冰箱冷冻系统介绍[行业浅析]

1、h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction DCC/ Wang Huake h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 家用电冰箱制冷部件的简单介绍家用电冰箱制冷部件的简单介绍 压缩机、冷凝器、门防露管、干燥过滤器、毛细 管、蒸发器、储液器、热交换器、电磁阀等零部 件。 家用电冰箱的制冷系统主要

2、包括以下部件: 以上制冷零部件组成一个全封闭的制冷系统，制 冷剂作为能量的载体，在制冷系统中，由压缩机 驱动循环往复，实现冰箱的制冷功能。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 压缩机压缩机 家用电冰箱通常使用全封闭容积式压缩机，电机驱动，通过曲柄、连杆带动活塞往复 运动，对制冷剂进行压缩，强迫制冷剂在制冷系统中不断循环。 压缩机的外壳上有三根铜管，分别是排气管、吸气管和工艺管。 压缩机通过吸气管将来自蒸发器的气态制冷剂吸入压缩机，

3、经过压缩后，由排气管排 出高温高压高湿的制冷剂气体。 排气管是制冷系统的高压部分的起始点，与冷凝器或者门防露管相连接。 吸气管是制冷系统的低压部分的结束点，与蒸发器相连接。 工艺管的作用：抽真空、充注制冷剂、封口。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 压缩机压缩机 工艺管 吸气管 排气管 解剖后的压缩机 电机 气缸 曲柄 压缩机外观 压缩机效率用制冷系数（COP）表示。条件：冷凝温度55， 蒸发温度-23.3 ，回气温度32 。制

4、冷系数=制冷量/输入功率 压缩机上明确标出所适用的制冷剂类型，比如134A、R600a等， 相互不能混用。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 冷凝器冷凝器 冷凝器的作用：从压缩机排出的高温高压制冷剂气体，在冷凝器内通过与周围环境介 质的热交换，将热量散发而冷凝为液态制冷剂。 冰箱用冷凝器主要有侧板冷凝器(skin condenser)和丝管式冷凝器两种。 侧板冷凝器(skin condenser) 侧板冷凝器侧板冷凝器(skin

5、 condenser)(skin condenser) 将冷凝管用铝箔胶带粘贴在冰箱的左右两 块侧板的内侧，通过铝箔胶带将制冷剂的 热量传导到冰箱侧板上，再通过空气的自 然对流来进行散热。 其散热效果不及丝管式冷凝器，但是由于 其不影响冰箱的美观而被广泛采用。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 冷凝器冷凝器 图1 丝管式冷凝器丝管式冷凝器 图1所示的丝管式冷凝器通常安装在冰箱的背部。 图2 散热方式和侧板冷凝器一样，是靠空气的自

6、然对流。 丝管式冷凝器的突出优点是散热效果好，但是由于影响 到冰箱的美观，在国产冰箱上很少采用。 图2所示的丝管式冷凝器通常安装在冰箱的压缩机室。 散热方式：通过电扇强制散热。 散热效果好，由于需要占用很大空间，所以只适用于比较 宽的冰箱。 广泛应用于对开门以及多门冰箱。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 门防露管门防露管 冰箱的冷冻室门封条位置，由于存在较大的温差，冷热 交换会造成门封条位置凝露。 解决办法：将冷凝器的一部分嵌

7、入到冷冻室箱体的口框 里面，利用这段冷凝管所散发的热量，提高门封条位置 的温度，避免产生凝露，这段管路称为门防露管。 产品设计和装配制造要确保门防露管与箱侧板、中隔板 以及下隔板紧密接触，使门防露管的热量能充分地传导 出来。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 干燥过滤器干燥过滤器 干燥过滤器包括紫铜外壳，两端各有一个铜 制滤网，中间部分是分子筛，分子筛的吸水 功能特别强，特别适用在当系统含水量极少 的情况下。 气态制冷剂经冷凝器

8、冷凝成液态制冷剂后， 进入干燥过滤器，干燥过滤器吸收、过滤掉 制冷剂中的水份和其他杂质，然后流入毛细 管。 由于毛细管的内径非常小，温度又很低，极小的 杂质，比如：焊接产生的氧化物，金属碎屑等都 会造成“脏堵”，很少的水份残余都会造成“冰 堵”，从而阻断制冷剂的循环。 干燥过滤器是干燥器与过滤器的组合，适用 于小型的制冷系统。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 毛细管毛细管 冰箱用毛细管的材料是紫铜，内径小于1mm，外径约为2m

9、m，长度在2m到5m之间。 在高压的冷凝器与低压的蒸发器之间，通过毛细管来建立起压差，实际上，毛细管起到 了节流减压阀的作用。 与减压阀相比，毛细管具有结构简单、易于制造、价格便宜、性能稳定等优点。 来自冷凝器的过冷液态制冷剂进入毛细管后，压力不断衰减，同时由于存在与热交换管 的换热，其温度也不断降低。在毛细管的末段，液态制冷剂开始蒸发，这时候毛细管中 同时存在液态和气态的制冷剂，压力不再继续衰减，直至蒸发器的入口。 毛细管的内径是恒定不变的，通过长度的变化来改变其流量的大小。 根据各个制冷间室所要求的制冷量和要达到的温度等因素，经过综合考虑来决定使用多 大流量的毛细管。 绿色 h B O S

10、 C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 蒸发器蒸发器 按照功能分类，可以分为冷藏室蒸发器、零度室蒸发器、冷冻室蒸发器等。 蒸发器的分类： 按照外形分类，可以分为板管式蒸发器、吹胀板蒸发器、丝管式蒸发器、翅片式蒸发器等。 混冷冰箱混冷冰箱将翅片式蒸发器与其他形式的蒸发器搭配使用，在直冷间室靠空气的自然对流来 换热，风冷间室靠风扇和风道系统强迫空气循环来换热。 直冷冰箱直冷冰箱使用板管式蒸发器、吹胀板蒸发器、丝管式蒸发器等，在冰箱各个间室内通过空 气的自然对

11、流（冷空气的沉降和热空气的上升）与蒸发器进行换热。 风冷冰箱风冷冰箱使用翅片式蒸发器，通过电风扇和风道系通，强迫冰箱内的空气，按照设定的路 径，在蒸发器与间室的各个部位之间循环往复，以带走冰箱内的热量。 制冷剂到达毛细管的末段后，变成低温低压的液态和气态共存的制冷剂，进入蒸发器后 流动速度能达到音速，剧烈蒸发膨胀能够大量吸收冰箱内空气和储藏物中的热量，实现 冰箱的制冷功能。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 蒸发器蒸发器 吹胀板

12、冷藏蒸发器板管式零度室蒸发器板管式冷藏蒸发器 丝管式冷冻蒸发器板管式冷冻蒸发器 翅片式冷藏或 冷冻蒸发器 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 储液器储液器 储液器位于蒸发器的末段，是一段内径较大的管子。 储液器 在特定条件下，当制冷剂进入储液器时，还存在部分 制冷剂没有蒸发，这时候利用液态制冷剂的沉降作用， 进行气液分离，确保液态制冷剂不被吸入压缩机。 如果液态制冷剂进入热交换器，回气管的温度会急剧 下降，回气管会凝露，甚至会结霜

13、。 如果液态制冷剂被吸入压缩机，会造成对压缩机的 “液击”，极易损坏压缩机。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 热交换器热交换器 热交换器位于蒸发器的末段，与压缩机的吸气管相连 接，通常包括储液器、毛细管、和一段外径在7mm左 右的铜、铝或钢制的管子。 主要作用在于将毛细管内的高温制冷剂的温度降下来， 以利于循环至蒸发器进行蒸发。 另一方面，将从蒸发器出来，即将被吸入压缩机的低 温制冷剂的温度升上来，避免回气管凝露、结霜。 热交

14、换就是指回气管与毛细管之间的热交换。 热交换器 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 电磁阀电磁阀 如果是单循环制冷系统，制冷剂从干燥过滤器 出来后会直接进入毛细管。对于多循环制冷系 统而言，制冷剂会从干燥过滤器进入电磁阀， 由电磁阀来控制制冷剂下一步的流向。 通常情况下，电磁阀上有三根铜管，一进两出。 双循环制冷系统需要一个电磁阀。三循环制冷 系统需要两个这种一进两出的电磁阀。 进口，接干燥过滤器 出口，接冷冻毛细管 出口，接冷藏

15、毛细管 电磁阀接受来自控制板的指令，通过切换阀芯 的位置来打开或关闭某一个制冷循环。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 制冷剂制冷剂 目前，电冰箱使用的制冷剂主要有Ra和a两种。 R Ra a： a a： 无色，毒性很小，不燃烧，不爆炸，不破坏大气臭氧层，但会引起全球变暖。 其气体、液体的热传导效率比R12高。 R134a与矿物润滑油不相溶，需要用价格昂贵的合成润滑油。 R134a溶水性强，所以对系统的干燥性要求极高，而且必须使

16、用适应R134a的特殊干燥剂。 四氟乙烷 CH2FCF3 分子量：102.03 沸点：-26.6 凝固点： -96.6 异丁烷 CH(CH3 )3 分子量：58.13 沸点：-11.73 凝固点： -160 毒性非常低，易燃易爆，不破坏大气臭氧层，不会引起全球变暖。 单位容积制冷量小于R12，为了达到与R12相当的制冷能力，所以R600a压缩机的排气量 都要求较大。 R600a与矿物润滑油互溶，不需要用价格昂贵的合成润滑油。 R600a溶水性很差，这对制冷系统的除水非常有利，不需要使用特殊的干燥剂。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P

17、P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 家用电冰箱制冷循环的简单介绍家用电冰箱制冷循环的简单介绍 随着冰箱温度控制技术的发展，现在的电冰箱不 再局限于双温单控单循环，目前市场上大量出现 双循环、三循环等多温多控多循环电冰箱，其突 出优点是控温精确。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 单循环制冷系统单循环制冷系统 特点： 毛细管毛细管 压缩机 冷凝器冷凝器 冷藏室

18、蒸发器冷藏室蒸发器 冷冻室蒸发器冷冻室蒸发器 系统简单，造价低，适合机械温控 和电子温控。 冷藏控温，冷冻靠匹配，冷藏室和 冷冻室同时工作，相互影响，温度 控制欠准确。 环境温度较低时需要接通冷藏室加 热器，给冷藏室升温以强行开机。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 双循环制冷系统双循环制冷系统 特点： 电磁阀电磁阀 压缩机压缩机 冷凝器冷凝器 冷藏室蒸发冷藏室蒸发 器器 冷冻室蒸发冷冻室蒸发 器器 毛细管毛细管 适合电脑温控。

19、 冷藏室和冷冻室分别控温分别开 机，相互影响小，温度控制准确。 能实现诸如冷藏关闭、间室变温 等复杂功能。 与单循环制冷系统比，系统较复 杂，造价较高。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 三循环制冷系统三循环制冷系统 特点： Condenser Valve 1 Valve 2 Freezer evaporator Compressor Cooler evaporator Capillary tube Dryer 0C Chill

20、er evaporator 几个制冷间室分别控温单独开 机，相互影响小，温度控制准 确。 适合电脑温控。 系统很复杂，造价太高。 能实现诸如冷藏关闭、间室变 温等复杂功能。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction Twin-cooling system 特点：一台冰箱使用两台压缩机。 冷藏室和中间室共用一台压缩机，采用双循环制冷系统，其中冷藏室采用直冷式， 中间室采用风冷式，加在一起叫混冷式。 冷冻室单独使用一台压缩机，是一个单循环无

21、霜冷冻箱。 功能强大，可以实现大范围变温，冷藏室变温范围是 ，中间室变温 范围是 ，冷冻室变温范围是 。 控制程序复杂，产品结构复杂，材料成本高，制造工艺性差，生产效率底。 一个双循环制冷系统加上一个单循环制冷系统，两个制冷系统互不相干，其实是将 两台电冰箱强行合并在一起成为一台电冰箱，采用一个电脑控制器进行温度控制。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction Twin-cooling system 毛细管毛细管 压缩机 冷凝器冷凝器

22、冷冻室蒸发器冷冻室蒸发器 + 冷藏和中间室共用一个压缩机冷冻室独用一个压缩机 电磁阀电磁阀 压缩机压缩机 冷凝器冷凝器 冷藏室蒸发器冷藏室蒸发器 中间室蒸发器中间室蒸发器 毛细管毛细管 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P Cooling System Introduction 风冷冰箱的风道系统风冷冰箱的风道系统 作为风冷冰箱制冷系统的一个重要组成部分，风道系统的作用不可或缺。风道系统的优劣 直接影响到制冷系统的效率。 近年来多门冰箱和对开门冰箱的发展势头非常强劲，逐渐成为高档冰箱的主

23、体，而这些大 容积冰箱几乎都是风冷冰箱。 风道系统的设计原则： 让风的循环尽可能流畅，尽可能减少风的阻力，让风能够均匀地流经蒸发器和冰箱间 室的各个部分，不留死点，目的是使蒸发器能够快速充分地与冰箱室内空气和储藏的食品 之间进行热交换。 要考虑到冰箱内饰件的配置，要能允许用户自由地摆放食品，要尽可能地弱化因为食 品的摆放而阻挡风的流动的可能性，提高风道系统的适应性。 不能存在风的“短路”。“短路”是指冷空气从出风口出来后，没有给冰箱间室进行 降温而直接进入回风口，等于是无效运行。 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N

24、C E S G R O U P EEC introduction 主要内容根据GB 12021.2-2008 (家用电冰箱耗电量限定值及能源效率等级) 电冰箱耗电量限定值电冰箱耗电量限定值 Emax: 电冰箱在稳定运行状态下运行24h耗电量的最大允许值。 调整容积调整容积 Vadj: 电冰箱不同类型间室有效容积的加权和。 电冰箱能源效率指数电冰箱能源效率指数 : 电冰箱实测耗电量(Etest)与基准耗电量(Ebase)之比。其中，基 准耗电量是作为产品比较的基准线，保持数值不变。 电冰箱能源效率等级电冰箱能源效率等级: 能效等级是表示电冰箱产品能源效率高低差别的一种分级方法， 分成1、2、3、

25、4和5等级，1级表示能源效率最高。 电冰箱额定能效等级电冰箱额定能效等级: 由制造商标称的电冰箱能效等级。 术语和定义术语和定义: 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P EEC introduction 调整容积调整容积 Vadj的计算的计算: Vadj = Vc X Fc X Wc X CC c=1 n Vadj: 调整容积,单位为升(L) n: 电冰箱不同类型间室的数量 Vc: 某一类型间室的实测有效容积,单位为升(L) Fc: 常数,电冰箱中采用无霜系统制冷的间室等于1.4,其他类

26、型间室等于1.0 CC: 气候类型修正系数,当电冰箱气候类型为N或SN型时等于1,当气候类型为ST型 时等于1.1,当气候类型为T时等于1.2 Wc: 各类型间室的加权系数 间室类型冷藏室冷却室冰温室1星级室2星级室3星级室冷冻室 Tc /5100-6-12-18-18 Wc1.000.751.251.551.852.152.15 其他温度(Tc)间室的加权系数: (25-Tc)/20 绿色 h B O S C H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P EEC introduction 电冰箱基准耗电量电冰箱基准耗电

27、量 Ebase的计算的计算: Ebase = (M X Vadj + N + CH) X St / 365 Ebase : 基准耗电量, 单位: KWh/24h M: 参数, 单位为千瓦时每升 N: 参数, 单位为千瓦时 CH: 变温室修正系数 St: 穿透式自动制冷功能修正系数 类型类别M / (KWh/L)N / (KWh) 1无星级室的冷藏箱0.221223 2带1星级室的冷藏箱0.611181 3带2星级室的冷藏箱0.428233 4带3星级室的冷藏箱0.624223 5冷藏冷冻箱0.697272 6冷冻食品储藏箱0.530190 7食品冷冻箱0.567205 绿色 h B O S C

28、 H A N D S I E M E N S H O M E A P P L I A N C E S G R O U P EEC introduction 电冰箱耗电量限定值电冰箱耗电量限定值 Emax的计算的计算: 类型类别电冰箱耗电量限定值电冰箱耗电量限定值 Emax / (KWh/24h) 1无星级室的冷藏箱0.9 X (0.221 X Vadj + 233 + CH) X St / 365 2带1星级室的冷藏箱0.9 X (0.611 X Vadj + 181 + CH) X St / 365 3带2星级室的冷藏箱0.9 X (0.428 X Vadj + 233 + CH) X St

29、 / 365 4带3星级室的冷藏箱0.9 X (0.624 X Vadj + 223 + CH) X St / 365 5冷藏冷冻箱0.8 X (0.697 X Vadj + 272 + CH) X St / 365 6冷冻食品储藏箱0.9 X (0.530 X Vadj + 190 + CH) X St / 365 7食品冷冻箱0.9 X (0.567 X Vadj + 205 + CH) X St / 365 注1: 当电冰箱内含有15L及以上容积、具有冰温区功能的变温间室时，CH取值为50kWh，否则取值为0。 注2: 当电冰箱容积小于或等于100L或容积大于400L并带有穿透式自动制冰功能时，St取值为1.1，否则取 值为1。 注3: 无法归入表3中所给出类别时，按照其最低温度间室的设计温度，归入最接近的电冰箱