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1、冷冻箱制冷系统、箱体结构的优化与工艺实验研究关键字：冷冻箱 制冷降低制冷器具整机的运行能耗，是家用电器制冷器具用户关心的问题之一，也一直是制造厂商及相关研究单位的研究课题。随着相关产品之国家能耗分级标准的颁布和实施，家用电器制冷器具的节能问题再次受到关注。我国冷冻箱制造厂多为中小型企业，产品型号众多，节能潜力尚大，如何充分利用企业现行生产条件，通过产品及生产工艺的有限度改造，使现有冷冻箱产品的整机运行能耗有较大幅度的降低，具有重要的意义。1 原产品的基础试验及分析 经过对三台原产品的基础试验发现11 原机存在如下不足： 制冷系统回气有严重的结霜现象； 顶盖中缝处有结冰现象； 制冷系统内工质流动
2、不稳定（压缩机工作周期内，同一测点的工质状态波动明显且变化无规律）； 冷凝器面积够大，但制冷系统节流前的工质过冷度不足； 箱体内部温度分布不均度较大（其中垂直温度梯度高达10，靠经门体处X方向及Y方向上的温度不均度达26，靠经箱底处X方向及Y方向上的温度不均度达2）； 工质在蒸发器末端至压缩机吸气口之间温差过大即制冷循环中的实际无效过热现象严重导致能量损失偏大。12 原机运行稳定后的实际工况见表1。对应的R12工质在莫瑞尔热力实际循环图上各状态点的热物理参数见表2。从而得到在实际运行工况下理论循环的比功：h2h124111895515kjkg 理论循环的有效制冷量： 搪瓷反应釜、搪玻璃反应罐、
3、搪瓷搅拌器 ( )h1h315784861092kjkg 理论循环能效为：1092515212从原产品的基础试验数据中得到压缩机稳定运行时的电机输入功率为143W从而得到压缩机稳定运行时的工质的实际循环流量为P（h2h1）278gs 由于压缩机在实际运行工况下工质的理论循环流量为 Vthv1k574 gs， 从而得到压缩机在实际运行工况下的实际输气系数为0484由此得到： 实际能效比为212X04841026 2 制冷系统优化及其热力学计算 21 系统优化及其对整机节能的贡献 对原产品的制冷系统进行优化调整使调整后的产品在运行稳定后的工况为表3。对应的R12工质在莫瑞尔热力实际循环图上各状态
4、点的热物理参数为表4。 从而得到新的运行工况下理论循环的比压缩功： h2h12306181649kjkg 理论循环的有效制冷量： h1h315784671111kjkg 理论循环能效为1111492267 实际能效比为2267X04841097 压缩机在此工况下工质的理论循环流量为： Vthv1k 601gs 压缩机在实际运行工况下得输气系数按照0484计工质的实际循环流量为291gs 由此制冷系统调整后的节能幅度（即纯粹由制冷系统调整对整机节能的贡献）预计为 （10971026）102600695（即695） 22 系统优化及其对两器材料节省的贡献 221 冷凝器 制冷系统调整前后的冷凝器有
5、效换热面积比为： 连接器,接插件,连接器网,连接器采购,连接器求购,光纤连接器,工业连接器,汽车连接器,电连接器,松下连接器,连接器英才网,fpc连接器,防水连接器,连接器论坛,jst连接器,连接器厂家,射频连接器,电线连接器,快速连接器,电子连接器,amp连接器,连接线,接线端子,接线端子排,s端子资讯 http:/ http:/ http:/ http:/ 制冷系统调整前后的冷凝器实际换热面积比为 ： （2411486）（2306467）19281839105 考虑到结构布置对冷凝器实际换热面积的影响 制冷系统调整前后的冷凝器实际面积比为： （192892） 1839120137 即表明系
6、统调整后冷凝器实际面积可以节省： （1371）137027 （即27） 考虑到冷凝器工艺布置条件，本次改型调整后，冷凝器实际面积减少为25。 223 蒸发器 系统调整前，冷凝负荷与蒸发负荷之比： QcQ0 qcq0 （2411486）（1578486）176 系统调整后，冷凝负荷与蒸发负荷之比： （ QcQ0 qcq0 （2306467）（1578467）166 制冷系统调整前后的蒸发器实际面积比为： （1 37176）（1166）129 即表明系统调整后蒸发器实际面积可以节省： （1291）129022（即22） 考虑到蒸发器管路工艺布置的便利改型样机制作时实际节省蒸发器铜材167按长度计算
7、。 表1 蒸发温度 冷凝温度 过冷温度 有效过热 吸气温度 -30 40 34 -20 33 表2 状态参数 T PKpa VM3/kg H（Kj/Kg） S（Kj/Kg.k） 1 -20 101 - 157.8 - 1 33 101 0.2943 189.5 0.7641 2 122.5 952.9 - 241.1 0.7641 3 34 952.9 - 48.6 - 4 -30 101 - - - 表3 蒸发温度 冷凝温度 过冷温度 有效过热 吸气温度 -30 40 32 -20 20 表4 状态参数 T PKpa VM3/kg H（Kj/Kg） S（Kj/Kg.k） 1 -20 101
8、- 157.8 - 1 20 101 0.1950 181.6 0.7374 2 108 952.9 - 230.6 0.7374 3 32 952.9 - 46.7 - 4 -30 101 - - - 3 冷冻箱工艺改造要点 加厚箱底发泡层（压机顶部除外） 改变密封门体中缝密封结构 冷凝器取消三层中的一层，同时适当延展单层长度 冷凝器增加内贴的副冷凝器部分 调整分子筛固定装置 毛细管做回热处理 增加热缩套一只 毛细管喷口点上提，蒸发器做非均匀排列 减少底部4根蒸发器管路，取消回液扩散器 回气管加长，回气管毛细管组合采用特殊形状 调整毛细管长度，调整制冷机充灌量。 4 冷冻箱产品的节能改造前后
9、主要性能指标对比 （见表5） 表5 抽检试验样机编号 25能耗KWH/24h 32性能 深圳KTV招聘 (热招网址 )冷冻能力 基础数据 990500150 1.22 OK OK 990500151 1.27 OK OK 990500153 1.29 OK OK 990900006 0.87 OK OK 990900051 0.85 OK OK 990900093 0.83 OK OK 5 结论与分析 本次改造的主要目标为产品整机运行能耗，限制条件为成本不增加及工艺条件基本不变。为在限制条件下实现节能目标，在对制冷系统、绝热系统、密封系统、关键部件（压缩机）以及控制系统方面进行有限度的改造，抽查检测发现，平均整机运行能耗由126kwh24h降低到085kwh24h。 箱体结构有着较为明显的欠缺之处，但受到工装模具的限制而无法优化调整； 在系统优化方面，仍有部分潜力未发挥出来，主要是受到时间和工艺装配条件的制约，如两器面积没有充分发挥效用； 在密封系统方面，还有很大潜力未发挥出来，主要是受到工艺及模具的制约；控制系统方面，此次对系统的温控以及流量进行了调整，但由于受到工艺制约，没有采用调整方案；压缩机方面，按照企业的要求，未进行任何的改动。
