《《东乐电冰箱能耗分析及改进方案》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《东乐电冰箱能耗分析及改进方案》-公开DOC·毕业论文（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、东乐电冰箱能耗分析及改进方案 【摘要】：本文先对电冰箱相关的能耗问题进行综述,然后对影响中山东乐电冰箱的能耗的几个问题进行相应的原因分析并对其进行改善，经试验，取得较好的效果。【关键词】：能耗 改进 效果1电冰箱能耗问题的综述1.1电冰箱电能的消耗与实现电冰箱制冷的关系1 热力学第一定律告诉我们热量只能自发地从高温物体传向低温物体，却不能自发地从低温物体传至高温物体，那么电冰箱内的热量如何抽出来向温度较高的大气排放，使箱内的温度维持在所需要的范围内？此时热力学第二定律为我们这样解析：热量不能自动地、不付出代价地从低温物体传到高温物体，也就是说，只要有“付出代价”的前提条件，低温物体的热量可以传
2、到高温物体去，或者说在环境温度下维持箱内要求的温度是可以实现的。而付出这个“代价”无疑就是现在冰箱行业讨论得最热门的“电能消耗”，在能实现这个制冷目的要求下，自然这个“代价”越小越好，因此，在这能源紧缺的时代里，电冰箱能耗的效益是关系到它的发展前途，也就是说它解决这个能耗效益有着必要性和可行性的重要。1.2影响电冰箱能耗因素 由于各种冰箱的型式小同，冰箱的耗电量相应的也就不相同。一般来讲，冰箱的耗电量取决于以下因素:冰箱的结构形式、冰箱的容量、相同容量时冰箱冷冻室所占体积的比例、冰箱内部的换热方式、压缩机的性能、系统匹配、控制系统、换热器的性能、冰箱冷量损失的大小(保温层、门封等)、所使用的制
3、冷工质、加工制造水平、冰箱的运行条件、电网电源品质等。这些因素最终将在几个方面影响冰箱的耗电量、运行时的效率、运行时间和停机时的冷量损失。1.3国内电冰箱降能耗的主要的几种技术途径2 （1）常规节能技术：a 增加电冰箱发泡厚度 ；b 采用机械式温控器； c 采用高效无氟压缩机。（2）压差保持技术：解决通常情况下,开始开机的经5分钟内由于需要建立压力差而造成的无谓能耗损失。（3）变频节能技术：电冰箱可以在短时间内快速制冷达到设定的温度，然后以低速持续运行来维持冰箱内的温度，避免了压缩机频繁开停造成的电能浪费。（4）真空绝热技术：利用真空条件下的低导热特性制作隔热材料，固定在冰箱发泡层中以提高冰箱
4、热性能。 以上采用的技术在降电冰箱能耗方面取得效果详见列表1列表1 国内采用的技术途径及其取得的相应效果节能方法可达到的节能效果（%）常规节能技术20-40压差保持技术4-9变频节能技术5-15真空绝热技术401.4计算电冰箱的能耗方法3（1）=() 折算为24小时所消耗的能耗 () 实测的平均输入功率（W） 压缩机的开机时间（） （）压缩机从开机到停机的一个周期时间（） （2）=*24() 折算为24小时所消耗的能耗() 某一开始计算时间所消耗的能耗 某一-结束计算时间所消耗的能耗() 某一开始计算时间() 某一结束计算时间() 无论是用那一种方法计算电冰箱能耗,前提条件是在规定的正确的测试
5、环境温度下电冰箱的箱内平均温度必须在国标规定的范围内稳定某一值所消耗的能耗才是它的实际消耗能耗。2东乐电冰箱能耗现状及降耗措施2.1影响东乐电冰箱能耗的问题(1) 制冷剂充注过多,回气有明显的结霜(2) 开机频繁(3) 压缩机选匹不合理(4) 毛细管与系统匹配及其安装特点有待改进(5) 冷凝器的安装方式需要改进2.2分析影响东乐电冰箱能耗问题的原因及对其进行相应改善方法 221制冷剂充注过多,回气管明显的结霜2211制冷剂充注过多对冰箱耗电量的影响 对于压缩机来说,如果系统中的制冷剂量偏多,会使压缩的进口温度偏低,空气密度加大,这样压缩机在压缩的过程中会有液体出现,这种液体一方面会液击排气阀片
6、,另一方面因为它会滞留在余隙容积中,造成吸气时的进气量减少,同时因排气压力升高,排气效率低(余隙容积始终存在),使制冷效果下降.另外从回气管到压缩机的进口的流动过程中,制冷剂会从环境中吸收大量的热量,从而使蒸发器的相对使用面积减少,使压缩机发较多的功耗,这就表现了过多的制冷剂使系统的效率低,耗功大。 对于冷凝器来说( Q冷=KFT),过多的制冷剂存留在冷凝器内，占据了冷凝器冷凝的空间，使冷凝面积F减少，造成冷凝器散热效果差，冷凝压力升高,轴功率增大,压缩机运转率提高,压缩机功耗增大 ,耗电量必然增加。 对于蒸发器来说( Q蒸=KFT),过多的制冷剂使得蒸发压力、蒸发温度提高,从而传热温差减少,
7、蒸发器吸收箱内热量Q蒸变小了,那么要求向外界排放箱内同样大小的热量Q,由于Q蒸=KFT得变小可知道压缩机需要运转更长的时间(T=Q/Q蒸)才完成,则付出耗电量代价就高。以上分析由图1（ BC-110B）的充注量与耗电量的关系便能更清楚知道：随着充注量由原来的30克加大，耗电量会逐渐减少，尤其在充注量为4648克时，耗电量为0.50.46(KW/24h),但随着从50克增加充注量，耗电量明显大大增加。这就说明充注量过多对电量有很大的影响。图1 BC-110B的充注量与耗电量试验曲线图2212制冷剂量的确定方法4有些人提出改变压缩的型号，选用吸、排气量大的压缩机，这样蒸发压力相对降低，蒸发温度也降
8、低，单位面积的制冷能力加大，从而制冷剂蒸发快，也能解决制冷剂充注过量的问题，但是由于吸、排气量大的压缩机它的制冷量变大了，必然引起它的压缩机功率也相应变大了，因此不能提高效率，也不能节能；还有些人提出加大蒸发面积，这样也能解决过量制冷剂问题，但是增大蒸发面积在提高蒸发温度的同时，压缩机的排气量增加，造成毛细管中流动阻力更大，从而又降低了蒸发温度，而且冷凝器的散热能力也限制，制约了系统的制冷能力，除此之外，受到安装空间及使用空间限制，设计成本及销售也影响制约。从以上分析，要解决由制冷剂过多的引起的能耗大的问题无疑制冷剂量确定是唯一最好方法，那么如何确定它的量呢？当然要对制冷剂进行试验，由试验过程
9、中的性能表现确定它的最合适充注量，有以下方法：（1）通过对蒸发器温度的测定蒸发器主要是由一套金属管组成，它的蒸发温度会表现出当制冷剂的量的不足时，蒸发器的出口温度高，如果制冷剂的量较合适或较多时，蒸发器上的进口、中间和出口的温度比较一致，说明制剂有液体流出蒸发器的出口，因此对制冷剂量要求最少必须满足使蒸发器的蒸发温度一致。图2为BC-110B在环境25、制冷剂为R600a时蒸发器进口温度与制冷量的变化曲线。图2 蒸发器进出口温度与制冷剂量的变化曲线由图2曲线可以知道：充注量为30克时，蒸发器出口温度为7，随着制冷剂增加，蒸发出口温度随之上升，这是由于在时间上限制了制冷剂不能迅速充满蒸发面积，导
10、致其它空余蒸发面积受环境温度的影响而随时间延长而出口温度升高，当制冷剂充注到33克时，出口温度升到11，但随着充注量的增加，出口温度受蒸发温度影响为主，温度成斜线下降，直到充注量为48克时，制冷剂覆盖整个蒸发面积，此时蒸发器出口温度为2，继续加大充注量,温度变化不明显。（2）对回气管温度的确定为测定冰箱中的制冷剂量最多的情况，可以通过对回气管的温度进行控制，判断制冷剂量的最多程度，也能通过这一温度较好地限制压缩机的吸气温度，改善压缩机的吸气状态，保证压缩机的最佳运行,图3为BC-110B回气管温度与不同制冷剂量的变化曲线。 图3 BC-110B回气管温度与不同制冷剂量的变化曲线按国标要求在离压
11、缩机入口15处布点测试它的回气管温度，从图3可以知道：当充注量为30克时，回气管的温度为34，随着充注量的增加，和受压缩机本身温升的影响，到充注量为34克时，温度偏升为35，但很快又回降在原34上，而且在40克到50克之间基本稳定在34，继续加注，温度曲线有微小上升波动，直到充注量为72克时，温度曲线有向下降低的趋势，到了80克时，温度曲线呈斜线迅速下降。222开机频繁2221频繁开机对耗电量影响压缩是制冷系统中的“心脏”,也是冰箱主要的耗能部件，很明显它是通过消耗电能来实现这个制冷过程的,所以它是影响制冷能耗的主要因素之一,除了压缩机的质量问题、COP值选取、设计匹配等能直接影响整个冰箱能耗
12、,压缩机的频繁开机对冰箱能耗也影响很大，我们知道频繁开机，它的“开”与“停”之间除了频繁以外，它们在时间上都是短暂的，正由于如此, 导致了冷凝器和蒸发器之间的压差因来得及恢复到平衡而造成要在压差较大情况下开机，也就是说压缩机在负荷较大的情况下开机，这就需要很大的电流，平均消耗功率迅速增加，而因为克服负荷较大所消耗的电能都是无用功因为这个功率不是产生冷量而消耗的，虽然在一个周期里这个无用功率的数目不是很大，但乘上它的频繁的周期，这个无用功就是影响冰箱能耗大的一个不可忽略数目了。 2222影响开机频繁的因素及解决开机频繁方法5在正常工作条件下，电冰箱压缩机的启停次数为每小时不应多于9次，否则视为故
13、障。引起压缩开停过于频繁的主要原因及解决方法:（1）电源电压过高过低，且不稳定排除方法：待电源电压恢复正常再接通电源或装设交流稳压器，为电冰箱提供稳定的220V 电压。（2）温控器的温差调节范围太小排除方法:调节温控器的温差调节螺丝,将电冰箱的温差调定在23的范围内。（3）温控器旋钮靠近停点位置且箱内存放食物过多排除方法:将温控器旋钮调至适当的中间位置,并适当调整食物的存放量。（4）感温点选择不合适 排除方法:若故障为开机时间较短,则可采用在感温管与蒸发器表面之间增加塑料垫片或加装套管的方法来廷长开机时间。若停机时间过短,则可采用去除套管或垫片,将感温管紧贴在蒸发器表面的方法解决。若为感温点选
14、择不合适,可移动感温点,使感温部位的温度与温控器通断特性相匹配。 （5）过电流过温升保护继电器的球形双金属片失灵 排除方法:更换新的过电流过温升保护继电器。（6）冷凝器散热效果差 冷凝器的散热效果将会降低压缩机的制冷量,引起压缩机超负荷运转,致使工作电流增大,引起过电流保护继电器动作而切断电路,压缩机停止运转。当保护继电器双金属片感受温度下降到复位温度时,触点又重新闭合,压缩机再次启动运转,致使压缩机频繁地开停。引起冷凝器散热效果差的主要原因有:冷凝器表面有污物,电冰箱环境温度过高等。 排除方法:清扫冷凝器上的污物,并使电冰箱放在易通风透气地方,使它散热器与空气形成良对流。（7）冷量泄漏 箱体
15、的冷量因泄漏而满足不了调节设定温度的要求，而我们知道箱内设定的温度是靠压缩机的开与停来维持的，因此，压缩机只能靠频繁开机来补充泄漏的冷量排除方法：先区别是温控器还是泄漏造成的开机频繁的，如果的泄漏造成的，除了开机频繁外，它开机时间长，停机时间短暂的，而且这个频繁不会有温控器造成的周期那么大的，这时候就要检察是门封密封不严造成的，还是箱体隔热条件差造成，像东乐的冰箱，一般都是封不严，当然有时候也因箱体某一处隔热发泡材料发泡不够好而造成的，这时候用同样大小的力按下缺点处会容易凹下去的。无论是门封不严还是隔热材料发泡不够好，都需要拿回生产车间返修，加强工艺！ 223压缩机选匹（1）压缩机选匹对能耗的影响 压缩机是冰箱主要的耗能部件，我们知道选择高效的压缩机是降能耗最好途径，但是如果有两台都是高效的压缩机，选取哪一台与冰箱匹配呢？这个选择除了影响成本和使用寿命，更多的是致使制冷系统匹配不合理而影响冰箱整体的耗电量。如果我们选用制冷量小的压缩机，成本低，同时因为输入功率小，因此在一定的开停温差下，单位时间开机次数少，起动所消耗的功率减少，对降低能耗有好处；但是，压缩机的制冷量Q过小，运转率提高，
