孫好雷 肖世海 馮鐵良

（河南科隆集團(tuán) 河南新鄉(xiāng) 453000）

一種微霜、勻冷直冷式冰箱冷凍室設(shè)計(jì)

孫好雷 肖世海 馮鐵良

（河南科隆集團(tuán) 河南新鄉(xiāng) 453000）

本文從提高冰箱換熱系數(shù)、提升冰箱冷凍室溫度均勻性的角度出發(fā)，提出了一種微霜且冰箱冷凍室內(nèi)部溫度一致性好的微霜、勻冷冰箱冷凍室制冷蒸發(fā)器。通過對普通冰箱和微霜、勻冷冰箱同一冷凍室不同位置溫度、蒸發(fā)溫度和耗電量的對比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)微霜、勻冷冰箱較普通冰箱在結(jié)霜、耗電量和室內(nèi)溫度均勻性方面均有一定的優(yōu)勢。

冰箱；制冷系統(tǒng)；勻冷；耗電量；微霜

1 引言

普通冰箱內(nèi)部溫度不均勻、冷凍室易結(jié)霜、需頻繁除霜等情況一直以來都是其主要問題。微霜、勻冷冰箱的出現(xiàn)徹底解決了這一難題，為消費(fèi)者一次性解決了傳統(tǒng)冰箱可能面對的制冷不均勻、除霜頻繁等問題。

微霜、勻冷冰箱之所以能夠?qū)崿F(xiàn)冰箱內(nèi)部均勻制冷、微霜的效果，與其采用的勻冷技術(shù)密不可分，其采用獨(dú)特的4D勻冷技術(shù)，360°無死角制冷，保證冰箱冷凍室制冷溫度均勻，纏繞式冷凍蒸發(fā)器，將蒸發(fā)器設(shè)計(jì)在內(nèi)膽和發(fā)泡層之間，纏繞箱體一周，真正做到微霜、均勻制冷，食物保存更新鮮。

2 勻冷冰箱蒸發(fā)器制作過程

2.1 內(nèi)膽纏鋁箔

勻冷冰箱蒸發(fā)器首先通過鋁箔纏繞設(shè)備將內(nèi)膽外表面均勻纏繞上鋁箔，纏鋁箔時內(nèi)膽套在冰箱模具內(nèi)膽上，電機(jī)帶動模具順時針旋轉(zhuǎn)，內(nèi)膽跟著模具一起順時針旋轉(zhuǎn)，鋁箔膠卷放置在機(jī)械手臂上，機(jī)械手臂垂直于內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)的平面向上移動，纏繞時鋁箔膠帶一端先手工粘在內(nèi)膽上，內(nèi)膽轉(zhuǎn)動時的拉力不斷拉動鋁箔，鋁箔膠帶不斷從放在機(jī)械手臂的鋁箔膠帶卷上釋放出來，由于內(nèi)膽在順時針旋轉(zhuǎn)的同時，機(jī)械手臂也同時垂直于內(nèi)膽的平面移動，達(dá)到鋁箔不斷錯位纏繞在內(nèi)膽上的效果，內(nèi)膽側(cè)面鋁箔膠帶纏滿后，鋁箔纏繞設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，手動扯斷鋁箔粘在內(nèi)膽上，取下內(nèi)膽，完成一個內(nèi)膽的纏鋁箔工序。纏繞過鋁箔的內(nèi)膽組件要放置10min以上經(jīng)檢查沒有鋁箔翹起后才能進(jìn)入下道工序，但放置時間不能超過24小時避免鋁箔和內(nèi)膽因鋁箔上涂的膠風(fēng)干后分離。具體纏繞實(shí)施方式如圖1所示。

圖1 內(nèi)膽均勻纏鋁箔膠帶

圖2 對鋁管一側(cè)涂導(dǎo)熱黑膠

2.2 鋁管涂膠

將從下料機(jī)下好的定長尺寸Φ8*1鋁管，通過專用涂膠設(shè)備將鋁管的一側(cè)涂上導(dǎo)熱黑膠，涂膠機(jī)放在盤管設(shè)備的旁邊，鋁管一邊涂膠一邊在盤管設(shè)備上進(jìn)行盤管，要避免鋁管涂膠后膠已風(fēng)干而鋁管還沒有開始盤繞在纏繞過鋁箔的內(nèi)膽上，造成粘接不牢固。同時要嚴(yán)格控制涂膠機(jī)涂膠的溫度，溫度太低鋁管和膠粘接不好，溫度太高導(dǎo)熱膠容易從鋁管上滴下，涂膠效果如圖2所示。

2.3 盤管

將纏繞過鋁箔的內(nèi)膽放在盤管設(shè)備上，盤管設(shè)備帶動內(nèi)膽一方面順時針運(yùn)動實(shí)現(xiàn)鋁管在內(nèi)膽上的纏繞，一方面沿著與旋轉(zhuǎn)平面垂直的方向往前運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)將鋁管螺旋上升盤繞在內(nèi)膽上的效果。在盤繞過程中鋁管涂過導(dǎo)熱黑膠的一側(cè)和內(nèi)膽接觸，保證鋁管牢固的粘在內(nèi)膽上，形成微霜、勻冷冷凍蒸發(fā)器。盤繞后的內(nèi)膽如圖3所示。

2.4 交付客戶

用微霜、勻冷蒸發(fā)器制作冰箱，制成微霜、勻冷冰箱。

3 換熱原理分析

鋁箔均勻貼在內(nèi)膽側(cè)面上一方面增大了傳熱面積，提高了換熱系數(shù)，另一方面鋁箔均勻包裹住了內(nèi)膽的側(cè)面達(dá)到了制冷均勻無死角的效果；通過Φ8*1鋁管涂導(dǎo)熱黑膠后均勻錯位纏繞在貼過鋁箔的內(nèi)膽上，導(dǎo)熱黑膠一方面粘接牢固避免了發(fā)泡時鋁管和內(nèi)膽脫離，造成冰箱制冷效果差甚至出現(xiàn)不停機(jī)現(xiàn)象，另外一方面導(dǎo)熱黑膠使鋁管通過導(dǎo)熱黑膠實(shí)現(xiàn)與內(nèi)膽由線接觸變成了面接觸，接觸面積增大，換熱量得到顯著提高；采用Φ8*1的鋁管由于鋁管管徑較大鋁管外表面面積增大，提升了換熱效果，減小了鋁管與冰箱內(nèi)部的溫度差，使冰箱內(nèi)部達(dá)到相同的低溫時蒸發(fā)器溫度得到提升。蒸發(fā)溫度提升減少了水蒸汽在冰箱內(nèi)膽上的凝結(jié)。冰箱內(nèi)膽內(nèi)部溫度均勻，使凝結(jié)在內(nèi)膽上的水汽非常均勻，避免了由于某一位置結(jié)霜嚴(yán)重而導(dǎo)致?lián)Q熱效果急劇下滑不得不除霜的次數(shù)，除霜時由于霜是均勻的一層減少了除霜時間。通過增大蒸發(fā)器鋁管管徑、采用導(dǎo)熱黑膠和將鋁箔貼在冰箱內(nèi)膽上這三種措施達(dá)到了提高冰箱蒸發(fā)溫度、提升冰箱內(nèi)部溫度一致性的目的，不但使存放的食物更加新鮮，而且大大減少了除霜次數(shù)、延長了除霜間隔時間。

圖3 涂過黑膠的鋁管均勻錯位盤繞在內(nèi)膽上

圖4 普通冰箱冷凍室三個溫度點(diǎn)對比圖

圖5 微霜、勻冷冰箱冷凍室三個溫度點(diǎn)對比圖

圖6 普通冰箱和微霜、勻冷冰箱蒸發(fā)溫度對比

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證上述制冷系統(tǒng)在冰箱正常制冷時提高蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度、提升冰箱內(nèi)部溫度一致性、減少結(jié)霜的效果，我們通過采用新的冷凍蒸發(fā)器制作的微霜、勻冷冰箱和普通絲管式蒸發(fā)器制作的普通冰箱進(jìn)行了對比試驗(yàn)。

通過在相同條件下模擬用戶使用情況如圖4和圖5中所示冰箱三個溫度點(diǎn)的情況對比發(fā)現(xiàn)，普通冰箱三個溫度點(diǎn)差異較大，最大溫度差能夠達(dá)到2℃以上，而微霜、勻冷冰箱三個溫度點(diǎn)差異明顯減小，溫度差異不超過0.5℃。

通過在相同條件下模擬用戶使用情況如圖6中所示微霜、勻冷冰箱和普通冰箱蒸發(fā)溫度對比發(fā)現(xiàn)，勻冷冰箱蒸發(fā)溫度比普通冰箱高2℃左右，且隨著時間的增加差異進(jìn)一步增大，是因?yàn)槠胀ū湔舭l(fā)溫度低、結(jié)霜速度快、熱阻增大，為了保證冷凍室相同的溫度，普通冰箱就需要開機(jī)更長的時間導(dǎo)致蒸發(fā)溫度不斷降低，而蒸發(fā)溫度下降進(jìn)一步加劇了結(jié)霜，形成惡性循環(huán)，造成冰箱不停機(jī)，最后不得不除霜。而勻冷冰箱由于蒸發(fā)溫度高，沒有明顯的霜層出現(xiàn)，在相同的時間段內(nèi)蒸發(fā)溫度基本維持不變，減少了冰箱開機(jī)時間和除霜次數(shù)。

5 制冷性能分析

經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證可知，勻冷冰箱蒸發(fā)溫度比普通冰箱高，蒸發(fā)壓力比同樣比普通冰箱高，在相同冷凝壓力下壓力差⊿p更小。

壓力差：⊿p=pk-p0；

pk—冷凝壓力；

p0—蒸發(fā)壓力。

ν—速度；

ρ—密度；

u—黏性系數(shù)；

d—直徑。

由以上關(guān)系可知勻冷冰箱的毛細(xì)管比普通冰箱要短，同時壓縮機(jī)的壓縮比更小，則勻冷冰箱在相同冷凝壓力下壓縮機(jī)消耗的功率更小。

通過對一款型號為BCD-216XX冷凍室容積為90L的冰箱按照GB/T 8059.2-1995的要求對比耗電量結(jié)果如表1。通過試驗(yàn)進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證了勻冷冰箱在節(jié)能降耗方面比普通冰箱同樣有優(yōu)勢。

6 總結(jié)

試驗(yàn)研究證明，本文所提出的采用微霜、勻冷冷凍蒸發(fā)器制成的微霜、勻冷冰箱比普通冰箱在冷凍室溫度均勻性、耗電量和減少結(jié)霜方面均具有一定的優(yōu)勢。同時由于勻冷冰箱蒸發(fā)器內(nèi)藏在發(fā)泡層處，不在冰箱內(nèi)膽內(nèi)部，微霜、勻冷冰箱冷凍室容積較普通冰箱提高了20%左右。由于減少了蒸發(fā)器的約束，冷凍室可以隨心組合，滿足更多的需求。

表1 對比耗電量結(jié)果

[1] 吳業(yè)正. 小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]. 機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)出版社. 1999

A micro frost, uniform cooling refrigerator freezer room design

SUN Haolei XIAO Shihai FENG Tieliang
（Henan Kelong group Xinxiang 453000）

The paper through improving the heat transfer coefficient, lift the freezer temperature uniformity of the refrigerator, put forward a kind of internal temperature and micro cream fridge freezer consistent good micro cream, uniform cold freezer refrigeration evaporator. Based on the ordinary refrigerators and frost, uniform cooling refrigerator with a freezing chamber temperature, evaporation temperature and different positions of power consumption comparison test, found that the frost, uniform cooling refrigerator than ordinary refrigerator in frost, power consumption and indoor temperature uniformity has certain advantages.

Refrigerator; Refrigeration system; Uniform cold; Power consumption; Tiny frost