电冰箱设计.docx

《电冰箱设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电冰箱设计.docx（17页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、引言人们在创造电冰箱之前，天气炎热情况下对蔬菜、水果、肉类等食品的贮存唯一方法是腌制，而在夏季喝到冰镇饮料更是一种奢望。电冰箱的根本作用是使食物保持低温，低温有助于延长食品的保鲜时间，冷藏的根本原理是减少细菌（所有食品都含细菌）的活动，使细菌需要用更长的时间才能使食品变质。本文是设计类，设计一直冷双门双温电冰箱，讲述了BCD-208电冰箱的启动、保护、除霜以及照明，本课题主要涉及了电冰箱的历史情况及其开展趋势、设计对象的整体布置、系统计算（电冰箱负荷计算和制冷系统热力计算）、压缩机的选型、换热器的设计及整体制冷系统说明。通过此次设计对电冰箱有更深的认识，解决实际过程中遇到的难题。1电冰箱的认识

2、1.1电冰箱的历史情况1.1.1制冷效果的发现一个在英格兰工作的美国人雅可比？帕金斯有了一个新发现，这一发现导致了冰箱的创造。1834年他发现当某些液体蒸发时，会有一种冷却效应。帕金斯要求一群技工来制造一个可证实这个想法的工作模型。果然，这个装置在某个晚上真的产生了一些冰。技工们兴奋地拿着冰，跳进一辆马车，飞速驶向帕金斯的住房，向他展示所取得的成果。帕金斯此时已上了年纪，虽然他没有在市场上出售自己的创造物，但是哈里森的工作成果为类早期家用冰箱铺垫了道路。1.1.2冰箱的创造真正的电冰箱创造于20年代，1920年，纽约布鲁克林一家平板印刷厂的一位名叫威利斯H.卡里尔的工程师，设计出一种能控制温度

3、和湿度的系统。大约在第一次世界大战期间，出现了一些体积更小的家用冰箱，这是一种噪音大，易泄漏的新创造，实际上它只是在旧式“冰盒”壳内安装上电机和转动皮带，这使它的外貌看起来就像一种试验品。1918年美国的卡尔维纳公司设计出第一台电冰箱，自1927年美国通用电器公司首先研制出全封闭式自动制冷装置至今，当前全世界每年电冰箱的总产量在4000万台以上，其中产量居前几位的国家是美国、俄罗斯、意大利、日本等国。至此，一种新的冰箱式样随着到处可见的商标名诞生了。冰箱的应用，是20世纪人类开展史上的重要一页，正是有了冰箱，使人们生活质量有了较大提高，使食物长时间存放有了可能。1. 1.3我国家用电冰箱开展史

4、我国冰箱起步较迟，第一台冰箱是1954年由沈阳医疗器械厂生产的200升单门冰箱。国内第一台商用冰箱早在1956年由北京雪花冰箱厂研制成功。改革开放以后，雪花公司的产品由医用转为民用，雪花电冰箱迅速在全国走红。品种有单门、双门、多门、型式有直冷式，还有间冷式，在90年代，电冰箱技术己经向高效率、智能化和多门多温多功能的方向开展。目前我国主要冰箱生产企业大多在20世界80年代起步，但开展迅速，从单一的制冷冰箱，开展到如今把戏繁多，种类、功能齐全，能满足各类人们生活、工作需要的多功能冰箱。1985年，海尔从德国利勃海尔集团引进了先进技术，生产出我国乃至亚洲第一代四星级冰箱，1989年开始在无氟领域进

5、行探索研究。海信冰箱公司创立于1984年，前身为广东珠江冰箱厂，同年开始用容声牌生产电冰箱，是目前国内唯一拥有海信、容声两个品牌企业集团，是中国最早生产冰箱的企业之一，也是中国目前规模最大的电冰箱生产基地。电冰箱是中国最早实现国产化的制冷电器之一，从80年代初起步，经过20几年的开展，中国电冰箱已占世界总产量16%的份额而位居全球首位。由于在国内市场己进入成熟期，市场运行的根本特征是相对平稳，不会出现需求上的大起大落。电冰箱消费主要集中在城镇，农村由于受收入水平、生活习惯等限制，冰箱的拥有量较城镇低许多。1.2 电冰箱的开展趋势1.3 .1电冰箱的开展现状我国家用电冰箱行业始于1956年，改革

6、开放以来取得了突飞猛进的开展，到1985年鼎盛时期有110多家冰箱生产厂家。在开展初期，主要依靠产品数量的扩大，随着市场经济体制的不断完善，家电行业从数量扩张向高质量转变。广东科龙集团在这方面的步调就比其它厂家快一步。科龙首创的“养鲜魔宝”技术，用稀有金属及其化合物制成，具有气调养鲜、调湿养鲜、除臭保鲜三大功能。保鲜期长达15天。科龙成功研制的中国第一台网络冰箱(BCD-348W/HT),让冰箱行业进入网络时代。网络冰箱通过网络接口与家用电脑串联起来，通过电脑连接到因特网，这时维修效劳中心远程计算机就能对冰箱进行检测、诊断，及时优化运行参数，排解运行故障，让冰箱时刻处于最正确运行状态，同时还可

7、享受制订食谱、烹饪指导、网上购物等先进功能。箱产业格局却愈加清楚：以新飞为中心的中原产业群，以海尔、海信为中心的环渤海产业群，以美的为中心的珠三角产业群，以长虹为中心的西部产业群。目前，我国各大冰箱生产企业已经日趋成熟，冰箱是一个高度集中的产业。1.2.2电冰箱的开展趋势随着时代的开展，冰箱的广泛使用带来了一系列的问题：冰箱制冷工质散逸对臭氧层的破坏和温室效应的加剧，广泛普及导致电力消耗过大，寿命期满后处置不当带来的环境污染与资源浪费等等，加之人们对家用电冰箱在智能化，舒适化方面的要求提高，这些都要求在冰箱生产中药使用一系列新技术和新工艺加以改良等。(1)节能方面当前冰箱行业的热点话题非“节能

8、”莫属。冷系统各个环节采据调查，目前市场上节能冰箱除了传统的加厚保温层技术外，主要采用变频技术、真空绝热技术和多循环制冷系统技术等来提高产品的节能性能。中国节能产品认证中心曾对变频冰箱作过严格的检测，不仅向消费者推荐变频冰箱在节能上的优势，并指出变频冰箱在降低产品噪音以及保鲜上也有很大的突破。变频技术的优势不仅得到了冰箱生产厂家的认可和应用，在其他家电产品上也颇受欢送，变频空调、变频洗衣机、变频微波炉已越来越多地走近老百姓的生活。(2)环保方面在人们的意识中，冰箱的环保仍然局限在制冷剂以一面，但冰箱运行中的噪声和冰箱寿命完毕之后的回收利用都应归结到“大环保”概念中来。制冷剂是制冷循环中工作的介

9、质，可以比较为电冰箱的“血液”。在蒸气压缩式循环中，利用制冷剂的相变传递热量。即制冷剂在蒸发过程中吸收冰箱中的热量，然后再至冷凝器向外放出热量，以维持冰箱内的低温。制冷剂开展史的第一阶段，氨被作为主要工质。2直冷式BCD208双门双温电冰箱的设计2.1设计总体布置电冰箱的总体布置是电冰箱设计的一个正要环节，必须全面的考虑这个问题，本次设计的总体布置是以国家标准GB8059.1-3-87为依据。现根据所提出的任务给出如下设计条件：(1)使用环境条件：冰箱周围环境温度J=32C,相对湿度=75%5%;(2)箱内温度：冷冻室不高于-18,冷藏室平均温度=5；(3)箱内有效容积：总容积为2081.,其

10、中冷冻室为661.,冷藏室为1421.；(4)制冷系统为单级蒸汽压缩式制冷系统冷却方式采用直冷式，冷冻室蒸发器采用板管式，冷藏室蒸发器采用单脊翅片式，冷凝器采用丝管式冷凝器，采用毛细管作为节流元件。不设置水蒸发加热器。(5)箱体结构：外形尺寸为545t三7x545三ix1400三?(宽X深X高)。绝缘层用聚氨酯发泡，其厚度根据理论计算和冰箱厂的实践经验选取，其值如下表2-1所示，冰箱结构图见图2-1。本次设计选用R134a作为制冷剂，因此在总体布置时需注意以下两个方面：1)润滑油：制冷工质M3而其化学结构中无氯原子，与矿物质油难以互溶，前几年曾选用聚烯燃甘醇(PAG)油作为其润滑油，虽然解决了

11、互溶性的问题，但由于聚烯烧甘醇润滑性不好，致使摩擦力增加，造成压缩机的CoP下降。2)枯燥过滤器：采用R34a作为制冷剂要取得好的效果，枯燥过滤器需要重新选择。因为聚酯类润滑油更容易吸水，故枯燥过滤器内分子筛的重量不原来的增加20%左右，本次设计选用X7型枯燥过滤器替代原”5型枯燥过滤器。2.2电冰箱系统计算2.2.1 、电冰箱的热负荷计算电冰箱的热负荷在冰箱设计中是一个重要的参数，它与冰箱的箱体结构、冰箱的内容积、绝缘层的厚度和绝缘材料的优劣等因素有关。热负荷包括：箱体漏热量2、开门漏热量02、贮物漏热量和其他漏热量0。即：Q=QI+Q2+Q3+Q4在冰箱的设计计算中，冷冻室与冷藏室分开计算

12、。(1)冷冻室热负荷Q/冷冻室箱体漏热量。M因为通过结构形成热桥的漏热量不用计算，所以冷冻室漏热量只包括箱体隔热层漏热量R和通过箱门与门封条漏热量且两局部。箱体隔热层漏热量箱体隔热层漏热量按下式计算：式中A一箱体外外表，单位为肝。传热系数K(单位为W()为：式中巴一箱体外空气对箱体外外表的外表传热系数，单位为W(11fk)；C一内箱壁面对箱内空气的外表传热系数，单位为W(11rk):一隔热层厚度，单位为m；入一隔热材料的热导率，单位为W(mK).计算时箱外空气对箱体外外表的外表传热系数取11.3W(),箱内壁外表对箱内空气的外表传热系数取1.16W(),隔热层材料的热导率入取O.03W(力K)

13、。各传热外表的传热量计算见下表：2-1各传热外表的传热箱面顶面侧面反面门体底面面积Am10.2620.3590.1790.1790.252传热系数KW(m2k)0.3760.3330.2990.3330.322传热温差/C505061.25050传热量Q/W4.9265.983.2752.984.218箱体隔热层漏热量为以上各箱面传热量的总和：通过箱门与门封条漏热量。,，因此冷冻室箱体漏热量为冷冻室开门漏热量。2八电冰箱冷冻室内容积取0.045,开门次数为每小时一次,空气的比体积取0.9/依，进入箱内空气到达规定温度是的降温比燧差AZz值如下式：冷冻室开门漏热量为:贮物Qd热量：计算时水的初始

14、温度乙取25。，实冰的温度4取2,水的比热容c=4.2O(依。)，冰的熔化热y=333Hg,冰的比热容Cz,=2.1OGOC),水的质Sw=660.(X)5=0.33Zg。3K么式中c、Cbxr一水的比热容、冰的比热容、水的溶化热。因其他热量不计，那么冷冻室热负荷为Qd=QId+Q2d+Q3d=(24.586+1.786+20.25)W=56.622W(2)冷藏室热负荷Q1.冷藏室箱体漏热量QlC箱体隔热层漏热量Q-如同冷冻室一样计算，即=llW(M),a2=1.0W(团2.心,2=().()3卬/(m.2),各传热面的传热量计算如下：箱面计算值顶面侧面反面门体底面面积Am20.3521,16

15、10.5810.5810.352传热系数K(W(m2.k)0.3070.4010.3540.3160.401传热温差/C-232738.22727传热量Q/W-2.48512.577.8564.9573.811表2-2各传热面的传热那么箱体隔热漏热量为：-2.485+12.57+7.856+4.957+3.811=26.709W通过箱门与门封条漏热量Qb,冷藏室开门漏热量Q2C：电冰箱冷藏室内容积Va取0.132/,开门次数为每小时二次，空气的比体积为0.9m7kg,进入箱内空气到达规定温度时的降温降湿比焙差h值为：冷藏室开门漏热量为：贮物热量Q3c:冷藏室贮物热量同冷冻室计算方法相同，计算时水的质量m=1500.005kg=0.75kg,其余参数与冷冻室计算相同。储物热量。3氏计算时水的质量机K=I32x0.005Zg=O.66Zg,其余参数与冷冻室计算样。冷藏室热负荷为电冰箱的总热负荷为2.2.2 箱体外外表凝露校核箱体外外表凝露校核也分冷冻室和冷藏室进行。