使用要求。
关键词 :热工学 ; 绿色设计 ; 性能实验 ; 间冷冰箱 ; 蒸发器 ; 欧盟 W EEE 指令Green desi gn of i m proved evapora tor forfrost -free refr i gera tor -freezersYang Xuebin 1, Chu Yuxia 1, Cui Tiansheng2(1. School of Civil Engineering &A rchitecture, J iaxing University, J iaxing China;2. Xi ’ an J iaot ong University, Xi ’ an Abstract:Based on the idea of green design, this paper p resents i m p sche refrigerat or -freezers evapora 2t or, including copper boiling tube being converted int o alu m inum conducting defr oster being converted int o quartz tube radiating defr oster and re moving accu . By or with the original one, it has been p r oved that the i m p r oved design is feasible . The the refrigerat or -freezers utilizing i m p r oved evaporat or meet design and operating require ments . charge reaches 30%t o 40%by weight . Further more, the green design has resulted in decreasing generate of waste, s pot welds, dra matically facilitating being reused, recovered and recycled for the i m p r oved evaporat or without electr ophoretic coating .Keywords:Pyr ol ogy, Green design, Perfor mance test, Fr ost -free refrigerat or -freezers, Evaporat or, Eur opean Uni on directive on W EEE1前言绿色设计由防止废弃物产生和改良产品寿命结束后的处理两个互补的目标组成。
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Technology
技术
冰箱冷藏蒸发器结构应力分析及结构优化
孔冬 游飞越 许锦潮 张丁 毛庆成
(海信容声（广东）冰箱有限公司 广东顺德 528303)
摘要：本文对大容积单门冰箱箱体内胆的开裂问题进行了总结与分析，提出了降低蒸发器铝板结构刚度以减小内胆热应力积聚的解决思路，并进行相关的试验验证，证明本文工作对抑制内胆开裂具有显著改善，为设计人员提供了设计依据。
关键词：冰箱；内胆；开裂；热应力；蒸发
外乎应力腐蚀：一是由于作用在内胆上的机械
应力导致的机械应力开裂；二是由于一些化学
介质的作用，使内胆材料发生溶胀，增加其内
部应力而导致的化学应力开裂。
大部分冰箱内
胆的开裂均是在机械应力加上化学介质的浸润
的综合作用下形成的。
故解决内胆开裂问题的
思路也主要有两个方面：一是通过增加内胆的
机械性能与工艺成型质量以提高HIPS内胆的
材料强度，或降低化学侵蚀对HIPS内胆的化
学腐蚀以减小所产生的化学应力，二是在装配
工艺和结构设计方面着手，减小内胆上机械应
力的积聚。
而本文就是对冰箱箱体内胆的开裂问题进
行了分析，提出了在蒸发器铝板开槽以减小内
胆上热应力积聚的解决方法，并进行相关的实
验验证，为设计人员提供了设计依据。
通过建
立箱体的有限元模型，对温度荷载下的箱体进
行热力学分析，由应力云图我们看出，内胆的
背面与泡层内表面上都有较大的应力分布，这
些应力是造成内胆开裂的重要因素，而此位置
恰恰是板式蒸发器的粘贴位置。
我们推测较大1 引言
国内冰箱制造商主要采用ABS和HIPS作
为冰箱内胆材料，在生产、储存和用户使用过
程中，存在着一定的内胆开裂现象，既影响用
户观感和体现，又大大降低冰箱性能和使用寿
命。
由于内胆开裂主要发生在用户使用三个月
甚至半年后，生产现象也很难通过有效方法进
行检验，因此，内胆开裂是困扰冰箱生产企业
的困难之一。
图1（左）所示为某款大容积冷藏
箱，在内胆后背平面有两处开裂，上面的裂口
有三条、在冷藏蒸发器位置、排列不规则，下
面的裂口有两条在冷藏蒸发器附近；图1（右）
显示内胆局部位置有多条龟裂纹，在冷藏蒸发
器位置，排列不规则，冷藏蒸发器已生锈。
2 问题分析
经过对冰箱内胆材料开裂现象的分析发
现，其开裂主要由材料的物理性能、部件结构
设计、材料加工工艺和生产使用中所接触的化
学物品等方面的原因所致，如表1所示。
经过
我们的分析比对，导致内胆开裂的主要原因不
家用电冰箱技术专题
家电科技
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73
Technology
技术
图1 用户使用过程中内胆开裂图示
图2 开槽结构样件实物图
参考文献
[1] 刘万青,郭玉坤,张群香,裘灵光.电冰箱内胆材料开裂原因及解决方案.《家电科技》,2000,7,59.[2] 李 .电冰箱制造过程中内胆开裂现象的研究.《家用电器科技》,2002,7:66-67.
[3] Roel Vossen. Optimizing performance and Minimizing Costs in Refrigerator/Freezer Liners.Appliance,2010,67.
[4] 孔冬,许锦潮,姚小虎,郭刚,游飞越.有限元法在冰箱箱体设计中的应用.《家电科技》,2011,6:25-28.
[5] 许锦潮,孔冬,姚小虎,游飞越.冰箱箱体制冷状态下的有限元分析.顺德职业技术学报,2011.3:7-9.
进行22小时50℃的高温冲击，依次进行温度交替。
内胆开裂对比试验，共经过4个周期的高低温冲击实验，并在每个周期结束时进行检查、记录。
从表2所示的实验结果可以看出，进过4个周期的高低温冲击，原结构不论是否涂橄榄油都出现了裂纹，尤其是涂橄榄油的原结构更是在第2个周期并出现了裂纹，且随着持续的高
低温冲击过程，裂纹逐渐的扩展，最后甚至形成了贯穿整个箱胆后背部的大裂纹。
而相比较开槽结构，则不管是否涂油，都未发生开裂现
象。
由以上试验支持可以确定对铝板进行结构优化以降低内胆热应力的举措是有效的。
对3台使用开槽结构蒸发器的冰箱进行耗电量检测，从表3的检测结果可以看出，使用开槽结构蒸发器的冰箱，在抑制内胆开裂的同时，也符合能耗的要求。
本文对解决大容积单门冰箱内胆开裂进
行了蒸发器结构优化，核心思想便是通过减小蒸发器铝板结构刚度以减小内胆热应力，因此，除了如上文所示的一种结构优化形式（图4A）外，还可以有多种形式均可起到类似效果，如图4B、C、D所示。
在实际运用中，要综合考虑各种结构的工艺可操性、成本变化及现场装配等问题。
4 总结
导致冰箱内胆开裂的原因是多方面的，如材料性能、成型工艺、化学侵蚀、结构设计等因素。
对于大容积单门冰箱，通过对箱体的应力分析，我们目前是从蒸发器结构优化入手，以达到彻底解决内胆开裂问题的目的。
应力的产生与板式蒸发器结构有关，所以我们尝试对蒸发器结构进行改造，以减小内胆上的机械应力。
通过有限元分析，对内胆的应力分布有了更直观的了解，对优化内胆与蒸发器结构、松弛内胆热应力、降低内胆开裂几率等方面具有重要的作用。
3 实验验证
通过初步问题排查与有限元分析，我们选取了在蒸发器铝板上开槽的方案，即在铝板上蒸发铝管间隔处开槽设计，以降低蒸发器的纵向结构刚度，起到松弛内胆热应力的目的，开槽结构如图2所示。
为验证新结构对抑制内胆开裂的作用，我们将装有开槽结构蒸发器的箱体和使用原蒸发器的箱体进行高低温冲击对比试验，并在对
比箱体内胆的背面上涂上橄榄油以加大化学腐蚀。
图3所示了高低温冲击试验的流程，低
温冲击部分包含22小时-30℃的温度环境，然后打开库门进行2小时自然恢复到室温，之后。