基于制冷系统循环形式的冰箱节能分析
基于制冷系统循环形式的冰箱节能分析
摘要：中餐厅第四季国内录制通过对当前市场冰箱的分析讨论，可看出冰箱节能具有良好的市场需求及重要的现实意义。因此，设计时完善优化制冷系统各部分的节能效果，提高节能水平较重要。然而，这不仅可通过制冷循环系统实现，还需采取措施，如保温层的优化设计、压缩机工况数据的及时修正、漏热结构的优化处理等。在冰箱的节能设计中，要全面统筹，把握细节，进行全面分析优化。
关键词：制冷循环系统；电冰箱；节能
随着居民生活水平的提高，冰箱已成为百姓家庭必备的家用电器之一。在家电绿节能发展的大趋势背景下，冰箱的节能性能也成为用户及生产厂商关注的重点内容之一。冰箱的制冷循环系统是冰箱性能及能耗的关键，分析冰箱制冷循环形式的优劣，以达到节能的目的，具有重要的现实意义。基于此，本文重点分析了基于制冷系统循环形式的冰箱节能。
一、冰箱制冷系统的构成
在冰箱制冷系统的构成方面，相关器件包括过滤机、冷凝器、压缩机、蒸发器等。工作核心
原理是压缩机将制冷剂气体压缩到一定程度，使其成为过热气体，其高压高温性较强。气体以排气管形式输送到冷凝器，受冷凝力的影响，进而降低压力强度，使其发展为高温中压液体。然后，液体在过滤器中干燥，流入毛细管，毛细管作用强大，能确保液体的节流降压，然后呈现低压低温状态。在蒸发器使用中，可使用低压低温液体作为制冷剂，吸收室内空气热量，并逐渐将其转化为饱和蒸汽，确保低压蒸汽与饱和蒸汽的有效转化，进一步促进压缩机在气体处理中的循环。
二、典型制冷系统循环形式的节能
冰箱的制冷循环系统目前已相对成熟并得到广泛应用，典型冰箱的制冷系统通常具有节能措施，例如注重单级蒸汽压缩循环，注重压缩机的效率，提高蒸发温度并降低冷凝压力，真空绝热，增加发泡层的厚度等。分析典型制冷循环系统的特点，有助于出规律，为节能创造新的可能性。
1、双循环模式制冷系统。在电冰箱制冷系统的双循环模式下，应增加稳态电磁阀或电磁换向阀，其主要功能是将冰箱的冷冻或冷藏功能与整个制冷循环断开，从而使单个冷藏冷冻箱能实现复合冷藏冷冻功能或仅实现冷冻冷藏功能中的一种。其功能模式的转换主要取决
于电磁换向阀的开闭。换向阀经过压缩机、冷凝器、过滤装置后，决定了接冷藏毛细管还是冷冻毛细管，然后通过冷藏蒸发器或冷冻蒸发器回到压缩机，从而实现不同的功能。
节能分析：双循环制冷系统的节能方式为冷藏、冷冻蒸发器，蒸发温度由相应的毛细管节流产生。在冷冻与冷藏功能切换上，导致的冷量负荷不同，相同容积下的制冷量降低，压缩机的作用功率也降低，从而达到节能效果。
2、三循环模式制冷系统。与双循环制冷系统相比，三循环制冷系统增加了可变温室的温度存储单元，能在变温、储温间进行功能切换。同时，三循环制冷系统使用双稳态电磁阀或将电磁换向阀的数量增加到两个，其主要目的是将冷藏及变温功能从整个制冷循环中断开，从而分别实现冷冻、冷冻与冷藏功能的匹配及变温冷冻功能。功能多样性主要通过组合换向阀来控制变温毛细管、冷藏毛细管、冷冻毛细管的接通及关闭。
节能分析：与双循环制冷系统相比，三循环制冷系统增加了储温功能模块，大幅增加了现代冰箱多样化储藏功能的选择范围。双稳态电磁阀和主控程序的控制面板模式提高了交互效果，更加智能化和人性化。双稳态电磁阀的接通和中断由主控制程序脉冲发生器控制，几乎不消耗电能。由回气管组成的换热器结构应根据不同毛细管的节流方式计算换热面积我的世界领地
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和所需匹配长度，以满足回气换热器末端剩余过冷液态制冷剂的热交换，使其末端温度高于环境湿度下的露点温度，从而避免回气管末端暴露部分的不凝露问题。
3、冷凝器稳压循环模式制冷系统。上述两个制冷系统的循环是经典的卡诺循环，在整个制冷循环中，节流装置使压差存在，从而提供一定蒸发、冷凝压力。由于控制器的控温要求，压缩机机时而需停机，此时蒸发器及冷凝器与压缩机进行热交换。冷压器稳压循环模式制冷系统186升的日均耗电量为0.22千瓦时，是目前国内市场单机蒸汽压缩制冷的最低能耗冰箱。冷却器稳压循环系统具有泄压毛细管，并联在冷凝器结构，在端口处，通过由三通阀和单向阀组成的换向控制器接入到循环系统。
节能分析：与上述两种传统制冷循环形式相比，冷凝器稳压循环制冷系统避免了在冰箱设计中通过单纯增加泡沫层厚度来提高导热性能及单纯使用高效压缩机来提高COP值的方法。当压缩机停机时，系统的压动力源丧失，此时压力将自动平衡，从而使蒸发器快速升温。在整个循环系统停机后的很长一段时间内，冷凝器仍将保持在相对稳定的温度范围内，并与环境进行热交换，此时，吸气管由于缺乏从低压部分的低温蒸汽进行换热，更明显地受到压缩机的影响而升温，这部分热量是压缩机的有效散热。由于截止阀作用，高低
压部分不能通过之前回路平衡，只能通过泄压毛细管出贯通气，压差的存在将导致两种情况。①压缩机停止后，蒸发器与冷凝器间压差通过泄压毛细管形成旁路节流，蒸发器节流后可继续获得制冷剂气化的热量。②高低压通过泄压毛细管的过程实践中，冷凝器的温度持续高于环境温度，保持温差的存在，并保持热交换，此时热交换为有效换热。通过试验验证及实际检验，采用冷凝稳压技术后，制冷循环系统的节能效果提高到10～12%，由于泄压毛细管的节流作用，压缩机开机时产生的无效吸热量可再次利用。
三、冰箱节能技术
1、高效压缩机。在冰箱制冷系统中，压缩机是其核心，压缩机的不断改善及设计优化能有效提高其制冷效率。①优化机械技术设计，不断调整设计方案，对接触压力和部件接触面进行微调，既降低了摩擦能耗，又降低了磨损度，有效改善了轴承润滑，提高了电机整体效率；②采用合理的变频技术，提高压缩机能效力，实现节能目标。
2、制冷系统管路的布置。在满足冰箱室内冷量要求基础上，通过有效提高蒸发温度，不断提高冰箱整体能效，在提高蒸发温度和降低传热温差条件下，以这些方式来实现，即增大蒸发器的实际传热面积，合理安排管路以减小管内阻力，适当增大管径等。若冷凝压力过
高，将降低制冷量，增加压缩机的能耗，这将在一定程度上制约制冷系统的整体能效。因此，在实际应用中，可在一定程度上增加冷凝器的换热面积，并适当减小传热温差，这样能有效解决冷凝压力高和排气压力高等状况，并降低压缩机的能耗，从而有效提高能效。
3、箱体保温性能。有效提高隔热保温功能，减少热损失。在选择隔热材料时，应保证其高效性，以内外环境热量交换进行一定的阻挡。一般来说，冰箱使用泡沫对保温管进行制冷剂的输送，冷凝器与蒸发器间的隔热，冰箱内箱及外壳的隔热。尽管这些方法在一定程度上减少了冰箱内外环境间的热量交换，但仍存在许多问题，在日后设计中，应加强门封的设计，不断提高整体性能，有效改善隔热层材质，并增加隔热层的实际厚度，以阻止热量交换。
4、多循环系统的采用。在应用多循环系统时，其制冷循环系统是一个独立分开的冷冻室和冷藏室，可精确控制相关间室温度。①该系统在提高食物新鲜度和分类储存方面发挥着极其重要的作用。②具有静音节能效果。
冰箱是当前所有家庭必备的家用电器之一，为现代居民的生活带来了许多便利。然而，冰箱依赖电能，需24h运行，因此其节能一直是广大厂商及用户关注的关键问题之一。冰箱
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的制冷系统是冰箱性能的关键，也是主要的耗能点，冰箱制冷系统的不同循环形式会使其节能效果不同。基于制冷系统循环形式的冰箱节能分析，是提高冰箱节能效果的重要切入点。
参考文献：青年节祝福语
[1]张宣枞.冰箱制冷循环的节能分析[J].家电科技,2016(06).
描写月亮的成语[2]王迎辉.浅析电冰箱制冷循环与节能[J].制冷学报,2016(02).

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