3-电冰箱系统设计
社会实践电冰箱教学设计(3篇)
第1篇一、教学背景随着科技的不断发展，家用电器已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
电冰箱作为家用电器中的佼佼者，不仅方便了人们的日常生活，也体现了我国在家电制造领域的强大实力。
为了让学生更好地了解电冰箱的工作原理、使用方法和维护保养，提高学生的实践能力和环保意识，特设计此社会实践课程。
二、教学目标1. 知识目标：- 了解电冰箱的基本结构和工作原理。
- 掌握电冰箱的正确使用方法和维护保养技巧。
- 熟悉电冰箱的节能环保特点。
2. 能力目标：- 培养学生的动手操作能力。
- 提高学生的观察、分析和解决问题的能力。
- 增强学生的团队协作能力。
3. 情感目标：- 培养学生对科学技术的兴趣和热爱。
- 增强学生的环保意识和社会责任感。
- 提高学生的生活自理能力和家庭责任感。
三、教学内容1. 电冰箱的基本结构：- 外壳- 冷冻室- 冷藏室- 冷凝器- 压缩机- 冷却系统- 控制系统2. 电冰箱的工作原理：- 压缩机工作原理- 冷凝器工作原理- 蒸发器工作原理- 制冷剂循环原理3. 电冰箱的正确使用方法： - 放置位置- 装载物品- 温度调节- 定期除霜4. 电冰箱的维护保养：- 清洁保养- 定期检查- 电路检查- 安全使用5. 电冰箱的节能环保特点： - 节能技术- 环保制冷剂- 减少能耗四、教学过程1. 导入阶段：- 教师通过提问或展示图片、视频等方式，激发学生对电冰箱的兴趣。
- 引导学生思考：电冰箱在我们的生活中有哪些作用？如何正确使用和维护电冰箱？2. 讲解阶段：- 教师详细讲解电冰箱的基本结构、工作原理、正确使用方法和维护保养技巧。
- 结合实物展示，让学生直观地了解电冰箱的各个组成部分。
3. 实践操作阶段：- 学生分组进行电冰箱的拆卸、组装、清洁、检查等实践操作。
- 教师巡回指导，解答学生在实践过程中遇到的问题。
4. 讨论交流阶段：- 学生分享实践过程中的心得体会，讨论电冰箱的节能环保特点。
- 教师引导学生思考：如何更好地发挥电冰箱的作用，为我们的生活带来便利？5. 总结阶段：- 教师总结本次社会实践课程的主要内容，强调电冰箱的正确使用和维护保养的重要性。
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。
冰箱设计知识点总结图纸
冰箱设计知识点总结图纸一、冰箱设计概述冰箱是现代家庭必备的家电产品之一，它的功能包括冷藏食物、保鲜、制冷、制冰等，为我们的生活提供了极大的便利。
而冰箱的设计包括外观设计、结构设计、功能设计等方面，下面将分别进行总结。
二、冰箱外观设计知识点1. 外观设计原则：冰箱外观设计要符合用户审美要求，同时还要考虑到空间利用、易清洁及操作便利等方面。
2. 材料选择：冰箱外壳一般采用不锈钢、玻璃钢、塑料等材料，需要考虑其耐腐蚀性、抗压强度、防火性能等。
3. 外观图案：冰箱外观常常有图案、LOGO等设计，要考虑到其与产品功能的相容性及市场宣传力度。
三、冰箱结构设计知识点1. 结构件设计：包括冷凝器、蒸发器、压缩机、电子控制板等，需要考虑其定位、噪音控制、安装维修便利性等。
2. 软管设计：冰箱内部有冷媒管道、风道等需要设计，要确保其密封性、耐高低温性、抗腐蚀性等。
3. 冷藏室设计：冰箱内部设计需考虑到温度控制、保鲜功能、储物空间利用等方面。
4. 外围设施设计：包括门把手、抽屉、灯具等，要考虑到其美观、耐用、安全性等。
四、冰箱功能设计知识点1. 制冷制冰系统设计：冰箱的制冷制冰系统是冰箱的核心部分，需要考虑到制冷速度、温度控制精度、节能等方面。
2. 恒温功能设计：冷藏室需要有恒温功能，需要考虑到控温精度及节能性。
3. 除霜功能设计：冰箱需要有除霜功能，包括手动除霜、自动除霜等，需要考虑到除霜效果及使用便利性。
4. 节能设计：冰箱作为家用电器，节能是其设计的一个重要方面，需要考虑到能效标准、节能技术等。
五、冰箱图纸设计技术要点1. 通用要求：冰箱图纸设计需遵循相关的国家标准，包括卫生标准、安全标准、环保标准等。
2. 结构设计：图纸需要表现出冰箱的结构设计，包括内部构造、组装关系、关键部件尺寸等。
3. 外观设计：图纸需要表现出冰箱的外观设计，包括样式、尺寸、图案、材料等。
4. 功能设计：图纸需要表现出冰箱的功能设计，包括制冷系统布局、控温器位置、防震消音措施等。
毕业设计-电冰箱的制冷控制系统
前言众所周知，电冰箱是现代家庭中必不可少的家用电器。
而目前我国市场销售的冰箱大多采用传统的机械式温控，其控制精度差，功能单一，控制方式简单难以满足冰箱发展的要求。
随着经济的发展和人民生活水平的进一步提高，人们对多功能的发展要求越来越高。
由于单片机性能好，控制功能强，工作可靠，成本低等优点，现在已经在家电产品中得到了广泛的应用。
面临国内电冰箱发展的现状，在技术上还与其他发达国家有一定的差距，我们在原有的基础上对电冰箱进行了一定的改进，使其适应当代个性时尚、节能环保、智能高端、精确温控的发展方式，使人们体验闻所未闻的个性化感受，快捷与原汁原味不再是梦想。
新一代产品在控制上还增加了人工智能，使家电性能更优异，使用更方便可靠。
本次设计基于大量的市场调查和理论研究。
首先，我对传统电冰箱控制系统进行了分析。
调查了10多个品牌的电冰箱的控制系统，研究了他们制冷的优缺点，吸收了一些比较好的设计思想。
其后，我又查阅了大量的资料文献，其中最多的是国内外最新发表的关于制冷方面的论文，丰富了我们的理论依据。
然后，根据我拥有的材料用单片机实现电冰箱控制系统的硬件设计，最后在硬件设计的基础上实现了其软件设计。
第1章电冰箱系统概述1.1 单片机概述自从1971年微型计算机问世以来，随着大规模集成电路技术的进一步发展，导致微型计算机正向两个方向发展：一是高速度、高性能、大容量的高档微型计算机及其系列化，向大、中型计算机挑战；另一个是稳定可靠、小而廉、能适应各种领域需要的单片机。
单片机是指把中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时器/计数器以及I/O 接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。
虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已经具有了微型计算机系统的含义，从某种意义上来说，一块单片机就是一台微型计算机。
自从1975年美国德可萨斯公司推出世界上第一个4位单片机TMS-1000型以来，单片机技术不断发展，目前已成为微型计算机技术的一个独特分支，广泛应用于工业控制、仪器仪表智能化、家用电子产品等各个控制领域。
3电冰箱系统设计
3电冰箱系统设计电冰箱是现代生活中常见的家用电器之一，其设计需要考虑到制冷功能、储藏空间、能源效率以及用户友好性等因素。
下面是一个关于电冰箱系统设计的范文，共计1200字。
一、设计目标在设计电冰箱系统时，我们的目标是提供一个高效、节能、安全并且用户友好的产品。
我们希望通过优化制冷系统和增加储藏空间等方式，提高电冰箱的性能，并减少能源消耗。
二、制冷系统设计1.制冷剂选择：我们选择了环保型制冷剂，如R-600a或R-134a，以减少对大气层的污染。
2.制冷循环：我们采用了压缩机制冷循环系统。
制冷循环由压缩机、换热器、膨胀阀和蒸发器组成。
制冷剂在压缩机中被压缩成高压气体，然后通过换热器和膨胀阀，在蒸发器中蒸发，从而带走室内的热量。
3.优化换热器设计：为了提高制冷效率，我们采用了高效的换热器设计。
换热器通过增大换热面积和优化换热器内部管路设计，提高了热量传递效率。
4.温度控制系统：为了保持恒定的温度，我们采用了电子控制系统，通过传感器监测室内温度，并自动调节制冷器的运行时间和速度。
三、储藏空间设计1.多功能储藏空间：电冰箱内部被划分为多个储藏空间，包括主室、冷冻室和可调节的储藏室。
主室用于存放食物和饮料，冷冻室用于冷冻食物，可调节的储藏室可以根据需要进行调整。
2.智能储藏空间管理：我们的电冰箱配备了智能储藏空间管理系统，可以根据食物的类型和储存需求，自动调节储藏室的温度和湿度，以延长食物的保鲜期。
3.储藏空间优化：为了最大程度地提高储藏空间的利用率，我们在设计中考虑到了不同尺寸和形状的食物容器，增加了可折叠和可调节的储物架以及门上的储物盒等功能。
四、能源效率设计1.高效制冷器：我们的电冰箱采用了高效的制冷器设计，以提高制冷效率，减少能源消耗。
2.省电模式：我们的电冰箱配备了省电模式按钮，用户可以根据需要选择开启或关闭省电模式。
省电模式可以减少制冷器的功率，以降低能源消耗。
五、用户友好性设计1.信息显示屏：我们的电冰箱配备了信息显示屏，可以显示温度、湿度、制冷器运行状态等信息，方便用户了解和控制电冰箱的工作状态。
电冰箱制冷系统设计毕业论文
摘要本文讲述了GR-204E型电冰箱工作过程的控制,通过对直冷式电冰箱制冷系统的改进,采用多面送风以及温度,开关机检测调节电路技术,并在冷藏室中设置冷循环系统,以电冰箱内的食物的温度为被控对象,通过合理的冷量分配,实现电冰箱的双温双控,适时温度补偿,达到节能方便的目的。
关键词：直冷式电冰箱节能方便控制设计目录绪论 (3)1.1电冰箱实用功能的发展 (3)1.2电冰箱环保技术的发展 (3)1.3冰箱的基本介绍 (4)第二章东芝ＧＲ—２０４Ｅ型电冰箱的基本构造及工作原理 (6)2.1直冷式电冰箱简介 (6)2.2电冰箱的基本构造 (6)2.3东芝电冰箱的组成 (6)2.4东芝GR-204E型电冰箱的控制系统 (6)2.5东芝GR-204E型电冰箱的箱体、附件的相关知识 (6)2.6东芝GR-204E型电冰箱的电路工作原理 (6)第三章东芝GR-204E型电冰箱的控制过程 (8)3.1电源电路 (8)3.2冷藏室温度控制电路 (9)3.3分析温度检测电路和温度调节电路 (10)3.4分析关机,开机,开关机的检测电路 (11)3.5开关机信号识别及控制 (13)3.6除霜电路 (14)3.7东芝GR-204E型电冰箱控制电路原理及原理方框图 (16)第四章分析GR-204E型电冰箱常见故障检修 (19)4.1压缩机不启动 (19)4.2压缩机不停 (19)4.3不除霜 (20)4.4事例分析 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)绪论冰箱是深刻改变了人类生活的现代奇迹之一。
在人们发明冰箱之前，保存肉类的唯一方法是腌制，而在夏季喝到冰镇饮料更是一种奢望。
随着国民经济的日益发展,人民的生活水平有了很大的提高,冷冻器具在家庭,医院,旅馆,餐厅和科研单位得到了广泛的应用。
冰箱是冷冻器具的一种,在家庭中它主要应用于冷藏或冷冻食品,饮料,水果,蔬菜,以及制作少量的食用冰块,一般是借以电动压缩机为动力的冷藏箱本文将说明冰箱如何实现这一奇迹。
冰箱的主要结构(绝对很实用)
铰链
底铰链
中铰链
顶铰链
2.制冷系统——压缩机
1.吸气管 2.排气管 3.工艺管 4.油冷却管
几个问题: 压缩机的倒置 压缩机的搬运 压缩机和制冷剂 压缩机管的区分
制冷系统——冷凝器
形式 外挂式
冷凝器
内藏式 (背板)
优点
缺点
工艺简单 外观不美
散热效果较 好
容易损坏，
可靠美观 工艺较复杂
成本低廉 散热面积小，效果差
外挂冷凝器除美观及易碰损外，在换热效率 上较内藏冷凝器优越，且易于维修更换，出 口产品采用居多，且是提高能耗的选择之一
制冷系统——防露管
1.防露管的功能 2.防露管设置的准则 3.电热防露丝
制冷系统——毛细管
一.毛细管的重要性:
性能、噪音
二.毛细管的主要技术指标 及其影响因素:
流量 3000~5000 ml/min (入口氮气压力690± 10kPa)
较表面氧化处理的铝板管式耐腐蚀效 果略好。
传制冷效率高
成本高
耐腐蚀性较好 工艺设备要求高
表面喷塑0.2~0.4mm,耐腐蚀性强，寿 命长
制冷系统——冷冻蒸发器
丝管蒸发器
铝板管蒸发器
制冷系统——冷冻蒸发器
喷塑丝管蒸发器 镀锌丝管蒸发器
制冷系统——冷冻蒸发器
喷塑铝板管蒸发器 表面氧化铝板管蒸发器
制冷系统——冷藏蒸发器
门体
门壳（或玻璃） 门端盖 立柱 门胆 门封条 保温层 止挡 自锁机构
端盖与立柱的连接结构
端盖与立柱的配合结构 有拼接和套接两种，多 段连续弧面的拼接在制 件要求和工艺控制上难 度大，接缝不齐和接合 面台阶是主要外观问题
门封条
• 门封条由软PVC和磁性塑料条两部分组成。 • 在箱体的热损失中，门封的热损失占10～15%； • 门封的密封性能与门封的结构有关，一般是气囊越多越好，但需要综
冰箱结构图
冰箱结构图冰箱结构图包括了家用冰箱的构造与组成。
电冰箱的构造家用电冰箱由箱体、制冷系统、温度控制装置三部分组成。
1. 箱体的组成：外壳 内衬绝热层 台面箱体的基本作用是绝热，绝热性能的优劣直接关系到箱体的保温性 箱体的隔热功能主要是从以下几个方面来实现的： ⑴外壳与内衬之间填充绝热材料。
⑵箱门装有磁性密封条防止冷气外漏和热空气侵入。
⑶箱顶的顶板下面垫有高密度聚苯乙烯泡沫板，起隔热作用双门直冷式电冰箱结构和各部分名称2 •制冷系统:聚氨酯发泡绝热帜 冷冻室压缩机 冷冻宣裁发水皿温控器冷徹室拎藏室蒸发器箱门口防露管謹性门封条蔬菜盘蒸发水皿加热管船系统内循坏变化制冷系统械电冰箱制冷系统中，主要组成有压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管四部分，自成一个封闭的循环系统。
其中蒸发器安装在电冰箱内部的上方，其他部件安装在电冰箱的背面。
系统里充灌了一种叫氟里昂12（CF2CI2，国际符号R12）”的物质作为制冷剂。
氟里昂12在蒸发器里由低压液体汽化为气体，吸收冰箱内的热量，使箱内温度降低。
变成气态的氟里昂12被压缩机吸入，靠压缩机把它压缩成咼温咼压的气体，再排入冷凝器。
在冷凝器中气态的氟里昂12不断向周围空间放热，逐步液化成液体。
这些高压液体必须流经毛细管，节流降压才能缓慢流入蒸发器，维持在蒸发器里继续不断地汽化，吸热降温。
就这样，冰箱利用电能做功，借助制冷剂的物态变化，把箱内蒸发器周围的热量搬送到箱后冷凝器里去放出，如此周而复始不断地循环，以达到制冷目的。
内部汽化吸热—外部液化放热—箱内温度降低3 •温度控制装置：冰箱的温度控制装置叫温度控制器。
它的主要作用是当箱内温度过高时接通压缩机，使制冷系统工作，从而使箱温降下来；当箱温降至要求的温度时，使压缩机断电。
（三）实践操作通过学习电冰箱的结构和原理，了解了利用物质的物态变化（汽化吸热）可以降低温度。
根据这个原理自制简易冰箱。
活动的主要思路根据冰箱原理设计准备器材实践操作交流合作第一小组活动A:花盆冰箱用花盆和水做一个冰箱，在热天里保存冷饮1.将饮料放在盘子里。
冰箱电气系统设计和维修
陈星
• 产品控制类型分类简介 • 经典冰箱控制系统构成 • 冰箱控制电路板经典功能单元电路
结束
冰箱控制系统分类
压缩式制冷方式（家用电冰箱）
•按冰箱制冷系统区别（控制系统构成及控制措施不同）： ——直冷冰箱 ——无霜冰箱（风冷及风直冷冰箱） •按控制手段区别： ——机械温控 ——电子温控（电子电路进行控制，没有软件） ——电脑温控（单片机程序控制，软硬件控制）
显示电路板
1
7
1
7
1+ -
主控制板 1
JST XHP-7
JST VHR-10N
N 电源
L
压缩机 电磁阀 照明灯
双循环直冷 电脑温控 电气布局示意图
• 单片机程序控制 • 热敏电阻感温 • 双稳态电磁阀
• 多循环冰箱系统
双循环风直冷、电脑温控冰箱
干簧管+磁铁 （冷冻室门开关） 风扇电机控制 冷冻室加热除霜 （F蒸发器感温头 及加热器控制）
冰箱控制电路板经典功能单元——
控制电路原理图例
科龙BCD-199WAK风直冷电冰箱旳控制电路原理图
过压保护 冰箱控制电路板经典功能单元——
• 当电源电压过高，峰值 超出560V时压敏电阻 阻值突降接近短路，保 险管F1熔断，电路板 断电使板上旳主要元器 件不被损坏
• 过压保护电路动作后， 从显示及功能上体现出 冰箱整个控制系统断电， 停止工作。经过观察保 险管就能够得到判断
2.56
温度 （℃
）
5
电阻值 （kΩ）
5.06
25
2
37 1.21
电压 （V）
2.25 1.22 0.82
冰箱控制电路板经典功能单元——继电器负载驱动电路
电冰箱制冷系统原理与设计-文档资料
产品开发中心 制冷所 更新日期 2019/11/12
内容
1. 理论基础 2. 蒸汽压缩式制冷循环
3. 制冷剂
4. 压缩机 5. 润滑油
6. 冷凝器
7. 蒸发器 8. 毛细管与回气管换热器
理论基础
相变
三相图 焓-温度状态图 （H2O）
饱和压力曲线 （H2O）
Q k
对流
T A x
（2）
Q hA T
辐射
（3）
Q T4 f
（4）
8 2 4 5 .67 10 W /( m K)
蒸汽压缩式制冷循环
压缩：等熵过程 冷凝：等温过程 膨胀：等熵过程 蒸发：等温过程
蒸汽压缩式制冷循环-实际制冷循环
带毛细管回热的理想循环
制冷系统实际循环
物体的固液气三相存在形式和温度，压力密切相关。 在相变过程中伴随着潜热的吸收和释放，但物质的温 度维持不变。 液体的饱和温度会随压力升高。 常见物质：干冰（常温常压下直接升华）水
理论基础
理想气体状态方程 热交换器的换热
PV mRT
热传导
（1）
Q UA T U 1 1 1 h out k h in
4 3 2 1 0 10 15 20 25 30 环境温度Tamb（°C） 35 40
蒸发压力 冷凝压力
•增大制冷剂充注量 •低温下停止冷凝风机运转，提高冷凝 温度
蒸发器的作用
•
•
利用制冷剂液体的蒸发，从低 温环境吸收热量，再通过回气 管排向压缩机。 蒸发器的负荷大小：
Q U A T q ( h h ) e e e v 6 5
过滤器的X 射线照片
电冰箱控制系统设计
第一章设计任务与要求根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启、停，使电冰箱内的温度保持在设定温度范围内。
当蒸发器温度升至3~5℃时启动压缩机制冷；当温度低于-10~-20℃时停止制冷，关断压缩机。
电冰箱采用单片机控制的主要功能及要求：①设定3个测温点，测温范围 -26～+26℃，精度±2 ℃②利用功能键分别控制冷冻室温度设定、冷藏室温度设定、速冻温度设定等；③利用数码管显示冷冻室温、冷藏室温，压缩机起、停和速冻、报警状态；④制冷压缩机停机后自动延时3min后方能再次启动；⑤具有自动除霜功能，当霜厚达到3mm时自动除霜；⑥冷藏室稳定超过18 ℃时声光报警，提醒用户采取应急措施；⑦开门超过2min将声光报警，提醒用户关门；⑧连续速冻时间设定范围1～8小时。
⑨工作电压180～240V，当欠压或过压时，禁止启动压缩机并用指示灯显示。
第二章硬件设计直冷式电冰箱的控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启动与停止，使冰箱内的温度保持在设定的温度范围内。
当蒸发器温度高至3~5℃时，启动压缩机制冷，当温度低于-10~-20℃时，停止制冷。
本电冰箱控制系统要完成冷冻室及冷藏室的温度检测和动态显示的功能，霜厚检测及除霜的功能，开门报警功能，温度设置功能，以及电源过欠压保护功能。
控制系统硬件结构如图所示，主要由电源电路，温度传感器，功能按键，MCS8051单片机，ADC0809转换器，时钟电路，键盘电路，显示电路，复位电路，测霜、除霜装置和故障报警装置等。
系统总体设计硬件方框图4.1 M CS-51单片机简介单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微处理器，最早被用于工业领域。
单片机由芯片内仅有CPU 的专门处理器发展而来。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL 的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
电冰箱温度控制系统的设计
南昌工程学院本科毕业设计（论文）第一章引言随着单片机应用技术的不断发展，单片机不断更新换代，单片机应用的模式，方法也不断发展。
一方面单片机应用系统的规模越来越大，另一方面单片机的嵌入式应用又使单片机的体积越来越小。
近年来，单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，在自动化和各个测控领域中得到了广泛的应用，在工业生产中成为必不可少的器件之一。
冰箱发明于20年代，在冰箱出现以前，我们一直在为食品存放时间一久就会变得不再新鲜甚至腐败而烦恼。
20世纪以前，用冰箱保存食物是不可想象的，20世纪没有冰箱的生活是不可想象的。
经过数十年的发展，人们对家用电冰箱的控制功能越来越高，这对电冰箱控制器提出了更高的要求。
多功能，智能化是现今的其、发展方向之一，传统的机器控制，简单的电子控制已经难以满足发展的要求，而采用基于单片机温度控制系统已经成为主流，具有很强的性价比，通过软件设计就能实现功能的扩展，以及智能化的提高，最大限度地节约了成本。
本文是基于单片机的电冰箱温度控制系统的设计。
通过单片机，温度传感器，A/D 转换器等一系列器件的使用达到智能温控的目的。
传统的电冰箱温度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷冻室的不同温度是通过调节蒸发器在两室的面积大小来实现的，温度调节完全依靠压缩机的开停来控制.但是冰箱内的温度受诸多因素的影响，如放入冰箱物品初始温度的高低、存放品的散热特性及热容量、物品在冰箱的充满率、环境温度的高低、开门的频繁程度等.因此对这种受控参数及随机因素很多的温度控制，既难以建立一个标准的数学模型，也无法用传统的PID调节来实现.一台品质优良的电冰箱应该具有较高的温度控制精度，同时又有最优的节能效果，而为了达到这一设计要求采用模糊控制技术无疑是最佳的选择.1.1 电冰箱的原理电冰箱是利用蒸发致冷或气化吸热的作用而达到制冷的目的，液体由液态变为气态时，会吸收很多热量，简称为“液体汽化吸热”。
3-电冰箱系统设计
3冰箱制冷系统设计冰箱制冷系统的设讣基本思路和顺序是：先根据要求确定箱体尺寸，然后根据箱体尺寸确定热负荷，根据热负荷和其他发热元件可以确定冰箱的基本能耗，并依次确定压缩机，同时可以确定蒸发器和冷凝器两大主要传热设备，最后才是确定节流元件和制冷剂充注量。
当然，计算设计不可能是很准确的，最后还需要通过试验和不断的调试来使系统运行达到最优化。
保温层设计3. 1. 1保温层设计方法冰箱保温层厚度是设讣的重点，关键是产品的成本与性能，而保温层的设计需要考虑的因素包括：①不同的市场和不同的能耗要求；②产品的不同风格和设计特点；③市场对发泡料的限制条件；④产品成本的综合对比选择；⑤产品的市场要求:全球性、区域性、特殊客户；⑥产品的未来发展考虑。
冰箱保温层厚度是设计的重点，在设计中总会与不同部门发生冲突，当然要求的厚度越薄越好，这样成本低，容积大，但山于技术的能力有限制的，在能耗达到一定的水平时，厚度也不是可以薄到想要的程度，因此在用度的设计方面存在选择是否合理的问题。
U前冰箱箱体都采用硬质聚氨脂整体发泡作绝热层，其绝热性能好，适于流水线大批量生产，发泡后的箱体内外壳被粘接成刚性整体，结构坚固，内外壳厚度可以适当降低，无须对箱体做防潮处理，年久也不会吸湿而使热导率增大。
电冰箱绝大多数为立式结构。
箱体结构的发展过程，大致分为四个阶段：50 年代以前主要是厚壁箱体（厚度为60〜65mm）； 60年代是薄壁箱体（厚度30〜3 5mm）； 70年代是薄壁双温双门；80年代以后世界上趋于釆用中等壁厚箱体（厚度为40〜45mm）,并以箱背式冷凝器的三门三温或双门双温自然对流冷却（即直冷式）冰箱为主。
随着良好隔热性能的隔热材料的应用，箱体壁厲的减薄，箱体重量进一步减轻并增大了冰箱的内容积。
立式冰箱箱体，首先根据内容积确定宽深比例，一般选为正方形或矩形，其比例不超过1:,双侧门柜式箱体的宽深比为1:左右。
总体高度以放置稳定和箱内储放食品方便为原则。
电冰箱的控制系统
第四章电冰箱的机械控制系统电冰箱以电为能源,靠电动机来驱动压缩机,一般还要配上启动继电器才能工作。
为了避免由于种种原因引起的超负荷现象造成电机烧毁,都装有过载保护器。
此外,为了控制箱内温度,还要用机械式温度控制器,有时它还兼有控制化霜功能。
电冰箱的控制系统依据系统中所采用温控器的不同分为“机械温控系统”和“电子温控系统”。
本章主要介绍机械温控原理及机械式温度控制器。
第一节常见机械温控系统一．机械温控系统组成常见机械式冰箱温控系统：图4-1 冰箱电气原理图表4-1 机械式电冰箱温控系统部件二．机械式温控器1．温控器的类型与作用温度控制器（简称温控器），是一种能自动控制器具的温度，使其保持在两个特定值之间，并且可以由使用者设定的装置。
广泛应用于各种家用电器中，以下为列表：表4-2 常用温控器类型本教材中温控器均为冰箱用温控器的技术参数、要求等，主要介绍温感压力式温度控制器，以下简称“温控器”。
温控器属于温度控制系统中的一个主要的部件，其主要作用是控制压缩机压缩机开、停时间，以保持电冰箱内的温度在确定的范围内。
常见的温度控制器有温感压力式、热敏电阻式和风门温度调节器等。
2．温感压力式温度控制器由感温组件、温度设定主体组件、执行开闭的微动开关或自动风门等三部分组成。
是通过密闭的内充感温工质的温包和毛细管，把被控温度的变化转变为密闭空间压力或容积的变化，以达到温度设定值时，通过弹性元件和快速瞬动机构，自动开闭触点或风门，以达到自动控制温度。
表4-3 温感压力式温度控制器分类及用途常用术语：接通点（ON）温控器触点闭路时的温度；断开点（OFF）温控器触点开路时的温度；调节范围温控器的调节机构给定的最大和最小接通点或断开点之间的温差；差动值（DIFF）调节机构整定于某一温度位置时的接通点和断开点之间的温度差；感温部件把控制对象的温度变换为充入工质（气体或液体）压力的部分；毛细管把感温部分的压力变化传递到波纹管或膜盒的细管。
单片机电冰箱控制系统硬件设计
单片机电冰箱控制系统硬件设计首先是电源系统，电冰箱需要稳定的电源来运行。
一般情况下，电冰箱使用交流电作为主要电源。
因此，我们需要一个适配器将交流电转换为直流电，并提供适当的电流和电压供电。
此外，还需要考虑过压、过流和短路等保护电路，以保证电冰箱的安全运行。
其次是温度传感器，用于检测电冰箱内部的温度。
温度传感器可以选择热电偶、热电阻或半导体传感器等。
在硬件设计中，需要将温度传感器与单片机进行连接，并编写相应的程序来读取传感器的数据。
通过监测温度传感器的数据，可以实时调节电冰箱的制冷功率，以保持恒定的温度。
接下来是湿度传感器，用于检测电冰箱内部的湿度。
湿度传感器可以选择电容式、电阻式或电解式等。
在硬件设计中，也需要将湿度传感器与单片机进行连接，并编写相应的程序来读取传感器的数据。
通过监测湿度传感器的数据，可以实时调节电冰箱的湿度，以保持适宜的湿度环境。
继电器是用来控制电冰箱的制冷系统和通风系统的主要部件。
继电器可以将单片机的控制信号转换为高功率的电源控制信号。
在硬件设计中，需要将继电器与单片机进行连接，并编写相应的程序来控制继电器的通断状态。
通过控制继电器的状态，可以实现电冰箱的制冷和通风功能。
最后是通信模块，用于实现电冰箱与其他设备或远程服务器之间的通信。
通信模块可以选择无线模块或有线模块，如蓝牙、Wi-Fi、以太网等。
在硬件设计中，需要将通信模块与单片机进行连接，并编写相应的程序来实现数据的传输和接收。
通过通信模块，可以实现电冰箱的远程控制和监控。
总结起来，单片机电冰箱控制系统的硬件设计需要考虑电源系统、温度传感器、湿度传感器、继电器和通信模块等方面。
通过合理设计这些硬件组件的连接和编写相应的程序，可以实现电冰箱的温度、湿度和功率等功能的控制。
探析电冰箱制冷系统优化设计
探析电冰箱制冷系统优化设计发布时间：2021-06-15T11:23:39.773Z 来源：《科学与技术》2021年第6期作者：杨春华[导读] 随着科学技术的不断发展与进步，人们的生活水平也得到了相应的提升，电冰箱已然成为了日常生活必不可少的电器之一杨春华海信容声（广东）冰箱有限公司摘要:随着科学技术的不断发展与进步，人们的生活水平也得到了相应的提升，电冰箱已然成为了日常生活必不可少的电器之一，电冰箱具有较高的能耗状况，所以在电冰箱普及使用的时代背景下，节能降耗是电冰箱在研发过程中的首要课题，而制冷系统就是电冰箱节能降耗的关键所在，文章针对如何进行电冰箱制冷系统优化设计提出以下几点观点，以供参考。
关键词:电冰箱；制冷系统；优化在新时代科学技术的发展下，电冰箱的使用在家家户户已经普及，然而电冰箱具有高能耗的特性，大量使用电冰箱会使21世纪的能源危机持续加重，制冷系统是电冰箱能源消耗的根源所在，由此可见，在不断提升客户使用感受的同时，将电冰箱的制冷系统进行优化，是当下亟待解决的社会问题，节能降耗对未来经济及环境的发展具有重要意义。
一、部分类型的冰箱制冷功能在运行中存在的不足在科技快速发展和普及的现代社会，电冰箱的广泛使用不仅造福了广大人民群众，也彰显出了我国强大的综合国力，然而在电冰箱的使用过程中还是存在许多不足之处，2017年新国标GB/T8059-2016的实施，对电冰箱的制冷功能和能源消耗指标都提出了新的要求，国家标准(GB/T8059-2016）对其制冷性能的要求为以下几点：储藏温度、制冰能力、耗电量、化霜性能、冷冻能力及负载温度回升时间[[]]。
对直冷式冷藏冷冻箱,冷冻室蒸发器为搁架式钢丝盘管结构，冷藏室蒸发器是铝板热压粘铝管结构，冷藏室蒸发器回气管由压缩机仓上开孔，返回压缩机的制冷剂经压缩机压缩后，从压缩机排出，排气经过冷凝器冷却后，经过毛细管进入冷冻室和冷藏室蒸发器，再由冷藏室回气管直接返回压缩机，在此运行过程中，制冷功能普遍存在以下几点问题，第一，制冷系统在运行过程中明显有结霜的现象，这样对电量的消耗会增大；第二，电冰箱在稳定运行的情况下噪音较大；第三，冷藏室的温度在稳定使用的情况下分布不均匀，上下层温度差别较大；第四，制冷系统在运行过程中容易出现不稳定的情况。
基于电冰箱的双循环制冷系统
系统构成和工作原理
• 系统构成：双循环制冷系统主要由两个独立的循环系统组成：冷冻循环系统和冷却循环系统。冷冻循环系统主 要负责制冷，冷却循环系统则负责保温。此外，双循环制冷系统还包括压缩机、冷凝器、蒸发器和其他辅助部 件。
• 工作原理：双循环制冷系统的工作原理是，通过两个独立循环系统的配合，实现制冷和保温功能。在制冷过程 中，冷冻循环系统的压缩机工作，将制冷剂压缩成高温高压的气态，然后进入冷凝器进行冷却，变成中温高压 的液态制冷剂，最后经过膨胀阀降压降温后，进入蒸发器进行蒸发吸热，实现制冷效果。同时，冷却循环系统 通过另一个压缩机工作，将冷却剂压缩成高温高压的气态，然后进入冷凝器进行冷却，变成中温高压的液态冷 却剂，最后经过膨胀阀降压降温后，进入蒸发器进行蒸发吸热，实现保温效果。
02
根据系统的制冷循环效率计算制冷剂充注量，以实现最佳的能
效比。
根据系统的运行环境和使用要求计算制冷剂充注量，以确保系
03
统的稳定性和可靠性。
03 控制系统设计
控制逻辑设计
温度控制
通过温度传感器检测冰箱内部温度，将温度信号转换为电信号，传输到控制器。控制器根 据预设的温度与实测温度进行比较，输出控制信号，调节制冷剂流量，实现冰箱内部温度 的自动控制。
率。
优化冷凝器设计
改进冷凝器结构，提高散热效率 ，降低压缩机负荷。
制冷剂管道优化
合理设计制冷剂管道走向和布局 ，减小管道阻力，提高制冷剂循
环速度。
控制系统改进方案
智能控制系统
引入智能温度控制系统，实现精准控温，提高冷藏和 冷冻效果。
快速冷冻与解冻控制
开发快速冷冻和解冻控制策略，缩短食物从冷冻到解 冻的时间，提高食品保存效果。
性能比较
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3 冰箱制冷系统设计冰箱制冷系统的设计基本思路和顺序是：先根据要求确定箱体尺寸，然后根据箱体尺寸确定热负荷，根据热负荷和其他发热元件可以确定冰箱的基本能耗，并依次确定压缩机，同时可以确定蒸发器和冷凝器两大主要传热设备，最后才是确定节流元件和制冷剂充注量。
当然，计算设计不可能是很准确的，最后还需要通过试验和不断的调试来使系统运行达到最优化。
保温层设计3.1.1 保温层设计方法冰箱保温层厚度是设计的重点，关键是产品的成本与性能，而保温层的设计需要考虑的因素包括：①不同的市场和不同的能耗要求；②产品的不同风格和设计特点；.③市场对发泡料的限制条件；④产品成本的综合对比选择；⑤产品的市场要求:全球性、区域性、特殊客户；⑥产品的未来发展考虑。
冰箱保温层厚度是设计的重点，在设计中总会与不同部门发生冲突，当然要求的厚度越薄越好，这样成本低，容积大，但由于技术的能力有限制的，在能耗达到一定的水平时，厚度也不是可以薄到想要的程度，因此在厚度的设计方面存在选择是否合理的问题。
目前冰箱箱体都采用硬质聚氨脂整体发泡作绝热层，其绝热性能好，适于流水线大批量生产，发泡后的箱体内外壳被粘接成刚性整体，结构坚固，内外壳厚度可以适当降低，无须对箱体做防潮处理，年久也不会吸湿而使热导率增大。
电冰箱绝大多数为立式结构。
箱体结构的发展过程，大致分为四个阶段：5 0年代以前主要是厚壁箱体(厚度为60～65mm)；60年代是薄壁箱体(厚度30～3 5mm)；70年代是薄壁双温双门；80年代以后世界上趋于采用中等壁厚箱体(厚度为40～45mm)，并以箱背式冷凝器的三门三温或双门双温自然对流冷却(即直冷式)冰箱为主。
随着良好隔热性能的隔热材料的应用，箱体壁厚的减薄，箱体重量进一步减轻并增大了冰箱的内容积。
立式冰箱箱体，首先根据内容积确定宽深比例，一般选为正方形或矩形，其比例不超过1：，双侧门柜式箱体的宽深比为1：左右。
总体高度以放置稳定和箱内储放食品方便为原则。
表6—7给出了电冰箱内容积与外形尺寸范围。
，表6-7 电冰箱内容积和外形尺寸范围设计箱体的绝热层时，可预先参照国内外冰箱的有关资料设定其厚度，如表3-1所示为某冰箱的绝热层厚度。
表3-1 冰箱的绝热层厚度冷冻室顶层厚度冷冻室顶层厚度冷冻室背面厚度冷冻室门体厚度"冷冻室底面厚度0.1m0.072m0.072m0.053m0.05m冷藏室顶层厚度冷藏室侧面厚度"冷藏室背面厚度冷藏室门体厚度冷藏室底面厚度0.05m0.053m0.053m0.053m0.05m（但采用了其他冰箱的厚度时，需要对厚度进行校核计算，校核的依据就是不能出现凝露。
校核计算首先是要计算出箱体表面温度。
如果箱体外表面温度tw低于露点温度，则会在箱表面上发生凝露现象，因此箱体表面温度tw必须高于露点温度td，最低限度tw＞0.2℃+td。
在达到稳定传热状态后的表面温度tw可以由下式计算：)(2101t t a kt t w --= (3-1)（改a 1 式中：t w —箱体外表面温度，单位为℃； t l —箱外空气温度，单位为℃； t 2—箱内空气温度，单位为℃；>a 1 —箱外空气对箱体外表面的表面传热系数，单位为W/； k —传热系数，单位力W/.按照国家标准的规定，电冰箱在进行凝露试验时，规定亚温带型(SN)、温带型(N)和亚热带型(ST)、热带型(T)冰箱的露点温度分别为19℃±0.5℃和27℃±0.5℃。
在箱体表面温度高于露点温度的前提下，计算箱体的漏热量Q 1，并用下式校验绝热层的厚度121)(A Q t t w w -=λδ式中：t wl —箱外壁温度，单位为℃； t w2—箱内壁温度，单位为℃；、λ—热导率，单位为W/，各种绝热层热导率可见 ； A-传热面积，单位为m 2。
校验计算所得的厚度在设定厚度的基础上，进行修正，反复计算，直到合理为止。
3.1.2 保温层设计案例 某冰箱设计要求：（1） 使用环境条件：冰箱周围环境温度ta=32℃,相对湿度φ=75%。
（2） (（3）箱内温度，采用标准温度，冷藏室温度5℃，冷冻室温度-18℃。
（4）箱内容积总168L，冷藏室100L，冷冻室68L，人们的生活习惯是经常用冷藏箱而少用冷冻箱，因此将冷冻箱设置在下层。
（5）冰箱制冷方式为直冷，节流元件为毛细管，其他配件根据需要自行配置。
设计：1、箱体保温层采用硬质聚氨酯泡沫。
2、箱体尺寸参考其他相似尺寸的冰箱确定，相关尺寸和结构如图所示（图中尺寸单位：cm）。
3、首先校核这种尺寸选择是否满足凝露条件—箱体外表面凝露校核分冷冻室和冷藏室进行。
（1）冷冻室凝露校核冷冻室绝热层厚度最薄处在压缩机室处和门侧，由于压缩机散热导致压缩机室内温度高于环境温度一般不会出现凝露，因此，凝露校核计算时选取厚度最小的门侧。
凝露校核计算公式为3-1，因此，首先要确定相关参数：环境温度t1为32 C ，箱内空气温度t2为-18℃。
另外，对于相关传热系数的规定：当室内风速为～0.15m ／s 时，α1可取～(m2·K)；箱内空气为自然对流(直冷式)时，α2可取～(m2·K)；双门双温问冷式电冰箱，由于箱内风速较大，其α2可取l7～23W ／(m2·K)。
这里选取室内α2= W/(m2·K)，隔热层绝热系数 W/(m ·K)，室外对流换热系数α1取11W/(m2·K)，则21111αλδα++=K = W/(m2·K)则外表面温度8.30)1832(1126.032)(2111=+⨯-=--=t t a k t t w ℃ )高于国家标准的规定的凝露温度。
（2）冷藏室凝露校核冷藏室最薄的地方仍然是门侧，因此，计算方法同冷冻室，可计算出外表面温度为)532(1126.032)(2111-⨯-=--=t t a k t t w =31.4℃ 同样高于国家标准规定的凝露温度。
一般情况下，如果箱体尺寸参考了市场上产品的尺寸，则一般不存在凝露问题，但最好进行一下凝露校核。
冰箱热负荷计算在产品的设计中，计算冰箱的热负荷实际上很重要，它可以从产品的开发前期已经知道产品的性能状态，产品的制冷系统匹配、以及产品出现问题后能找到问题的分析点：：①知道产品的未来的性能状态；②知道产品在不同环境中的性能状态；③事先可以初步知道产品的能耗水平以及改进后的状态；④可以找到产品设计中的缺点、找到改进的方向；⑤可以用最低成本设计产品；⑥缩短产品的开发时间，提高产品开发的命中率。
3.2.1电冰箱的热负荷计算电冰箱热负荷在冰箱设计中是一个重要参数，它与冰箱的箱体结构、冰箱的内容积，箱体绝热层的厚度和绝热材料的优劣等因素有关。
|热负荷包括：箱体漏热量Q1、开门漏热量Q2、贮物热量Q3和其它热量Q4。
即Q=Q+Q2+Q3+Q4 (6—4)11、箱体漏热量Q1箱体漏热量包括，通过箱体隔热层的漏热量Qa，通过箱门和门封条的漏热量Qb，通过箱体结构形成热桥的漏热量Qc。
即Q1=Qa+Qb+Qc (6—5)(1)箱体隔热层的漏热量Qa，由于箱体外壳钢板很薄，而其热导率λ值很大，所以热阻很小，可忽略不计。
内壳多用ABS或HIPS塑料板真空成形，最薄的四周部位只有1.0mm。
塑料热阻较大，可将其厚度一起计入隔热层，因此箱体的传热可视为单层平壁的传热过程。
即=KA(t1-t2) (6．6)Qa式中A…-箱体外表面，单位为m2。
传热系数K(单位为W ／(m 2·K))为21111αλδα++=K式中α1——箱外空气对箱体外表面的表面传热系数，单位为W ／(m2·K)； α2——内箱壁表面对箱内空气的表面传热系数，单位为W ／(m2·K)； δ——隔热层厚度，单位为m ；λ——隔热材料的热导率，单位为W ／(m ·K)。
在进行箱体隔热层捕热量计算时，要注意到冷冻室和冷藏室的隔热层厚度是不一样的，应采用分段计算相加后的Q a 值。
另外，采用壁板盘管式冷凝器的电冰箱，箱体后壁面的表面温度近似取为冷凝温度t k ，也需另外计算该部分漏热量。
（2）通过箱门与门封条进入的漏热量Qb！由于Qb 值很难用计算法计算，一般根据经验数据给出，可取Qb 为Qa 的15％值。
（3）箱体结构部件的漏热量Qc箱体内外壳体之间支撑方法不同，Qc 值也不同，因此同样也不易通过公式计算。
一般可取Qc 值为Qa 值的3％左右。
目前采用聚氨酯发泡成型隔热结构的箱体，无支撑架形成的冷桥，因此Qc 值可不计算。
2、其它热量Q 。
这里所说的其他热量，是指箱内照明灯、各种加热器、冷却风扇电机的散发热量，可将其电耗功率折算热量计入。
另外，还要考虑开门时漏入的热量，因此，在电冰箱箱体热负荷计算时，为了安全起见一般还增加10~15%的余度，即以~的热负荷进行设计。
3.2.2 冰箱热负荷计算案例案例一：继续前一节的BCD168L 冰箱的设计，计算箱体热负荷。
%对于冰箱热负荷计算，有的公司将计算分成制冷和不制冷两个阶段分别计算，这也是有道理的。
制冷时，压缩机运转，压缩机室温度高于不制冷时，如果冷凝器是背挂式，则箱体背部的外表温度也不同于环境温度，因此，分开计算可以更精确计算。
但本书作者经过实验研究表明，这种分开计算提高了设计工作量，对于实际的设计却没有多大的意义，因此，一般不分开计算。
另外，借助于计算软件可以获得高效准确的计算结果，最简单的就是借助Ms Office的Excel电子表格软件进行设计计算，可以获得快速准确的计算结果，并且适用于不同规格的冰箱设计计算。
下面分步骤进行热负荷计算。
1、冷冻室热负荷QF计算（1）箱体漏热量Q1F一般的冰箱不需要考虑冷桥漏热，因此冷冻室箱体漏热量只包括箱体隔热层漏热量Qa和通过箱门与门封条漏热量Qb两部分。
1)箱体隔热层漏热量Qa 箱体隔热层漏热量按式(6—6)计算，计算时箱外空气对箱体外表面的表面传热系数α取11W／(m2·K),箱内壁表面对箱内空气1取／(m2·K)，隔热层材料的热导率λ取 2W／(m·K)。
各传的表面传热系数α2热表面的传热量计算见表6-18。
表6-18-顶面侧面背面门体底面冷冻室负荷计算面积A/m2:传热系数[传热温差/℃$传热量Q/W将上表中各表面的传热量相加即得箱体隔热层漏热量Qa=。
2）通过箱门与门封条漏热量Qb"Qb==×=冷冻室箱体漏热量为Q1F=Qa+Qb=+=考虑到其他漏热，加上15%的余量，因此，冷冻室的热负荷QF=×=。
2、冷藏室热负荷QR计算冷藏室热负荷同冷冻室。
（1）冷藏室箱体漏热量Q1R1）箱体隔热层漏热量Qa…冷藏室各传热表面的传热计算如表7所示。