電冰箱制冷、循環(huán)控制系統(tǒng)分析論文

1、目錄摘要2關(guān)鍵詞2前言31制冷系統(tǒng)的組成32制冷系統(tǒng)的工作原理43制冷循環(huán)的主要部件531制冷壓縮機(jī)532蒸發(fā)器533冷凝器534干燥過濾器535毛細(xì)管65結(jié)語6參考文獻(xiàn)：6電冰箱制冷、循環(huán)控制系統(tǒng)分析作者：李德勝 指導(dǎo)老師：王曉暄摘要: 電冰箱已成為最普遍的家用電器之一，它以消耗電能的方式制冷，使箱內(nèi)保持低溫，用于儲藏食物的具有適當(dāng)容積和機(jī)構(gòu)裝置的絕熱箱體。本文從信息流的角度，從電冰箱制冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了電冰箱的制冷系統(tǒng)工作原理。關(guān)鍵詞: 電冰箱、制冷系統(tǒng)、循環(huán)控制系統(tǒng)、信息流前言 近些年來機(jī)電一體化技術(shù)革新迅速，發(fā)展迅猛使電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應(yīng)用。再加上計(jì)算機(jī)

2、技術(shù)的不斷成熟，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展?，F(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密結(jié)合的一項(xiàng)技術(shù)，它的發(fā)展使冷冰冰的機(jī)器有了人性化、 智能化。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步及人們生活水平的提高，電冰箱已成為不可缺少的生活必需品。世界電冰箱產(chǎn)量約80x 10“臺/年，其中apec國家達(dá)45 x 10臺/年。近10年來，我國電冰箱產(chǎn)量呈迅猛增長之勢。1制冷系統(tǒng)的組成壓縮式電冰箱的制冷系統(tǒng)是電冰箱的重要組成部分，它主要由壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過濾器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器等組成各部件之間用管道連接起來，形成一個(gè)封閉系統(tǒng)，其內(nèi)充人適量的制冷劑，通常蒸發(fā)器裝在箱體內(nèi)部，冷凝器裝在箱體外部壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的“心臟”，

3、它將制冷劑蒸氣的壓力和溫度提高，在系統(tǒng)中建立壓力差，促使制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)；冷凝器使制冷劑蒸氣放熱而冷凝成液體；干燥過濾器濾除制冷劑中的水分和雜質(zhì)，防止毛細(xì)管堵塞；毛細(xì)管是限制制冷劑的液體流量，配合壓縮機(jī)使系統(tǒng)形成高壓區(qū)和低壓區(qū)，達(dá)到降壓降溫作用；蒸發(fā)器使液態(tài)制冷劑吸熱氣化，達(dá)到冷藏冷凍食品的目的。圖1為普通電冰箱經(jīng)常采用的單路循環(huán)制冷系統(tǒng)，僅具有單一的一套運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。一般冷藏室溫度靠機(jī)械溫控調(diào)節(jié)，而冷凍室溫度則據(jù)系統(tǒng)的匹配隨冷藏室溫控器的檔位及環(huán)境溫度變化而變化，無法單獨(dú)受控。圖2為l-m循環(huán)系統(tǒng)圖。是lorenz和meutzner提出的用于冷凍、冷藏箱的循環(huán)，應(yīng)用非共沸混合工質(zhì)的蒸發(fā)過程

4、中，由于各組分的相變溫度不同而使整個(gè)混合物的飽和溫度不斷變化，從a導(dǎo)致溫度滑移效應(yīng)，據(jù)所需溫度滑移溫差大小，適當(dāng)選擇混合工質(zhì)以滿足不同溫度的冷量供應(yīng)。從圖中可知，節(jié)流后的制冷工質(zhì)先進(jìn)人冷凍室蒸發(fā)器，再進(jìn)入冷藏室蒸發(fā)器，在兩個(gè)蒸發(fā)器之間引入了一個(gè)中間熱交換器，利用非共沸混合工質(zhì)所特有的溫度滑移效應(yīng)，使其在低溫蒸發(fā)器中部分蒸發(fā)，再進(jìn)入中間換熱器，一方面進(jìn)一步降低節(jié)流閥前工質(zhì)溫度，另一方面提高高溫蒸發(fā)器前工質(zhì)的進(jìn)口溫度，以彌補(bǔ)非共沸混合工質(zhì)滑移溫差較小的不足，從而減小t高溫蒸發(fā)器的傳熱溫差，降低了火用損失，提高了系統(tǒng)的cop值。圖3示系統(tǒng)，可據(jù)冷藏或冷凍室對制冷量的不同需求，通過電磁閥控制分配流向冷

5、藏室或冷凍寵的循環(huán)制冷劑，冷凍室和冷藏室溫度分別可以由溫控器獨(dú)立控制。圖4示系統(tǒng)為冷藏蒸發(fā)器與冷凍蒸發(fā)器并列制冷，相互n不受影響。冷藏蒸發(fā)器和冷凍蒸發(fā)器分別受兩室的溫度控制，兩室的制冷是輪流進(jìn)行，當(dāng)冷藏室要求制冷時(shí)，三通電磁閥會(huì)接通冷藏室蒸發(fā)器，使制冷系統(tǒng)只對冷藏室制冷，當(dāng)溫度達(dá)到要求后，會(huì)自動(dòng)停止冷藏室制冷;當(dāng)冷凍室要求制冷時(shí)，三通電磁閥會(huì)接通冷凍室蒸發(fā)器，制冷系統(tǒng)只對冷凍室制冷。由于兩室的制冷過程互不關(guān)聯(lián)，因此兩r的溫度也相互不影響，從而保證兩室的溫度相對穩(wěn)定，也由于兩室的制冷相對獨(dú)立，可以分別作不同的溫度調(diào)節(jié)或停止制冷運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可以實(shí)現(xiàn)對各種使用環(huán)境和溫度環(huán)境的適應(yīng)要求。2制冷系統(tǒng)的工作

6、原理制冷系統(tǒng)的工作過程如下：壓縮機(jī)吸入從蒸發(fā)器出來的低壓低溫制冷劑蒸氣，并將其壓縮成高溫高壓制冷劑后送人冷凝器中在冷凝器中制冷劑蒸氣將大量的熱量散發(fā)給箱外的空氣而冷凝成液態(tài)，成為高壓液態(tài)制冷劑，然后通過干燥過濾器將制冷劑中的水分和雜質(zhì)濾除，再送入毛細(xì)管毛細(xì)管非常細(xì)，通道狹小，阻力極大，因此對制冷劑液體起到降壓節(jié)流作用，使制冷劑液體壓力明顯降低，蒸氣溫度也隨之降低，有極少部分制冷液體氣化，制冷劑成為低溫低壓氣液混凝狀態(tài)，由毛細(xì)管進(jìn)入蒸發(fā)器后，由于體積突然加大，制冷壓力驟然降低，制冷劑迅速蒸發(fā)，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，在蒸發(fā)過程中制冷劑要從箱內(nèi)的食物中吸收大量的熱量，對食物起到冷卻作用然后在蒸發(fā)器中蒸發(fā)后

7、的低壓低溫氣態(tài)制冷劑再被壓縮機(jī)吸人進(jìn)行壓縮，再經(jīng)冷凝器、干燥過濾器、毛細(xì)管而進(jìn)入蒸發(fā)器制冷劑在封閉的制冷系統(tǒng)中如此循環(huán)往復(fù)，不斷吸收食物的熱量并排到箱體外的空氣中，直到箱內(nèi)的溫度達(dá)到所要求的預(yù)定溫度為此。整個(gè)控制過程都是信息的收集、處理與反饋的過程，是信息流的暢通才保證了整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3制冷循環(huán)的主要部件壓縮式冷凍機(jī)系統(tǒng)的主要部件有壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過濾器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器等31制冷壓縮機(jī)制冷壓縮機(jī)的功能是壓縮制冷劑蒸汽，迫使制冷劑在制冷系統(tǒng)中冷凝、膨脹、蒸發(fā)和壓縮，周期性地不斷循環(huán)，起到壓縮和輸送制冷劑的作用，并迫使制冷劑獲得壓縮功制冷壓縮機(jī)由壓縮機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩部分組成壓縮機(jī)按

8、工作原理分為容積型壓縮機(jī)和速度型壓縮機(jī)容積型壓縮機(jī)又分為往復(fù)活塞式、旋轉(zhuǎn)活塞式兩種旋轉(zhuǎn)活塞式又可分為螺桿式、滑片式、刮片式速度型壓縮機(jī)有離心式等其中應(yīng)用廣泛的是容積型活塞式壓縮機(jī)制冷壓縮機(jī)中的單相電動(dòng)機(jī)采用單相交流電源作為動(dòng)力由于單相交流電是1個(gè)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的電流，它所產(chǎn)生的磁場是1個(gè)脈動(dòng)的磁場因此單相電動(dòng)機(jī)無法獲得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為了使單相電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，一般采用在主繞組之外再增加1個(gè)啟動(dòng)繞組的方法，即在定子上裝有兩個(gè)繞組：1個(gè)是主繞組或稱為運(yùn)行繞組，另1個(gè)是副繞組或稱為啟動(dòng)繞組這兩個(gè)繞組并聯(lián)由于運(yùn)行繞組的線徑粗、匝數(shù)多、電阻小；而啟動(dòng)繞組的線徑細(xì)、匝數(shù)少、電阻大，因此這兩個(gè)繞組的電感、阻抗不一

9、樣通電以后，因?yàn)檫\(yùn)行繞組電感、阻抗很大，它與啟動(dòng)繞組的電流形成相位差也就是說，電阻大、電抗小的啟動(dòng)繞組的電流比相鄰的運(yùn)行繞組的電流超前達(dá)到最大值，兩繞組之間的電流有2的相位差。因而電流也就產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，電動(dòng)機(jī)也跟著旋轉(zhuǎn)磁場沿同1個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。一旦電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣性和異步的關(guān)系，啟動(dòng)繞組被切斷，則運(yùn)行繞組繼續(xù)維持電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。32蒸發(fā)器(1)蒸發(fā)器的作用蒸發(fā)器是電冰箱的主要換熱裝置低溫低壓制冷劑液體在其內(nèi)蒸發(fā)變?yōu)檎羝?，吸收被冷卻物質(zhì)的熱量，使物質(zhì)溫度下降，達(dá)到冷凍、冷藏食品的目的蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的蒸發(fā)溫度越低，被冷卻物的溫度也越低在電冰箱中一般制冷劑的蒸發(fā)溫度調(diào)整在-2o-26(2)蒸

10、發(fā)器的結(jié)構(gòu)蒸發(fā)器分為冷卻液體的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器在冷卻空氣的蒸發(fā)器中又分為自然對流和強(qiáng)制對流兩種形式。33冷凝器冷凝器又稱散熱器，它的任務(wù)是將壓縮機(jī)排出的高溫高壓蒸汽，在通過冷凝器時(shí)放出熱量成為液態(tài)制冷劑，同時(shí)將放出的熱量傳遞給周圍的低溫介質(zhì)，從而完成熱交換冷凝器按冷卻方式可分為水冷卻式、空氣冷卻式及蒸發(fā)式3種家用電冰箱的冷凝器一般都是空氣冷卻式的有的靠自然對流冷卻、有的靠風(fēng)扇吹風(fēng)強(qiáng)制通風(fēng)冷卻自然冷卻式冷凝器又分為百葉窗式、鋼絲式、板式冷凝器和內(nèi)藏式冷凝器強(qiáng)制通風(fēng)冷凝器是采用翅片盤管式。34干燥過濾器干燥過濾器由干燥器和過濾器兩部分組成其作用是濾出制冷劑中的雜質(zhì)，如金屬屑、塵砂等并清除制

11、冷系統(tǒng)中的殘留水分，防止發(fā)生“臟堵”和“冰堵”過濾器是以直徑1416mm、長度為100150mlil的鋼管或紫銅管為外殼，兩端裝有金屬濾網(wǎng)，兩網(wǎng)之間裝入干燥劑而制成的干燥過濾器一般裝在冷凝器與節(jié)流裝置之間的液體管路上作為干燥劑，目前多采用硅膠和分子篩，它們以物理吸附的形式吸水后不生成有害物質(zhì)，可以加熱再生。35毛細(xì)管毛細(xì)管是電冰箱制冷系統(tǒng)中的節(jié)流降壓部件，安裝在冷凝器和蒸發(fā)器之間，它把從冷凝器流出的高壓制冷劑液體減壓、節(jié)流后供給蒸發(fā)器當(dāng)電冰箱的熱負(fù)荷變化時(shí)，要求制冷能力也隨其變化，這個(gè)變化取決于供給蒸發(fā)器的制冷劑流量的大小，流量的大小則由節(jié)流元件來控制因此，節(jié)流元件對制冷系統(tǒng)性能影響很大節(jié)流元件的作用是：將高溫高壓液體制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，為制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰提供條件根據(jù)熱負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)制冷劑流量控制蒸發(fā)器出口處制冷劑蒸汽的過熱度制冷劑液體流過毛細(xì)管，相當(dāng)于高壓流體通過一個(gè)小孔，流體在小孔前的部分靜壓力將轉(zhuǎn)變?yōu)樾】缀蟮膭?dòng)壓力，流體通過小孔后流速急驟增加，摩擦阻力增大，靜壓力也隨其下降從而達(dá)到對流體的降壓、節(jié)流作用制冷設(shè)備中使用的毛細(xì)管為紫銅管，管的內(nèi)徑為0625mm毛細(xì)管的前、后兩端與管徑為512mm的粗管相連。5結(jié)語機(jī)電一體化技術(shù)會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步而飛速發(fā)展，而它的發(fā)展也必將給人們的生活帶來巨大的改變。參考文獻(xiàn)：1蔣治國現(xiàn)代家電原理與維修m北