淺析家用冰箱未來發(fā)展趨勢及對設(shè)計的影響

楊曉霞

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，居民對于家用冰箱的需求日益增加，冰箱制造產(chǎn)業(yè)迎來了良好的發(fā)展機遇，這對于國內(nèi)的冰箱巨頭們來講是一個巨大的機會。但是新時代的冰箱需求呈現(xiàn)出新的特點，消費者逐漸開始傾向于購買節(jié)能化、環(huán)保化、智能化的產(chǎn)品。本文結(jié)合筆者多年的設(shè)計工作經(jīng)驗以及對于冰箱行業(yè)認(rèn)識，深入細致的剖析了家用冰箱的發(fā)展趨勢，并結(jié)合自己的設(shè)計實際情況，分析了這些趨勢對于冰箱設(shè)計的影響。

關(guān)鍵詞：家用冰箱 發(fā)展趨勢 設(shè)計

中圖分類號：J524.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0083-01

冰箱，是一種使食物或者其他物品保持低溫狀態(tài)的設(shè)備，目的是為了解決食物的變質(zhì)問題。世界上的第一臺壓縮制冷式的家用冰箱于1910年在美國誕生，1924年瑞典的麗都公司研究開發(fā)出家用的吸收式冰箱。1927年通用電氣公司開發(fā)出全封閉式家用冰箱，三年之后，空氣冷卻連續(xù)擴散吸收式冰箱投放市場。1931年新型制冷劑的開發(fā)研制成功標(biāo)志著冰箱技術(shù)邁向一個新的臺階，冰箱的性能得到了大幅的提升。我國從20世紀(jì)50年代開始生產(chǎn)家用冰箱。目前主流的家用冰箱的制冷機理主要是通過制冷劑在由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中會從周圍環(huán)境中吸收大量的熱量，因此通過壓縮機對于制冷劑的反復(fù)壓縮，就可以降低目標(biāo)環(huán)境的溫度。國內(nèi)的冰箱廠商主要是在研發(fā)新型制冷劑和開發(fā)高效的壓縮機上進行創(chuàng)新。

1 我國家用冰箱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢

1.1 環(huán)保化趨勢

隨著人們的環(huán)保意識的不斷提高，環(huán)保類的產(chǎn)品越來越受到消費者的歡迎，尤其是西方的發(fā)達國家，對于冰箱的進口有著嚴(yán)格的環(huán)保要求。近年來我國也加大了對于環(huán)保的支持力度，消費者購買新型的環(huán)保冰箱可以獲得國家一定程度的補貼。在未來的市場競爭中，誰能開發(fā)出更為綠色環(huán)保的家用冰箱將在一定程度上決定著其市場競爭力。這種環(huán)保趨勢主要是體現(xiàn)在對于綠色制冷劑和綠色制造材料的應(yīng)用。

1.2 節(jié)能化趨勢

目前困擾著人類社會發(fā)展的一個巨大難題就是全球的能源短缺，從目前的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，地球上可供開采的化石燃料已經(jīng)所剩無幾，過去的粗放式的經(jīng)濟增長方式造成了巨大的資源浪費，新型能源技術(shù)進展緩慢，能源結(jié)構(gòu)目前還是主要依賴化石燃料。人類社會為了應(yīng)對能源的短缺的問題，一方面是積極的研制新型能源技術(shù)，比如太陽能發(fā)電技術(shù)；另一方面是在提供能源利用效率上做文章，從實際效果來看，提高能源利用效率比開發(fā)新型能源技術(shù)效果更明顯。我國對于冰箱進行了能耗的等級劃分并在冰箱上張貼出來，節(jié)能的冰箱還可以獲得國家財政補貼。消費者選購節(jié)能冰箱重要原因是可以降低冰箱的使用成本，未來隨著能源價格的不斷提高，節(jié)能的冰箱會受到越來越多消費者的親睞。

1.3 智能化趨勢

智能化趨勢主要是是指智能控制技術(shù)在冰箱的應(yīng)用。21世紀(jì)是“傻瓜式”產(chǎn)品大發(fā)展的時期，從傻瓜式相機獲得巨大成功就可以看出人們對于智能化的產(chǎn)品是多么的喜愛。傻瓜式的冰箱完全可以解決人們對于不同食物保存所需要進行的冰箱參數(shù)設(shè)置，完全可以按照食物的特點設(shè)定最合適的保存溫度，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，未來人們可以坐在客廳去遙控冰箱。

2 我國冰箱產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢對于冰箱設(shè)計的影響

2.1 采用環(huán)保原料

（1）制冷劑的更替。

家用冰箱使用的制冷劑多為氟氯烴類產(chǎn)品，這類產(chǎn)品對于地球的大氣層有著一定程度的損害，很早之前，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)南極上空的大氣層空洞，因此，開發(fā)新型制冷劑至關(guān)重要。目前新型的制冷劑主要有R600a，R600a的ODP為零，對臭氧層無破壞，GWP值近于零，溫室效應(yīng)小，能效比比R12稍好。但其屬于易燃易爆物質(zhì)，對其使用和操作必須遵守規(guī)范。而實際200 L左右冰箱中R600a的充注量只有60 g左右，使用得當(dāng)，完全可以采用。

（2）環(huán)保原料。

冰箱報廢之后處置不當(dāng)很容易造成環(huán)境污染，因此在冰箱的設(shè)計過程中，要注意對環(huán)保原料的應(yīng)用，減少白色污染，多采用可回收重復(fù)利用的材料。比如在冰箱內(nèi)膽泡沫材料的選擇上，選擇可以生物降解的泡沫原料，在冰箱報廢之后，減少對于環(huán)境的污染。

2.2 應(yīng)用多樣的節(jié)能技術(shù)

（1）采用高效壓縮機。

壓縮機可以被稱為冰箱的心臟，同時也是冰箱的主要耗能部分，因此節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵之一就是開發(fā)高效的壓縮機。目前，家用冰箱主要是采用往復(fù)式全封閉壓縮機，冰箱設(shè)計的過程中，要在此基礎(chǔ)上，進行進氣方式的改進，增大輸氣系數(shù)，采用低粘度的高效輪滑油減少摩阻。另外一個方面就是在發(fā)動機控制方面，采用無極變頻技術(shù)，可以讓壓縮機根據(jù)熱負荷的微小變化，實現(xiàn)從2000～4000 r的無級變速。還有就是加大對非線性壓縮機的開發(fā)和應(yīng)用。

（2）高效換熱器的開發(fā)和使用。

家用冰箱上的蒸發(fā)器主要有管板式、吹脹式、單脊翅片管式和冷卻排管式，冷凝器主要有絲管式、翅片式和內(nèi)置管板式，雖然名稱復(fù)雜多樣，但也各有其優(yōu)缺點，都有在特定情況下最好的一種選擇。冰箱換熱器主要從結(jié)構(gòu)上去完善，如管路的布置，減小管內(nèi)外導(dǎo)熱熱阻等方法。新型換熱器創(chuàng)新雖步子不大，但也有進展，如中科院理化所研究了一種冰箱用“蓄冷（熱）不間斷工作冷凝器，蒸發(fā)器”，通過加裝“蓄冷（熱）液”技術(shù)來儲存壓縮機工作時的能量，壓縮機停機時繼續(xù)釋放出熱（冷）量，以此保證不間斷工作。當(dāng)前也有從加強管內(nèi)工質(zhì)冷凝放熱系數(shù)入手，利用微細管路換熱的研究新進展，來開發(fā)新式冷凝器。

2.3 注重引進先進智能技術(shù)

本類和節(jié)能相關(guān)，但從人的使用方面來說，它是一種對冰箱“傻瓜化”的操作理念，讓人更方便使用。如：通過盡可能少的按鍵，實現(xiàn)電腦自動優(yōu)化，利用智能、節(jié)電、速凍等多種運行模式，實現(xiàn)自動匹配最佳溫度的目的。精確控溫，誤差控制已達到0.1度之內(nèi)，實現(xiàn)精確保鮮。人工智能自學(xué)習(xí)系統(tǒng)，全優(yōu)化控制，模擬人工智能，隨食物儲量多少自動控制壓縮機運轉(zhuǎn)，保持食物恒溫儲藏，新鮮持久不變，并能自主記憶存儲習(xí)慣，優(yōu)化參數(shù)。

參考文獻

[1] 中國家用電器協(xié)會.歐洲節(jié)能冰箱的發(fā)展趨勢[J].家電科技，2010（2）：34-37.

[2] 梁榮光，曾愷.環(huán)保制冷劑CN-01的應(yīng)用[J].制冷學(xué)報，2011（5）：57-60.

[3] 杜小澤.細豎管內(nèi)流動凝結(jié)的換熱特性[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2009（8）：70-73.