风冷冰箱换热器布局与间室关系的探究.pdf
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1、技术创新/日用电器风冷冰箱换热器布局与间室关系的探究Exploration on the Relationship Between Heat Exchanger Layout andChamber of Air-Cooled Refrigerator李清松(长虹美菱股份有限公司刘全义陈开松合肥230601)摘要:通常风冷冰箱冷冻间室内蒸发器需要周期性除霜,除霜过程冷冻间室内的空气温度大幅度回升,温度冲击大,严重影响冷冻食材保鲜效果。本文结合CFD仿真计算和试验验证方法探索风冷冰箱翅片蒸发器不同布局方式与冷冻间室温度冲击关系。分析得出后置式蒸发器对冷冻间室温度冲击最大,化霜温升高达2 0,顶置式
2、与底置式蒸发器布局方式对冷冻间室温度冲击相对较小,化霜后冷冻间室最高温度控制在-6 以下,食材保鲜效果好。关键词:温度冲击;化霜温升;蒸发器Abstract:Usually,the evaporator in the freezing room of air-cooled refrigerator needs periodic defrosting.In theprocess of defrosting,the air temperature in the freezing room rises greatly,and the temperature impact is large,which
3、seriously affects the preservation effect of frozen food materials.This paper combines CFD simulation calculation methodand explores the temperature impact relationship between the simulation calculation and test verification method.Theanalysis shows that the rear evaporator has the largest impact o
4、n the temperature of the frozen chamber,the temperatureof the defrosting reaches 20 ,the overhead and bottom evaporator layout has a relatively small impact on thetemperature of the frozen chamber,and the highest temperature of the frozen chamber is controlled below-6 C,and thepreservation effect of
5、 food materials is good.Key words:temperature shock;defrosting temperature rise;evaporator引言风冷冰箱由于具有自动除霜等优点,得到了快速发展和普及。随着风冷冰箱翅片蒸发器表面霜层逐步增加,蒸发器热阻逐步增大,换热效率逐步降低,因此风冷冰箱需要周期性自动除霜。通常风冷冰箱主要采用电加热方式对蒸发器表面进行除霜,如常规的后背式蒸发器风冷冰箱,有文献研究得出,除霜加热器热量仅有(152 0)%被有效利用,剩余的热量被结构部件、制冷剂和间室内冷空气吸收(2,因此风冷冰箱冷冻间室化霜温升冲击大,严重降低食材保鲜。随
6、着科技进步和技术实现方案差异化,风冷冰箱翅片蒸发器布局方式由传统的后背式逐步发展为以后背式蒸发器为主,顶置式蒸发器和底置式蒸发器共存的局面,根据产品特点,选择更适合的布局方式。但是无论哪种蒸发器布局方式,其除霜过程都会对冷冻室温度冲击。本文从化霜过程冷冻室温升角度分析和验证后背式、顶2023年8 月/Aug.202351技术创新/Technology and Innovation置式和底置式蒸发器布局方式与冷冻间室温升的关系。1风冷冰箱化霜阶段冷冻间室温度冲击主要影响因素冰箱理想的温度如冷藏室维持4,冷冻室维持恒温-18,温度无波动,理论上保鲜效果最好。参见图1所示,实际上冰箱压缩机周期性开停
7、,各间室温度在一定可控范围内波动,尤其风冷冰箱在除霜阶段冷冻室温度冲击最大,较大的温度波动直接导致肉类食品营养流失多,缩短保鲜周期。影响风冷冰箱除霜阶段冷冻室温度冲击因素很多,包括箱体发泡层的保温、门封条的密封、冰箱的控制逻辑和蒸发器除霜系统等,其中蒸发器除霜系统即蒸发器、风道和加热器布局方式对冷冻间室温度波动影响最大。普通冰箱温度波动曲线15100-5-10-15-20冷冻风扇蒸发器冷冻室温度波动曲线一冷藏室温度波动曲线25651176610211276153117892041时间/min图1普通风冷冰箱冷藏冷冻间室温度波动和冲击蒸发器冷冻风扇2风冷冰箱不同蒸发器布局方式对冷冻间室温度冲击影
8、响2.1风冷冰箱不同蒸发器布局方式根据蒸发器不同的放置位置,常见的布局方式可分为后置式、顶置式以及底置式。参见图3所示,后置式为蒸发器和制冷风扇设置在冷冻间室后背,且制冷风扇设置在蒸发器上部。参见图2 所示,顶置式为蒸发器和制冷风扇设置在冷冻间室顶部,制冷风扇设置在蒸发器后端,底置式为蒸发器和制冷风扇设置在冷冻间室底部,制冷风扇设置在蒸发器后端。目前行业内应用最广泛、最成熟为后置式蒸发器布局方式,为降低化霜温度冲击,分别设计了风机遮蔽和顶置蓄冷模块。参见图3所示,后置式蒸发器设置风机遮蔽功能,化霜阶段风机出风口关闭,切断蒸发器室内热空气进入冷冻室内,减少冷冻室温升;后置式蒸发器设置顶置蓄冷模块
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