冰箱制冷系統(tǒng)的循環(huán)節(jié)能分析

王福滋 蘇嵋華

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們生活水平也在不斷提升，電冰箱的出現(xiàn)改變的人們的生活，同時也造成了一定環(huán)境污染。在這種環(huán)境下，需要結(jié)合時代發(fā)展需要，注意節(jié)能減排，提升冰箱制冷系統(tǒng)的節(jié)能水平，降低實際耗電量。因此，本文主要闡述冰箱制冷系統(tǒng)的構(gòu)成，分析冰箱典型制冷系統(tǒng)循環(huán)節(jié)能模式，并探究冰箱節(jié)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：冰箱;制冷系統(tǒng);循環(huán)節(jié)能

冰箱是現(xiàn)階段各個家庭必備的家用電器之一，為人們生活帶來各種便利，然而冰箱需要依靠電能，而且24小時不間斷運行。因此，冰箱的節(jié)能設(shè)計成為廣大科技公司、用戶的重點關(guān)注內(nèi)容。冰箱的制冷系統(tǒng)作為決定冰箱性能的關(guān)鍵，也是主要的耗能點，冰箱制冷系統(tǒng)采用的循環(huán)形式不同，就會產(chǎn)生不同的節(jié)能效果?；诖耍枰攸c對冰箱制冷系統(tǒng)的循環(huán)節(jié)能進(jìn)行分析，盡可能提升冰箱的節(jié)能效果。

一、冰箱制冷系統(tǒng)的構(gòu)成

冰箱制冷系統(tǒng)主要包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器等器件。其中，壓縮機(jī)主要是對制冷劑氣體進(jìn)行壓縮，促使其成為過熱氣體，這時氣體的高壓高溫性較強。冷凝器主要是對通過排氣管傳輸過來的過熱氣體進(jìn)行冷凝，將其壓力強度降低，這時讓其發(fā)展成為高溫中壓液體。節(jié)流裝置主要是對制冷劑進(jìn)行節(jié)流降壓，讓其出現(xiàn)一種低溫低壓的狀態(tài)。蒸發(fā)器主要是制冷劑在通過的過程中，吸收室內(nèi)空氣熱量，將其轉(zhuǎn)換為飽和蒸汽，確保低壓蒸汽和飽和蒸汽之間的有效轉(zhuǎn)化，進(jìn)而使壓縮機(jī)在氣體處理上的循環(huán)性。

二、冰箱典型制冷系統(tǒng)循環(huán)節(jié)能模式分析

（一）雙循環(huán)制冷系統(tǒng)

在雙循環(huán)制冷系統(tǒng)中，將穩(wěn)態(tài)電磁閥或分流電磁換向閥分別引入系統(tǒng)中，能夠在制冷循環(huán)中將冷凍間室和單個冷藏間室進(jìn)行合理的斷開，這樣能夠讓單個冷藏冷凍箱能夠在冷藏、冷凍方面實現(xiàn)有效轉(zhuǎn)化，而選擇功能轉(zhuǎn)換控制的實現(xiàn)關(guān)鍵在于穩(wěn)態(tài)電磁閥以及換向閥的開閉。

（二）三循環(huán)制冷系統(tǒng)

在三循環(huán)制冷系統(tǒng)中，可以將變溫室的儲溫功能單元進(jìn)入系統(tǒng)，能夠在變溫效應(yīng)以及儲溫功能的合理裝換方面實施。還可以將雙穩(wěn)態(tài)電磁閥和分流電磁換向閥引入三循環(huán)制冷系統(tǒng)中，這樣能夠在制冷循環(huán)中斷開變溫功能，保證實現(xiàn)冷藏效應(yīng)，實現(xiàn)多項功能的合理組合，也就是冷凍和變溫功能的有效匹配、冷凍冷藏和冷凍功能的有效匹配。同時，在轉(zhuǎn)換控制方面，利用開閉換向閥實現(xiàn)冷凍、冷藏、變溫細(xì)毛管的接通。在這種模式下的應(yīng)用下，提升了系統(tǒng)的儲藏溫度功能，也促使剛當(dāng)冰箱在三循環(huán)制冷系統(tǒng)設(shè)計上逐漸向著多樣化儲藏功能發(fā)展。另外，在整個運行過程中，雙穩(wěn)態(tài)電磁閥結(jié)構(gòu)主要通過主控程序的脈沖閥升起發(fā)射脈沖，進(jìn)而實現(xiàn)通斷，在這個過程中沒有產(chǎn)生電能的消耗。在回氣管組成中，換熱器結(jié)構(gòu)根據(jù)節(jié)流方式的不同，以及毛細(xì)管匹配的相關(guān)換熱面積以及粘貼長度，對換熱器末端的過冷液態(tài)制冷劑進(jìn)行換熱，確?；貧夤艿哪┒藴囟缺拳h(huán)境濕度的實際露點溫度要高，避免回氣管出現(xiàn)凝露的情況。

三、冰箱節(jié)能技術(shù)

（一）高效壓縮機(jī)

在冰箱制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)作為核心構(gòu)件，需要對其進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，優(yōu)化設(shè)計，提升其制冷效率。第一，優(yōu)化機(jī)械技術(shù)設(shè)計，不斷調(diào)整設(shè)計方案，而且對部件接觸面進(jìn)行微調(diào)節(jié)設(shè)計，在降低摩擦耗能的同時，還能降低磨損度，改善軸承潤滑，提升電機(jī)的整體使用性能。第二，利用合理的變頻技術(shù)，提升壓縮機(jī)的效力。

（二）制冷劑

隨著節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，在冰箱制冷過程中，可采用R600a和R134a環(huán)保制冷劑，這種環(huán)保制冷劑的比熱容較大，具有較強的流動性，制冷效率高，產(chǎn)生的循環(huán)損失也比較小，能夠有效降低冰箱的能耗。另外，這種環(huán)保制冷劑的溫室效應(yīng)系數(shù)為。臭氧層消耗系數(shù)為0，存在噪聲小、氣候帶寬、冷凍氣強等特點，而且在制冷劑量的控制下，利用高精密計量器具，提升制冷劑的制冷效率。

（三）制冷系統(tǒng)管路的布置

在保證冰箱室內(nèi)冷量要求的情況下，可以利用蒸發(fā)溫度的方式，提升冰箱整體性能，而且在蒸發(fā)溫度不斷提升、傳熱溫差不斷降低的情況下，可以利用這種方式實現(xiàn)，也就是將蒸發(fā)器的實際傳熱面積增大，并合理設(shè)置管路，減小管內(nèi)的阻力，適當(dāng)增加管徑等，假如冷凝壓力增加的話，會減少制冷劑的使用，增加壓縮機(jī)的能耗，這在一定程度上對制冷系統(tǒng)的整體能效產(chǎn)生制約影響。因此，在實際應(yīng)用的過程中，可以適當(dāng)增加冷凝器的換熱面積，減少傳熱溫差，這樣可以提升冷凝壓力和排氣壓力，有效降低壓縮機(jī)的能效，提升使用效率。

（四）箱體保溫性能

冰箱的隔熱、保溫功能提升，能夠有效減少熱損失，在隔熱材料的選擇上，要保證材料的性能，實現(xiàn)對內(nèi)外環(huán)境熱量的交換。在一般情況下，冰箱都是采用聚氨酯作為保溫層，實現(xiàn)冰箱內(nèi)箱和外殼的隔熱。即便利用這些方式能夠減少冰箱內(nèi)外環(huán)境的熱量交換，但是還是存在一定問題。因此，在設(shè)計過程中，選擇更優(yōu)良的隔熱材料，增加隔熱層的實際厚度或使用真空絕熱材料，阻止熱量交換的同時，提升箱體的保溫性能。

（五）變頻技術(shù)

該技術(shù)的核心在于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)上，利用驅(qū)動器或者變頻溫控器，將轉(zhuǎn)速調(diào)整到2000～4000轉(zhuǎn)內(nèi)。在對食品進(jìn)行深冷凍的過程中，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)到3600轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速制冷，而且當(dāng)溫度降低時，變頻壓縮機(jī)還能夠低速運轉(zhuǎn)，將轉(zhuǎn)速降低到2700轉(zhuǎn)，實現(xiàn)趕節(jié)能。

（六）多循環(huán)系統(tǒng)

冰箱采用的多循環(huán)系統(tǒng)主要是獨立分開的冷凍室和冷藏室，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同室內(nèi)的溫度進(jìn)行有效把控，不僅能夠提升食物的新鮮度，實現(xiàn)食物分類別存儲，還能實現(xiàn)靜音運行，降低能耗。

四、總結(jié)

總之，僅僅借助制冷系統(tǒng)，無法實現(xiàn)冰箱制冷系統(tǒng)的整體節(jié)能效果，需要結(jié)合冰箱結(jié)構(gòu)，完善各方面設(shè)計，采用高效壓縮機(jī)和具有環(huán)保性能的制冷劑，合理布置制冷系統(tǒng)管路，選擇優(yōu)良隔熱材料，提升箱體的保溫性能，利用變頻技術(shù)，實現(xiàn)超節(jié)能，還要利用多循環(huán)系統(tǒng)，滿足冰箱的使用功能的同時，還能實現(xiàn)靜音運行降低能耗。

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