电冰箱几种典型的制冷循环
作者: 时间:2008-08-01 14:12 来源:
本文分析了电冰箱几种典型制冷循环,指出了单路循环、多路循环及双机制冷循环、双级制冷循环的主要特点及弊端,据项目[1]研究实际情况探讨了双路制冷循环的几种型式,并针对双路制冷循环在电冰箱应用中存在问题及解决方案做进一步分析,研制的BCD-186CHS节能冰箱日耗电0.39度,在节能状态下耗电0.35度以下。
1
随着科学技术进步及人们生活水平的提高,电冰箱已成为不可缺少的生活必需品。世界冰箱产量约80×106台/年,其中APEC国家达45×106台/年[2]。近10年来,我国电冰箱产量呈迅猛增长之势,年均增长11.1%[3],其耗电量占民用总用电量的比例越来越大。电冰箱节能已成为能源工作的重要组成部分,也是电冰箱行业发展的永恒主题及热点。而电冰箱制冷循环形式是其节能降耗的重要环节,本文以河南省科技攻关项目[1]——电冰箱节能技术研究的研发实际,浅析电冰箱制冷循环与节能。
2 电冰箱典型制冷循环
2.1 单路循环制冷系统:也称双温单控系统,两种典型系统如图1、图2。
图1为普通电冰箱经常采用的单路循环制冷系统,仅具有单一的一套运转系统。一般冷藏室温度靠机械温控调节,而冷冻室温度则据系统的匹配随冷藏室温控器的挡位及环境温度变化而变化,无法单独受控。
图2为L-M循环系统图。是Lorenz和Meutzner提出的用于冷冻、冷藏箱的循环,应用非共沸混合工质的蒸发过程中,由于各组分的相变温度不同而使整个混合物的饱和温度不断变化,从而导致温度滑移效应,据所需温度滑移温差大小,适当选择混合工质以满足不同温度的冷量供应。从图中可知,节流后的制冷工质先进入冷冻室蒸发器,再进入冷藏室蒸发器,在两个蒸发器之间引入了一个中间热交换器,利用非共沸混合工质所特有的温度滑移效应,使其在低温蒸发器中部分蒸发,再进入中间换热器,一方面进一步降低节流阀前工质温度,另一方面提高高温蒸发器前工质的进口温度,以弥补非共沸混合工质滑移温差较小的不足,从而减小了高温蒸发器的传热温差,降低了火用损失,提高了系统的COP值。
2.2 双路循环制冷系统:也称双温双控系统,较典型的有图3、图4、图5、图7等四种。
图3所示系统,可据冷藏或冷冻室对制冷量的不同需求,通过电磁阀控制分配流向冷藏室或冷冻室的循环制冷剂,冷冻室和冷藏室温度分别可以由温控器独立控制。
图4示系统为冷藏蒸发器与冷冻蒸发器并列制冷,相互间不受影响。冷藏蒸发器和冷冻蒸发器分别受两室的温度控制,两室的制冷是轮流进行,当冷藏室要求制冷时,三通电磁阀会接通冷藏室蒸发器,使制冷系统只对冷藏室制冷,当温度达到要求后,会自动停止冷藏室制冷;当冷冻室要求制冷时,三通电磁阀会接通冷冻室蒸发器,制冷系统只对冷冻室制冷。由于两室的制冷过程互不关联,因此两室的温度也相互不影响,从而保证两室的温度相对稳定,也由于两室的制冷相对独立,可以分别作不同的温度调节或停止制冷运转,从而可以实现对各种使用环境和温度环境的适应要求。
图5为双温冰箱冷藏室和冷冻室蒸发器并联的压缩/喷射混合制冷循环系统,图6为其循环压焓图。压缩机CP出口的过热汽2经过冷凝器C变成冷凝液3,然后,一路通过冷藏室节流机构Th形成湿蒸汽4,另一路通过冷冻室节流机构T1形成湿蒸汽6;冷藏室蒸发器出口的饱和蒸汽5经喷嘴降压加速达到状态8,与被引射的冷冻室蒸发器出口蒸汽7混合成蒸汽9,再经喷射器的扩压段降速升压形成过热蒸汽1进入压缩机,从而构成了这种理论的混合制冷循环。与简单循环情况下的压缩机气体进口状态7相比,状态1的压力高,比容小,因而压缩机的耗功减少,排汽量增加;同时,混合制冷循环的节流损失减小,单位质量制冷量增大,因而混合制冷循环的性能系数和容积制冷量都将显著提高。
前言