利用室内自然风的风冷式冰箱除霜性能实验研究
摘要
关键词
室内自然风;风冷式冰箱;除霜性能
正文
引言:风冷式冰箱采用了热湿交换,强迫对流换热的方式使在储藏室内的空气流经蒸发室进行热湿交换,通 过冰箱内的空气循环来把各个储藏空间的温度维持 稳定在设定好的范围之内。冰箱在运行的时候空气中 循坏的水分会在蒸发器的翅片表面上进行分析并结 冻成霜,会随着冰箱在持续运行时使霜层在不断的增 厚,增加蒸发器换热的热阻和空气循环的流通阻力, 引起空气循环的流量减小、蒸发的温度下降、冰箱的 制冷能力的衰减和压缩机的停启比增大,因此除霜控 的技术对冰箱的保鲜品质和如何降低冰箱的运行能 耗有着重要的影响。
1.研究背景
1.1 风冷式冰箱的特点
风冷式冰箱以其特有的“多温区”、大容量、自 动化霜等各种优点而被行业公认为是对冰箱发展的 良好趋势。风冷式的冰箱主要是通过蒸发器风机的工 作使冷藏室和冷冻室里的回风流经蒸发器进行换热 的功能,在这个降温的过程中,空气中的水蒸气在蒸 发器表面进行分析凝结成霜,在这之后的蒸发器运行 的时间会慢慢的增长,冰霜的霜层在逐渐的增厚,使 在换热过程中热阻和空气流通的阻力增加,空气的流 量减小,蒸发的温度下降,蒸发器换热的性能降低。 因此,当冰箱蒸发器表面的霜层达到差不多的厚度时, 则需要定期的进行化霜[1]。
1.2 冰箱化霜的研究过程
目前在国内外的学者中,对冰箱化霜的相关过程 中进行大量研究的人员不少,国外的部分研究人员在 使用传热的模型来分析冰箱在化霜的过程中热量的 分配时,指出钢管的辐射对流式电加热器产生的热量
仅有 30%用于化霜,提出双套筒内置的螺旋盘强化了 化霜时制冷剂与蓄热材料的换热[2]。国内的一些研究 人员在总结了其他无霜冰箱的化霜功能后,对热气化 霜的技术、电化霜的技术、吸附化霜的技术和超声波 化霜的技术进行优点和缺点的分析,指出超声波化霜 是最能保湿保鲜和节能明显的化霜方法,但是缺点是 超声波化霜的程度对蒸发器和风道结构影响大。
1.3 风冷式冰箱性能的因素
从这几年的冰箱的蓄热化霜以及电化霜的技术 研究中可以看出来,冰箱结霜是风冷式冰箱性能的重 要影响因素之一,但是在冰箱化霜的技术研究大多数 是集中于在对冰箱化霜的控制模式或加热器位置的 改进研究上,很少听见或看见提出新型的化霜方法。 这是因为在现在所拥有的化霜方法中,电化霜的方法 结构简单,但是不仅耗能大,安全性也很差;自然对 流除霜基本上是在直冷式冰箱上常见,风冷式冰箱的 霜层早风道内的蒸发器上,如果采用自然对流除霜需 要的时间会很长,会大幅度的提高风冷式冰箱的箱室 内温度;热气化流霜采用的是由内而外的化霜方法, 效果虽好但是增加了制冷管路的复杂性,会降低系统 的可靠性[3]。目前对于蓄热化霜的技术主要是应用在 空调冬季的工况,作为空调内辅助热制冷剂化霜的一 种方法,这种方法虽然说可以对冰箱起到一定的借鉴 作用,但是由于冰箱与空调的内部结构有较大的差异, 应用于冰箱内的话冰霜的工况还不够成熟,所以目前 也还没有找到一种非常适合于冰箱工况节能化霜的 方法来代替现在一直在用的电化霜。
2.利用室内自然风的风冷式冰箱的结构和流程
2.1 利用室内自然风的风冷式冰箱结构
风冷式冰箱是采用一种壁龛式的除霜装置,采用 的是将房间环境的空气引入冰箱化霜的方式,将引入 房间环境的空气通过强迫对流方式和冰箱蒸发器的 表面霜层进行热交换,实现化霜的目的[4]。
2.2 利用室内自然风的风冷式冰箱除霜的流程
在风冷式冰箱制冷后在为带有壁龛式除霜装置 的风冷式冰箱在除霜工作时的运行方式,正在除霜时 会打开融霜进风口和融霜出风口进出风的电动风门, 此时在融霜风道的阀门打开的同时会关闭制冷风道 的阀门,制冷送风口以及制冷回风口关闭,房间环境 空气在风机的驱动下进入风道通过融霜风道吹过蒸 发器的表面,最后通过融霜出风口排出,实现将房间 环境的空气引入强制对流化霜的过程。
2.3 实验方法
在做风冷式冰箱除霜的实验过程中,需要在实验 的过程对风冷式冰箱蒸发器表面的风速进行估算,还 要做好对室内自然风除霜的操作步骤化霜工况的分 类准备,本次风冷式冰箱除霜实验控制的实验变量主 要分为实验进风风速和实验进风温度[5]。在进行风冷 式冰箱除霜的实验中还需要特别的研究冬季的工况 自然风除霜温度,因为冬季测量数据的方法与春秋季 和夏季的方法有稍许的不同,冬季需要的取点温度相 对于室温的温差太大,仅仅是凭辅助降温的装置很难 达到在风冷冰箱除霜的实验中需要的进风温度,所以 在实验中要采取冰箱内循环的方式去模拟室外冬季 的低温风,在做风冷式冰箱除霜实验的同时也需要准
备一些向对应的运算公式,方便在实验中的计算,让 实验的数据增加一定的准确率。
结语:随着我国科技的发展,风冷式制冷系统已然 成为未来制冷系统的主要发展潮流,风冷式冰箱已经 普遍出现在各家各户里,在围绕着风冷式冰箱的除霜 性能问题的研究上逐渐的受到关注。本文主要以利用 室内自然风的风冷式冰箱的除霜性能进行实验研究 为主题,了解风冷方式冰箱的构造以及风冷方式冰箱 除霜的过程,设计出实验的方案,设计不同的温度段 和抽取自然风增加风门。
参考文献:
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[2]李凌,朱嘉伟,李成武, 等.智能参数化控制和仿 真设计技术在高端风冷冰箱的研究与应用[Z].海信容 声(广东)冰箱有限公司.2016.
[3]唐甜, 田小红.风冷冰箱除霜专利技术综述[J]. 河南科技,2019,(33):59-61.
[4]上海信业智能科技股份有限公司.一种利用自 然风的室内 空气导流装置:CN2018102 49336.X[P]. 201 8-09-18.
[5] 陈星宏 . 利用自然风进行室内制冷的装 置:CN20 1620070016.4[P].2016-06-15.
作者简介:祝贺( 1986.5.19),男,汉族,山东 郓城,本科/学士,工程师,研究方向:家用电器技 术及质检。
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