直冷电冰箱制冷系统优化设计探析
冷藏设备的优化设计与控制
冷藏设备的优化设计与控制随着人们生活水平的提高，冷藏设备越来越多地被应用于各个领域。
无论是家用冰箱，还是商用冷冻柜，其重要性不言而喻。
然而，冷藏设备的优化设计与控制却是一个颇具挑战的问题。
在本文中，我们将探讨如何通过技术手段来优化冷藏设备的性能，从而降低能耗，提高效率，更好地满足人们对冷藏设备的需求。
一、制冷系统的优化设计制冷系统是冷藏设备的核心部分，其优化设计能够直接影响设备的性能表现。
常见的制冷系统包括压缩式制冷系统、吸收式制冷系统、热泵式制冷系统等。
其中，压缩式制冷系统是最为常见的一种，其采用了制冷剂在压缩与膨胀的交替作用下实现制冷的原理。
目前，在压缩式制冷系统中，大多数采用的是HFC制冷剂。
然而，HFC制冷剂的直接排放会对环境造成巨大的影响，因此将其替换为天然制冷剂或者低全球变暖潜力的制冷剂是未来的发展方向之一。
除了制冷剂的选择，制冷设备的优化设计还应包括以下方面：1. 热交换器的设计。
热交换器是制冷系统中的核心组件，其设计合理与否直接关系到整个系统的性能表现。
在热交换器的设计中，应该考虑如何提高热传递效率，降低制冷系统的制冷时间，并选择适当的热传递面积和流体流速。
2. 制冷剂量的控制。
制冷剂量是制冷系统中的一个重要参数，对于制冷系统的性能有着直接的影响。
过多的制冷剂会造成浪费，而过少的制冷剂会影响制冷效果。
因此，在制冷设备的优化设计中，应该选择适当的制冷剂量，并采用先进的控制技术来实现精确的制冷剂量控制。
二、制冷设备的智能控制智能控制是冷藏设备优化设计的另一个重要方面。
通过智能控制技术，可以实现对制冷设备的精确控制，从而提高制冷设备的性能与效率。
智能控制技术主要包括以下方面：1. 传感器技术。
在制冷设备中，传感器可以用来监测温度、湿度、压力等重要参数，从而及时反馈给控制器，实现对制冷设备的智能控制。
2. 自适应控制技术。
自适应控制技术可以帮助制冷设备适应外部环境的变化，并在实现制冷效果的同时降低能耗。
电冰箱制冷系统优化设计再析
电冰箱制冷系统优化设计再析
李刚;蔡颖玲;张凤林;王军;车景顺
【期刊名称】《计量与测试技术》
【年(卷),期】2004(031)006
【摘要】电冰箱节能研究是一重要课题,其中制冷系统优化设计是关键环节,已有相关文献对此进行报道,本文据项目研究实际情况,进一步分析了蒸发器和冷凝器的优化设计,提出了软冷冻及变温技术的节能观点及优化设计,再析了制冷系统优化匹配及制冷剂管路走向等节能措施.
【总页数】4页(P35-38)
【作者】李刚;蔡颖玲;张凤林;王军;车景顺
【作者单位】河南纺织高等专科学校机电系空调教研室126#;河南纺织高等专科学校,郑州,450007;河南新飞电器有限公司,新乡,453000;中原工学院,郑州,450007;河南冰熊保鲜设备股份有限公司,民权,476800
【正文语种】中文
【中图分类】TM925.21
【相关文献】
1.直冷电冰箱制冷系统优化设计探析 [J], 李刚;蔡颖玲;张凤林;王军;车景顺
2.电冰箱制冷系统的优化设计 [J], 郭凯;陈旭峰;张波;袁秀玲;杨波
3.电冰箱能耗与制冷系统优化设计及制冷循环分析 [J], 李刚;张凤林;王迎辉;陈爱东
4.电冰箱制冷系统匹配对电冰箱性能的影响 [J], 尚殿波;魏邦福;荆嵩
5.新飞牌BCD—245电冰箱的制冷系统与电路：电冰箱维修技术参数资料 [J], 宋景申
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电冰箱的优化设计
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。
电冰箱制冷系统优化设计再析
部分的设计思路及管路布置走向各 不相同 , 这对系统能耗有直接影响 。 一般地说 , 由于排气温度的不同 , 采 用不同 制 冷剂 时管 路 布置 也 不相 同 。本项目采用制冷剂 R600a , 经模 拟实验和理论分析 , 由于采用 R600a 使压缩机排气温度降低 , 约 55 ℃左 右 ,故将压缩机排出的高压气体先 进门边防 露管 , 再进主 、副 冷凝器 , 这样即使 条件变化 , 门边 防露管末 端对应 温度也高 于最高环 境温度 , 既可保证加热门框 、提高防露效果 , 同时 , 在管路布 置时尽量 使防露管 远离箱体 内腔 , 又可减小 热量向箱 内传递 , 实现节能之目的 , 系统图如 图2示。
的循环回路继续运行 。若检测到温
度高于变温室 设定值上 限 , 电 冰箱
的控制装置使双稳态电磁阀处于断
电状态 , 系统 按照支 路一形成 的循
环回路运行 , 直到温 度传感器 感应
到温度低于变温室的温度设定值下
限时 , 双稳态电磁阀执行通电操作 ,
系统又按支路二循环回路运行 。 此
时冷 冻室和 冷藏室温 度继续下 降 ,
计量与测试技术·2004·№.6
箱的控制装置 中 , 控 制装置据 温度
设定值对双稳态电磁阀的通路进行
切换实现 。 当电冰 箱启 动运行 时 ,
电磁阀处于通 电状态 , 系统按 照支
路二形成的循 环回路运 行 , 同 时变
温室的温度传感器检测变温室的温
度 。 变温室温度若在变温室的设定
温度范围内 , 系统按 照支路二 形成
一定情况下 , 尽量 加大冷藏 室蒸发 器的面积 , 使冷藏 室单独制 冷时制 冷速 度 更 快 (见 本 文 变 温 技 术 部 分), 或使冷藏室尽快达到设定温度 自行关闭 , 保证在 低温或高 温环境 下有最佳的 开停比 , 从而保 证在特 定环境温度(国际上规定 25 ℃为能 耗测试条件)下耗电最少 。 第二 , 力 求设计 高效蒸发 器 。 第 三 , 合 理安 排蒸发器位置和制冷剂走向 。第 四 , 通过 理论计算 和试验相 结合方 法 , 合理 匹配蒸发 器与冷凝 器的传 热面积 , 努力减小冰箱工作系数 , 避 免过低蒸 发压力和 过高冷凝 压力 , 达节能目的 。
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。
直冷电冰箱节能优化设计
直冷电冰箱节能优化设计发布时间：2021-07-01T15:43:24.583Z 来源：《科学与技术》2021年第7期作者：杨春华[导读] 随着科学技术的发展与进步，人们的生活水平不断提高，电冰箱已然成为了家居生活不可缺少的家电，电冰箱由于是保鲜器具杨春华海信容声（广东）冰箱有限公司广东佛山 528303摘要:随着科学技术的发展与进步，人们的生活水平不断提高，电冰箱已然成为了家居生活不可缺少的家电，电冰箱由于是保鲜器具，一经使用就需要一直通电运行，具有连续耗电的特点，所以在电冰箱普及使用的情况下，节能降耗是电冰箱在研发过程中的重要课题。
而直冷冰箱由于结构简单，故障率低，成本不高等优点，对电冰箱的普及起到了至关重要的作用，文章针对如何进行直冷冰箱节能优化设计提出以下几点观点，以供参考。
关键词:直冷冰箱；微霜；真空隔热板；节能；机械变频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，优化设计高效的制冷系统，较好的保温隔热材料、良好的门封、高效的压缩机都是电冰箱节能减耗的关键所在，在不断提升用户体验的同时，对电冰箱进行节能优化设计对未来经济及环境的发展具有重要意义。
1 制冷系统优化设计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提出了新的要求，新国标不再区分直冷冰箱和无霜冰箱，采用了新耗电量测试方法及全新的能效标识、对于传统直冷式冷藏冷冻箱的能耗是一次巨大的挑战。
目前主流直冷式电冰箱为上冷藏下冷冻抽屉式冰箱，由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组成。
1.1 冷冻蒸发器的优化设计：制冷剂在制冷循环中过低的蒸发压力会使单位制冷量和制冷系数减小，据相关文献介绍，提高蒸发温度对提升电冰箱能效有着至关重要的作用。
第一：设计出高效的蒸发器：采用微霜[1]蒸发器与传统钢丝盘管蒸发器相结合，其结构为传统的丝管蒸发器安装在箱胆内，再在箱胆外套上微霜蒸发器，其结构为套管绕成圈的铝管，将铝管紧绕至冷冻室内胆再用铝箔贴住，此组合成的高效蒸发器可以大幅度增加蒸发器的换热面积，并且蒸发温度显著提高。
直冷式电冰箱温度控制系统设计
直冷式电冰箱温度控制系统设计摘要：本文介绍了一种基于单片机的直冷式电冰箱温度控制系统的设计。
该系统采用了DS18B20数字温度传感器来获取冰箱内部的温度数据，并通过数据采集电路传输给单片机处理。
单片机通过PID算法控制制冷器的运行，从而调节冰箱内部的温度。
该系统能够准确稳定地控制冰箱内部的温度，提高冰箱的工作效率，降低能耗。
实验结果表明该系统具有较好的性能。
关键词：直冷式电冰箱；温度控制；单片机；PID算法；能耗Abstract:This paper presents the design of a direct refrigeration type electric refrigerator temperature control system basedon a single chip microcomputer. This system uses the DS18B20 digital temperature sensor to obtain the temperature data inside the refrigerator, which is transmitted to the single-chip microcomputer for processing through the dataacquisition circuit. The single-chip microcomputer controlsthe operation of the refrigeration compressor through the PID algorithm, so as to adjust the temperature inside the refrigerator. The system can accurately and stably controlthe temperature inside the refrigerator, improve the work efficiency of the refrigerator, and reduce energy consumption. Experimental results show that the system has good performance.Key words: direct refrigeration type electric refrigerator; temperature control; single chip microcomputer; PID algorithm; energy consumption一、引言随着人们生活水平的提高，电冰箱已成为现代家庭不可或缺的家电之一。
课题：风直冷冰箱电器设计
风直冷冰箱电器设计风直冷冰箱电控系统的设计主要着重于三个方面：(1)高抗干扰性和高可靠性:它要能满足冰箱长年累月不间断工作这种特殊使用条件。
(2)多功能：把老百性喜爱的功能和竞争对手着力宣传的功能有选择地采纳。
(3)适应高质量的现代家庭生活：将食品保鲜技术纳入电脑冰箱的设计范畴。
1 风直冷冰箱电器总体设计思想风直冷电冰箱吸取风冷冰箱温度控制均匀和直冷冰箱不易使食品风干的优点，分别应用于冷冻箱和冷藏箱，通过对压缩机和电磁阀的自动控制，精确调整电冰箱的温度，在电控方面，它有如下特色：1.1 微电脑模糊控制模糊控制的主要原理是：通过调节冷冻箱的开停机温度点，使冰箱的开停机周期稳定在一个适宜的范围内，这样，即使得冰箱内部温度均匀，又提高了压缩机和三通阀的使用寿命。
1.2 双循环自动控制系统电脑通过采集两箱体的温度来控制电磁阀和压缩机是否工作，在压缩机运转状态下，当电磁阀不通电时，同时接通F室和R室制冷回路；当电磁阀通电时，只接通F室制冷回路。
电磁阀可以有效地控制冷藏箱的制冷开停，它与压缩机配合，可以灵活调节冷冻箱和冷藏箱的温度。
1.3 自动除霜系统两箱体均采用定时除霜方式，冷藏箱靠环境温度使壁面自然化霜，冷冻箱靠除霜加热管和防冻电热线加热除霜。
1.4 具有停电记忆功能用户设定的温度和使用状态都能记忆在电脑中，停电后再来电，信息依然保存。
1.5 数码管显示温度可以同时显示两箱体温度，还能显示各种工作状态，如超冻、节能、耗电、超温、自动等，显示美观大方。
1.6 超冻结系统用于仪器速冻，用户在速冻食品之前，光按超冻键，压缩机就可连续运行，使冷冻箱温度足够冷，这时再把需速冻的食品放入，如果用户在速冻完成后忘退出超冻方式，系统会在压缩机连续运转26小时后自动退出。
1.7 超温报警当冷冻箱的温度太高时，会蜂鸣报警，同时超温显示亮，本控制系统还有一个功能是：超温报警后，超温记忆发光管会变亮，记录下冷冻箱上升到的最高温度值，当用户按动记忆键时，可显示该值，这种功能主要的优点表现在：当用户不在家时，如果发生停电，食品可能会因为冰箱温度过高而变坏，对于一般的冰箱，停电后又来电，即使停电后温度过高，用户也很难发现，但本系统可以通过观察记忆的最高温度点值，来判断是否要对冷冻食品进行特殊处理。
电冰箱吸收式制冷系统中吸收器的优化模型建立
电冰箱吸收式制冷系统中吸收器的优化模型建立电冰箱是我们日常生活中非常常见的家电产品，而其中的吸收式制冷系统是实现冷藏和冷冻功能的关键部件之一。
在吸收式制冷系统中，吸收器扮演着重要的角色，其作用是从冷凝器中吸收制冷剂蒸汽并将其溶解到吸收剂中，从而实现制冷效果。
本文将探讨电冰箱吸收式制冷系统中吸收器的优化模型建立。
吸收器的优化模型建立是为了提高吸收器的性能，降低能量消耗和提高制冷效率。
吸收器的优化建模可以分为两个方面：流体流动模型和换热模型。
首先，考虑吸收器内部的流体流动模型。
吸收器内部的流体流动通常可以近似为单相流动，其流动性质可以通过流体力学方程来描述。
对于吸收器内部的流动，我们可以假设其为定常、可压缩、不可压缩流动。
通过建立质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程，可以求解吸收器内部的流动状态，并获得各个位置处的压力、速度和温度分布情况。
该模型可以用于优化吸收器内部流体流动的设计，以最大限度地提高流体传热效果和制冷效率。
其次，考虑吸收器内部的换热模型。
吸收器内部的换热过程是制冷系统中重要的能量转换过程之一。
换热模型可以用于描述吸收器内部制冷剂蒸汽与吸收剂之间的热量传递和传热效果。
在吸收器内部，制冷剂蒸汽通过壁面传热的方式将其内部的热量传递给吸收剂，并溶解到吸收剂中。
建立吸收器内部换热模型可以通过数学模型来描述吸收剂的浓度分布和温度分布，并计算吸收器的换热效率。
通过优化换热模型，可以调整吸收器的结构和参数，以提高整个吸收式制冷系统的制冷效果和能量利用率。
在构建吸收器的优化模型时，还需要考虑一些实际问题和工程要求。
例如，吸收器的尺寸和材料的选择对其性能有着重要影响。
吸收器的尺寸应当适当，既要能够容纳足够的制冷剂蒸汽和吸收剂，又不宜过大从而增加能量损失。
吸收器的材料应当具有良好的热传导性和化学稳定性，以确保换热过程的高效进行和长期稳定运行。
此外，制冷系统的操作条件和环境因素也需要考虑。
例如，吸收器的工作温度、压力以及外部传热系数都会对吸收器性能产生影响。
冰箱结构优化合理性分析
冰箱结构优化合理性分析摘要：随着夏天的到来，人们经常使用冰箱。
冰箱是日常生活中必不可少的家用电器，冰箱的备件更关系到冰箱的使用寿命。
当然，文章中提到的备件是关于塑料零件的整体设计，这实际上与冰箱的设计方案有关，并将直接与冰箱的销售有关。
本文分析了冰箱零件的整体设计。
关键词:冰箱；塑料结构；设计方案引言在日常生活中，冰箱已经成为每个人必不可少的电器产品，其产品造型设计离不开零件的衬托。
零件的整体设计关系到冰箱的造型设计。
自然，当今市场鱼龙混杂，各种冰箱都有，质量状况良莠不齐。
此外，许多冰箱配件不符合要求。
零部件的各个领域只有满足要求，适度比较，才能达到更高的产品质量标准。
高质量的零件也与冰箱的使用寿命有关。
一、冰箱零件结构的设计思路外观是决定你能否选择产品的关键因素。
每个人的审美观都不一样，外观设计也比较多样化。
此外，把握客户心态的外观造型也会对产品销售产生重大影响。
塑料零件的整体设计必须由专业人员设计，技术人员的设计方案可以整合和应用一些重要的元素，以实现视觉艺术美。
更好的装饰图案直接影响消费者的选择，整体设计的魅力并不容易完成，这需要设计师的灵感。
外观的设计方案与塑料外壳是否适合安装在冰箱中有关。
因此，零件的设计方案应在适当组装的基础上，既实用又美观大方。
好的设计外观也反映了一种独特的情感吸引力，给人一种快乐的感觉或享受[1]。
视角的调整也会体现在零件的形状上。
在决定塑料零件的外观之前，设计师应该考虑产品的质量。
这是许多客户首先需要了解的问题。
虽然好的外观会吸引顾客，但没有质量的适用性。
客户不会选择这种零件，一些较大的制造商也有这样的顾虑。
结构设计方案需要考虑色调，这是立即影响客户视线的主要基本要素。
它和外观是立即吸引用户的主要因素。
因此，掌握色彩设计会增加消费者对原材料的好感。
一般来说，冰箱的塑料外壳都是乳白色或灰黑色的。
设计师可以从这些方面进入，微小的变化可能会产生很大的影响。
自然，颜色选择必须与周围的气氛融为一体，而不是顾客喜欢的类型。
家用电冰箱冷凝器设计与制冷效果的优化方法
家用电冰箱冷凝器设计与制冷效果的优化方法随着科技的发展，家用电冰箱已经成为了现代家庭生活中不可或缺的电器之一。
而冷凝器作为电冰箱的核心部件之一，对于冷藏、制冷效果的优化具有重要作用。
本文将介绍家用电冰箱冷凝器设计与制冷效果的优化方法，旨在提供冰箱制造商和消费者一些有用的建议。
首先，合理选择冷凝器材料至关重要。
目前市场上常用的冷凝器材料有铜、铝、不锈钢等。
铜具有良好的导热性能和耐腐蚀性能，但成本较高。
铝则具有轻便、成本低廉的优势，但其导热性能相对较差。
因此，在选择冷凝器材料时，既要考虑制造成本，又要兼顾制冷性能。
根据具体情况，可以选择合适的材料进行制造。
其次，冷凝器结构设计的合理性对制冷效果也有重要影响。
冷凝器的目标是将处于高温高压状态的制冷剂，通过散热将其转化为高温高压气体。
因此，冷凝器的结构设计应该保证足够的散热面积和流体流动的通畅性。
同时，合理布局冷凝管和散热片，以增加热量传导和散热效果。
另外，在设计过程中，还需考虑冷凝器的紧凑性和节能性，以提高整体性能。
此外，冷凝器的热交换效果与制冷剂状态参数的选择有关。
不同制冷剂在不同温度条件下的热传导性能各异，因此，在设计冷凝器时需要根据制冷剂的特性和使用环境来选择合适的工作参数。
同时，冷凝器的设计应尽量减小制冷剂压降和温度变化，以提高制冷效果。
此外，正确选择冷凝器的工作压力和温度范围，也能达到优化制冷效果的目的。
此外，冷凝器的清洁和维护对制冷效果的保持也非常重要。
随着时间的推移，冷凝器表面会积累灰尘、脏物及其他杂质，这将导致传热性能下降。
因此，定期清洗和维护冷凝器是维持其优化制冷效果的关键。
清洗时，可使用温和的清洁剂和软毛刷进行清洁，避免使用研磨性较强的物质。
最后，与冷凝器相关的其他因素也需要考虑。
如家用电冰箱的散热系统设计、制冷剂的循环系统以及风扇的配置等。
这些因素的优化设计和合理配置，将有助于提高冷凝器的制冷效果。
综上所述，家用电冰箱冷凝器的设计与制冷效果的优化是一个综合性问题。
电冰箱能耗与制冷系统优化设计
电冰箱能耗与制冷系统优化设计高永程南京林业大学机械电子工程学院 110305204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，电冰箱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。
纵观我国冰箱市场，尤其是从2000年之后，低碳环保的倾向也越来越明显。
所有家电产品中冰箱的能效普及最到位，目前市场上冰箱产品能效等级普遍达到1级，2级能效以下的产品已经很难看到，而3级以下的产品基本已被淘汰。
电冰箱的出现越来越得到商业各领域的不断需求。
我国冰箱生产在２００３年全面实施强制性节能标准，在市场上销售的电冰箱都必须贴上＂能效标识＂标签。
通过政府的行政措施使我国冰箱行业继续高走节能主义道路。
如何不断提高电冰箱的性能,以适应这些标准,降低能耗，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。
关键词：热工学优化设计理论分析直冷电冰箱制冷系统1前言电冰箱发展速度很快,我国电冰箱的产量由1991年的470万台增加到2001年的1349万台,再到2013年的3714万台，电冰箱使用越来越普遍，而电冰箱的耗电量占家用电器总耗电量的32%,所以,节能降耗和环保是电冰箱研发工作的重要课题,而蒸发器和冷凝器的传热能力、软冷冻及变温技术优化设计则是关键因素。
2电冰箱能耗与制冷系统优化设计2.1 电冰箱的发展历史1910年，世界上第1台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世；1925年，瑞典丽都公司开发制造了家用吸收式冰箱；1927年，美国通用电气公司研制成功全封闭式冰箱；1930年，采用不同加热方式（煤气、电、煤油为热源）的空气冷却连续扩散吸收式冰箱投放市场；1931年，新型制冷剂氟利昂12研制成功，并在工业上广泛使用。
1983年合肥第二轻工机械厂（美菱前身）转产家用电冰箱，开始了专业制冷之路。
直冷式电冰箱温度控制系统设计
直冷式电冰箱温度控制系统设计1. 引言直冷式电冰箱是现代家庭中常见的家电之一，其温度控制系统的设计对于保持食品的新鲜度和品质至关重要。
本文旨在研究直冷式电冰箱温度控制系统的设计原理、关键技术和优化方案，以提高其性能和效能。
2. 直冷式电冰箱温度控制原理直冷式电冰箱通过压缩机、蒸发器、减压阀等组件实现制热和降温的过程。
其温度控制原理是通过压缩机的启停来调节蒸发器中的制热量，从而实现对冰箱内部温度的调节。
3. 直冷式电冰箱温度控制系统组成直冷式电冰箱温度控制系统主要由传感器、微处理器、执行器等组成。
传感器负责检测环境中的温度变化，微处理器根据传感器反馈信息来判断是否需要启停压缩机，并通过执行器来实现相应操作。
4. 温度传感技术在直流风扇中应用为了提高直流风扇的性能和效能，本文提出了一种基于温度传感技术的优化方案。
通过在直流风扇中添加温度传感器，可以实时监测风扇的工作温度，并根据实际情况调节风扇的转速，以提高冷却效果和节能效果。
5. 温度控制系统优化方案为了提高直冷式电冰箱温度控制系统的性能和效能，本文提出了一种基于模糊控制的优化方案。
通过建立模糊控制器，可以根据环境中的温度变化来调节压缩机启停和风扇转速，以实现更精确、更稳定的温度控制。
6. 温度控制系统测试与分析为了验证优化方案的有效性，本文进行了一系列实验测试。
通过对不同环境条件下直冷式电冰箱温度变化进行监测和分析，结果表明优化方案在提高温度控制精确性和稳定性方面具有显著效果。
7. 结论本文对直冷式电冰箱温度控制系统进行了深入研究，并提出了基于模糊控制和温度传感技术的优化方案。
通过实验测试和分析，证明了优化方案的有效性和可行性。
未来，可以进一步探索其他温度控制技术的应用，以进一步提高直冷式电冰箱的性能和效能。
直接空冷系统优化设计和环境温度变化运行经济性的分析
：
：
运行 经济性 的影 响 ， 结果 表 明环境 温度 变化 对 机组 运行 经 济性 影响 较 大， 此 ， 出 了 对 提 ：
控 制 风 机 群 运 行 状 态 以 达 到 经 济 运 行 的 目的 。 ：
在 直 冷 系 统 运 行 时 ． 大 的风 机 群 耗 电 量 很 大 ． 庞 另
外 ， 冷 系统 背 压较 湿 冷 系统高 。 耗 率增 加 ， 直 热 导致 煤 耗率增 高 ， 冷 系统年运行 费用 ： 直
Ｎ ｙＦ — Ｙｆ Ｙ ＋ （）为最小 。 使 基
造 价 和 运 行 费 用 ， 择 最 佳 Ｊ Ｄ 的 ［的 就 是 要 找 出 空 选 丁 ｊ
墨 冷 统 年 综 费 『Ｆ 系 的 度 合 用＼ ： ， Ｄ
二 三 二 一（ 一 Ｔ Ｚ 一一 二 二 十 ＋ Ｙ（ （ ＮＦ１ ）
玲 电厂能量 利用 的完善 合理程 度 与直冷系统 投资 的最 佳匹 配关 系。因此 ． 直冷 系统将初 始温差 Ｉ Ｄ 作 为一 Ｔ
度， 在设计 阶段 即为设计气 温 ． 知道建 厂地址 典 型年 在
的气温一 小时 表后可 根据文献 ］ 供 的方法确 定 。 ３提
空凝器 的迎 面风速 Ｖ ，是 另 一 个对 直冷 系 统 投 资 和运 行影 响 较 大 的 参 数 。传 热 热 阻 主 要 集 中在 空 气
侧 。 此 ， 加 迎 面 风 速 可 增 加 空 凝 器 传 热 系 数 ， 而 因 增 从
… ． … ． ． ．
空冷 系统 凭借 其巨大 的节水 性能在 我 国北 方 广 大
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。
实验五电冰箱制冷系统分析.doc
实验五电冰箱制冷系统分析.doc实验五电冰箱制冷系统一、实验目的1.了解电冰箱的分类特点，了解电冰箱的技术指标、结构、分类等；2.熟悉电冰箱的制冷系统，对其能进行简单维护维修。
二、实验原理（一）电冰箱的技术性能（1）类型分冷藏箱 C、冷冻箱 D、冷藏冷冻箱 CD。
（2）电源包括额定电压、额定频率和使用电压范围等。
（3）电动机的额定输入功率（W）。
（4）耗电量（kW·h/24h ）。
（ 5）外形尺寸（深×宽×高）。
（6）重量（ kg，分为毛重和净重）。
（ 7）总有效容积（ L）。
包括冷冻室有效容积和冷藏室有效容积。
（8）制冷系统性能。
包括压缩机型号、输入功率、起动电流、起动继电器型号、过载保护继电器型号、冷凝器、蒸发器、毛细管、干燥过滤器的规格、制冷剂型号及灌注量。
（9）冷冻室和冷藏室性能。
包括冷冻室能力、星级、气候类型、冷藏室温度等。
（10）气候类型。
分热带型（T）、亚热带型（ST）、温带型（N）和亚温带型（SN）等4种。
我国大多使用亚热带型（ST）和温带型（N）。
（二）电冰箱的结构、分类电冰箱的箱体是电冰箱的基础结构。
箱体结构形式直接影响着冰箱的结构性能、耐久性和经济性。
箱体的质量在一定程度上标志着冰箱的质量。
电冰箱的箱体由壳体、箱门、台面及其他一些必要附件组成。
壳体和箱体形成一个能存放物品的密封容器。
台面主要起装饰和保护作用。
箱体首先要有长时间的保温作用，其次是美观、平整、光洁。
1. 电冰箱按箱内冷却方式不同，可分为直冷式和间冷式两种，其中，直冷式又分单门和双门电冰箱两种。
若按制冷剂不同又分“有氟”、“无氟”电冰箱等。
（ 1）直冷式单门电冰箱直冷式单门电冰箱中的蒸发器吊装在电冰箱内体的上部。
当制冷剂（氟利昂）在其管路中低压沸腾时，进行低温吸热，而由蒸发器围成的空腔就形成了冷冻部位（冷冻室）。
蒸发器下面的冷藏部位（冷藏室）则依靠冷空气下降、热空气上升，进行冷热的自然对流，对存放在冷藏部位的食品进行冷却。
- 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)。
直冷电冰箱制冷系统优化设计探析李刚蔡颖玲张凤林王军车景顺摘要：冷冻室蒸发器采用多层换热片的复合立体结构,在Ｓ型制冷盘管壁外侧固定套装翅片,增加冷冻室顶部和低部两个高温区制冷量。
将冷冻室按1:1划分出变温室,通过其中温度传感器控制双稳态电磁阀通断实现制冷剂回路切换,将变温室按冷冻、软冷冻、冷藏使用,也可关闭。
通过横、竖盘管混排结构的丝管式冷凝器设计,借助制冷系统压缩机、冷凝器、蒸发器负荷匹配及其与毛细管制冷剂流量匹配,通过防凝露管走向及位置设计、蒸发器管道位置及走向布置和回气换热器设计,研制的ＢＣＤ-186ＣＨＳ直冷电冰箱最大负荷日耗电0.39度,在变温室为节能状态时耗电在0.35度以下,最低达0.31度。
关键词：热工学优化设计理论分析直冷电冰箱制冷系统1前言电冰箱发展速度很快,我国电冰箱的产量由1991年的470万台增加到2001年的1349万台,平均年增长11.1%[1]。
而电冰箱的耗电量占家用电器总耗电量的32%[2],所以,节能降耗和环保是电冰箱研发工作的重要课题,而蒸发器和冷凝器的传热能力、软冷冻及变温技术优化设计则是关键因素。
2蒸发器的优化设计研制采取了以下措施。
第一,减小冷藏、冷冻两蒸发器的面积比差值,在总面积一定情况下,尽量加大冷藏室蒸发器的面积,采用大内径蒸发管、增加蒸发管长度及双管并行排列结构等,保证在低温或高温环境下有最佳的开停比,从而保证在一定环境温度下耗电最少。
第二,设计高效蒸发器。
冷冻室蒸发器是由从上到下依次排列多个换热层片和连接所有换热层片的连接管组成的复合立体式结构[3],换热层片由多个并列Ｓ型制冷盘管构成,且在其盘管壁外侧固定套装翅片,大大增加了制冷盘管与空气间接触面积,如图1示。
该蒸发器在不改变电冰箱结构情况下,大幅度增加冷冻室蒸发面积,增加冷冻室顶部和低部两个高温区制冷量,使其快速达到规定要求,缩短压缩机工作时间,大幅降低能耗。
冷藏室采用导热粘接胶膜将压扁铜管紧紧粘在传热铝板上,并通过高粘合双面胶粘贴在冷藏室内胆上,增强传热效果。
第三,合理安排蒸发器位置和制冷剂走向。
据箱内自然对流情况,制冷剂流向采用逆流式换热,毛细管和回气管采用较长的并行锡焊或热塑工艺等,以提高换热效果。
第四,通过理论计算和试验相结合方法,合理匹配蒸发器与冷凝器的传热面积,努力减小冰箱工作系数,避免过低蒸发压力和过高冷凝压力,达节能目的。
3 冷凝器优化设计在优化冷凝器设计中除合理增大冷凝面积外,还应充分考虑以下几点:3.1 设计横、竖盘管混排结构冷凝器:在冷凝器内为制冷剂气液两相状态,分析冷凝器中制冷剂流态变化和内、外部换热条件,横排管冷凝器的换热系数比竖排管冷凝器增加3倍以上,为加强流体扰动,破坏流动边界层,采用横、竖盘管相结合走向的冷凝器将会提高冷凝器换热效果,同时也可降低制冷剂流动噪声。
3.2 丝管式冷凝器代替百叶窗式冷凝器:在其它条件不变情况下,丝管式冷凝器传热性能好,对应的制冷循环效率提高,能耗减小。
3.3 改内藏式冷凝器为外挂式:外挂式冷凝器散热条件比内藏式冷凝器好得多,对降低冷凝温度和过冷温度十分有利,可有效节能降耗。
3.4 防凝露管节能设计:从压缩机排气管至干燥过滤器出口整个高压区域皆为冷凝器负荷对应区域,包括制冷剂蒸汽的冷却、冷凝及再冷(过冷)三个过程,对应设备包括付冷凝器、主冷凝器及门边防露管。
由于排气温度的不同,采用不同制冷剂时管路布置也不相同。
项目研制中采用制冷剂Ｒ600ａ,由于采用Ｒ600ａ使压缩机排气温度降低,约55℃左右,故将压缩机排出的高压气体先进门边防露管,再进主、副冷凝器,这样即使条件变化,门边防露管末端对应温度也高于最高环境温度,既可保证加热门框、提高防露效果,同时,在管路布置时尽量使防露管远离箱体内腔,又可减小热量向箱内传递,实现节能之目的,系统图如图2示。
4 软冷冻及变温技术设计过高的环境温度或过低的箱内温度对电冰箱的能耗均有直接影响。
环境温度过高,冷凝器散热受到影响,而冰箱内温度过低,一方面增加传热温差,另一方面需较低的蒸发温度从而降低制冷系统循环效率,甚至延长压缩机开机时间,造成能耗上升。
过低的、不必要的冷冻室温度设计会加剧冰箱能耗上升。
为满足消费者需要,又使冰箱降耗节能,软冷冻及变温设计就显得十分重要。
目前,传统冰箱的两个温区,Ｒ室5℃,Ｆ室为-18℃,而且Ｆ室相对较大。
将Ｆ室划分两区域,其一温度仍保持-18℃,其二温度为-10℃。
Ｆ室内冻结物很难在短时间内用刀进行切削处理,在食用前必须解冻,此举一耗费时间,二造成营养成分流失。
将Ｆ室分离出一个-10℃温区,既可使鱼、肉等食品在-7～-10℃低温下冻结,又能达到短时间内用刀进行切削处理的目的,同时,据使用冰箱需要,也可将此温区温度设定为Ｒ室温度5℃或Ｆ室温度-18℃,甚至关闭。
此即所谓软冷冻及变温技术。
图2为软冷冻及变温技术设计制冷系统示意图[4]。
从图中可以看出制冷剂经压缩机压缩,在冷凝器中冷凝后流经干燥过滤器和毛细管,系统分为两个支路。
支路一:制冷剂经变温室蒸发器、冷冻室蒸发器、冷藏室蒸发器、贮液器和回气换热器后回到压缩机形成循环回路。
支路二:制冷剂经双稳态电磁阀1、冷冻室蒸发器、冷藏室蒸发器、贮液器和回气换热器后回到压缩机形成循环回路。
在结构设计中,电冰箱由上而下分为冷冻室、变温室和冷藏室(变温室由冷冻室按1:1分割形成),各间室都有相对独立的蒸发器。
变温室蒸发器设计时较大,满足变温室作为三星冷冻室的匹配。
而该间室作为其他功能间室(如冷藏、软冷冻等)使用时,可以通过设在变温室的温度传感器将温度信号送至电冰箱的控制装置中,控制装置据温度设定值对双稳态电磁阀的通路进行切换实现。
当电冰箱启动运行时,电磁阀1、2处于通电状态,系统按照支路二形成的循环回路运行,同时变温室的温度传感器检测变温室的温度。
变温室温度若在变温室的设定温度范围内,系统按照支路二形成的循环回路继续运行。
若检测到温度高于变温室设定值上限,电冰箱的控制装置使双稳态电磁阀1处于断电状态,而双稳态电磁阀2仍通电,系统按照支路一形成的循环回路运行,直到温度传感器感应到温度低于变温室的温度设定值下限时,双稳态电磁阀1执行通电操作,而双稳态电磁阀2断电,系统又按支路二循环回路运行。
此时冷冻室和冷藏室温度继续下降,直到冷藏室温度达到标准后,压缩机停机,系统如此往复循环。
这种设计,控制压缩机启停的是冷藏室温度,而变温室温度的设定及变化仅控制双稳态电磁阀的通断,以切换制冷剂流向,并不直接控制压缩机的运行,故可较好解决双路循环系统存在的频繁开、停机现象,既使压缩机及其附件寿命延长,又减少启动功率,耗电量也随之降低。
需要指出,变温室蒸发器按三星级冷冻室要求(-18℃)与冷冻、冷藏室蒸发器匹配,制冷剂充注量也按变温室为冷冻室制冷能力充注,这样一来,通过温度设定控制双稳态电磁阀以切换制冷剂流向,可将变温室按冷冻室或软冷冻(-7～-10℃)或冷藏室使用,也可关闭,与同样大小固定冷冻室容积的电冰箱相比,此变温技术既满足消费者对冰箱温区的多方需求,又节能降耗。
表1为能耗实测数据,可以看出,单独调高变温室温度(将变温室作为软冷冻室或冷藏室)可以节能,单独关闭变温室更加节能。
5制冷系统优化匹配及管路走向节能设计5.1 制冷系统优化匹配项目综合考虑箱体热负荷、系统制冷量、压缩机效率、电冰箱工作周期等相关参数,使之达最佳匹配状态。
5.1.1 设计中的气候类型应与使用地区的气候匹配,否则耗电增加,甚至出现不停机现象,同时,根据产品的气候类型(项目研制中设计为亚热带型)确定冷冻室、冷藏室的热负荷匹配关系。
在产品设计和样机试验中,反复调节系统回路各有关参数,使冷冻、冷藏室之间以及蒸发器与冷凝器之间,压缩机排气量与蒸发器蒸发能力之间以及毛细管节流与蒸发温度之间达到最佳的节能匹配关系。
表2是调整过程必须控制的系统关键状态点和相应的调整措施[5]。
5.1.2 在设计冰箱系统时,工作时间系数的选配非常重要。
压缩机工作时间太短,启动频繁,则因启动功率大,会带来能耗的升高;如果工作时间太长,压缩机总是工作在较低蒸发温度状态,则压缩机工作效率太低,能耗也将上升。
在选配压缩机时,应满足冰箱最大热负荷要求,在满足负荷要求下尽可能选用较小型号的压缩机。
项目研制中选用高效压缩机,功率90Ｗ,经测定,冰箱工作时间系数适当,能耗较少,见表1。
5.1.3 制冷系统的优化匹配也包括制冷系统中制冷剂量的匹配,制冷剂量偏多或偏少都会影响制冷系统制冷效果,造成耗电增加。
因此,系统的性能在其结构决定后,还必须对它的制冷剂量进行匹配试验。
项目研制中采取与普通电冰箱不同的充注量试验,同时使用高精度充注系统确保最佳充注量,使系统在高效下进行工作,达到节能降耗目的。
5.1.4 改进节流系统,正确选择毛细管长度和管径以确定最佳毛细管流量是重要问题,与蒸发器的优化匹配、与冷凝器的优化匹配是紧密相关的。
若毛细管长度较长或管径较小,节流时产生较大的压差,制冷剂流量小,蒸发温度低,压缩机排气量小,使制冷系统制冷能力减小。
在设计中最初的理论计算往往只具指导意义,必须经多次试验调试才能确定。
项目在调试过程中,将制冷系统各主要部件的主要状态参数点处分布感温电偶,在压缩机高、低压端安装压力表,通过各种工况的试验曲线及试验数据,借助压焓图,寻找优化制冷循环工况,确定最佳的流量和充注量。
5.2 制冷系统管路走向节能设计5.2.1 防凝露管节能设计,文中3.4已介绍。
5.2.2 回气换热器节能设计。
采用环保型制冷剂如Ｒ600ａ、Ｒ134ａ等与Ｒ12一样,在系统中设置回气换热器,采用回热循环是提高制冷系数和单位容积制冷量的有效措施。
从以下三个方面对换热效率进行了强化:(1)毛细管与回气管中的制冷剂采用逆流换热;(2)毛细管和回气管采用并行锡焊(或热塑工艺)的方式;(3)尽可能增加毛细管与回气管的锡焊长度使之最终换热效率达到98%,这样可明显提高系统制冷量。
5.2.3 两大换热设备(蒸发器和冷凝器)中制冷剂管道的合理布置。
两大换热设备换热能力的提高对提高系统制冷量,降低能耗十分重要,而换热能力的提高与其中制冷剂管道的合理布置紧密相关。
项目研制中,冷藏室蒸发器双排并行盘管紧贴于内胆之上,冷冻室蒸发器采用分层立体结构。
冷凝器设计为横、竖盘管混排结构,并采用外挂式。
通过这些措施,大大增强了蒸发器与冷凝器的换热能力,经实测,电冰箱最大负荷时日耗电仅0.39度,而在节能状态下耗电在0.35度以下。
5.2.4 在制冷系统管路走向节能设计中注意降低冰箱噪声,保证冰箱在节能的同时将噪声控制在合理范围内。
6 结语通过改进换热器结构,采用多层排列的复合立体式蒸发器设计,改单一的竖排管排列为横、竖混合排列的丝管式外挂冷凝器,借助于电冰箱压缩机、冷凝器、蒸发器及毛细管的优化匹配,并且借助于制冷剂管路走向节能设计等措施,通过变温控制技术的优化设计,研制的ＢＣＤ-186ＣＨＳ直冷电冰箱最大负荷时日耗电0.39度,而在节能状态下耗电在0.35度以下,最低达0.31度。