资源描述：
《电冰箱能耗与制冷系统优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、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
2、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
3、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。2.2电冰箱的发展现状与面临问题第5
4、页共5页减少冰箱保护壳体漏热，改进蒸发器、冷凝器的制冷性能，增大能效比，如增加蒸发器面积，换用热传感更好的材料，选择压缩机主要根据压缩机的排气量、输入功率及运行时的制冷量来确定，即冰箱制冷系统对压缩抽的性能要求，在压缩机排气量、制冷量符合要求的前提下，选用轴功率最小且满足性能要求的压机型号，通过系统的整体匹配，计算出最佳的毛细管内径和长度、冷凝器换热面积、蒸发器的换热面积以及制冷剂充注量等是目前电冰箱的发展状况，而电冰箱所面临的一些主要问题则是几个全球化问题：能耗的尽可能降低，系统的优化以使电冰箱平稳工作，以及环境保护。3降低能耗的优化手段3.1
5、常用节能方法(1)减少冰箱保护壳体漏热冰箱壳体一般指冰箱箱体和门体，能够储存食物的空间容积。减少漏热的方法主要有：①增加箱体和门体的发泡层厚度；②使用高性能微孔发泡技术，提高发泡性能；③在箱体和门体内部增加真空绝热材料板；④在箱体和门体内壳上粘贴铝箔胶带、牛皮胶带等物质，降低隔热层的传热系数。箱体与门体发泡层厚度的设计是直接影响冰箱节能。发泡层厚度的增加和冰箱能耗等级的升高呈反比关系，箱体发泡层厚度设计原理和门体一样。一般来讲，发泡层厚度增加，冰箱能耗等级降低，发泡层厚度增加到一定数值后，其节能效果已不明显；随着发泡层厚度的进一步增加，耗费的发泡
6、层增加使材料成本增加、冰箱室内的有效容积反而下降。所以，在产品开发时，需要统筹考虑冰箱能耗等级、生产成本和实际容积等，以选择最优化的发泡层厚度。（2）改进冰箱结构设计改进门封结构设计，比如增加门封气囊数、减低门封条闭合高度，采用一体门发泡技术和双门封、使用强力磁条等。改进蒸发器、冷凝器的制冷性能，增大能效比，如增加蒸发器面积，换用热传感更好的材料等。（3）使用高效压缩机最直接的节能手段是提高压缩机的能效比目前市场上最高效的压缩机ＣＯＰ第5页共5页值可达到２．１左右。选择压缩机主要根据压缩机的排气量、输入功率及运行时的制冷量来确定，即冰箱制冷系统对
7、压缩抽的性能要求。将设计工况（冷凝温度、蒸发温度）代入压缩机性能曲线，在压缩机排气量、制冷量符合要求的前提下，选用轴功率最小且满足性能要求的压机型号。影响冰箱能耗等级的主要因素是压缩机的能效比ＣＯＰ，任何１台节能冰箱的使用，都配备了１台高效压缩机。实验室测试数据显示采用变频技术的冰箱与相同的普通冰箱相比可以提高能耗等级。3.2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:（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
8、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。（2
