冰箱制冷系統(tǒng)的基本工作過程如下:壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣,并將它壓縮成高溫高壓的氣體,送往冷凝器,在冷凝壓力下等壓冷卻并冷凝成高壓中溫的液體,然后經(jīng)過干燥過濾器:在干燥過濾器中去除制冷劑中的水分、雜質(zhì)后,流過毛細(xì)管:離開毛細(xì)管后,制冷劑以低溫低壓的兩相混合物形式進(jìn)入蒸發(fā)器,混合物中的液體在蒸發(fā)器中蒸發(fā)后經(jīng)低壓吸氣管返回壓縮機(jī),完成一個制冷循環(huán)。
(1)直冷式單循環(huán)冰箱循環(huán)流程圖11~3所示為直冷雙門單循環(huán)冰箱典型制冷系統(tǒng)。
冷凍室和冷藏室分別裝有一個蒸發(fā)器。冷凍室蒸發(fā)器為管板式,并加工成矩形,以存放凍結(jié)食品。冷藏室蒸發(fā)器裝在冷藏室上方或后側(cè)內(nèi)壁上部,靠空氣自然對流實現(xiàn)冷藏室的降溫。兩個蒸發(fā)器的管路為串聯(lián),壓縮機(jī)排氣先經(jīng)過副冷凝器冷卻,然后在主冷凝器中凝結(jié),凝結(jié)液體流經(jīng)箱門防露管,防止冰箱門凍結(jié),然后經(jīng)干燥過濾器、節(jié)流毛細(xì)管節(jié)流后,先進(jìn)冷凍室蒸發(fā)器,再進(jìn)冷藏室蒸發(fā)器,汽化吸熱后,返回壓縮機(jī)。因制冷劑的吸熱汽化是在同一蒸發(fā)壓力下進(jìn)行,為保證冷凍室的低溫,其蒸發(fā)壓力應(yīng)滿足冷凍室的工況要求。這樣的連接方法有利于低壓氣體過熱,且能有效地避免液擊。這種方法的缺點是由于一般情況下冷凍室蒸發(fā)器的熱負(fù)荷比冷藏室熱負(fù)荷大得多,一旦冷凍室的熱負(fù)荷變大,就有可能使流人后面冷藏室蒸發(fā)器的制冷劑全部為蒸氣,在冷藏室蒸發(fā)器內(nèi)不再有蒸發(fā)過程,冷藏室溫度升高。因此,冷凍室與冷藏室的溫度調(diào)節(jié),需要通過兩室蒸發(fā)器換熱面積的合理分配來實現(xiàn)。
設(shè)計冰箱時應(yīng)考慮到冷凍室蒸發(fā)器與冷藏室蒸發(fā)器的傳熱溫差是截然不同的。根據(jù)設(shè)計要求,冷凍室與冷藏室要分別保持各自的室內(nèi)溫度。這兩個溫度相差10℃以上,而在這兩臺蒸發(fā)器中制冷劑的蒸發(fā)溫度幾乎相等(低于冷凍室所要求的最低溫度)。這就要求根據(jù)兩室各自的溫差及熱負(fù)荷,求取兩臺蒸發(fā)器的傳熱面積。
(2)直冷式雙循環(huán)冰箱循環(huán)流程圖11一4為一種直冷雙門、具有雙循環(huán)的電冰箱制冷系
統(tǒng)。這類系統(tǒng)常用于較大容積的電冰箱,它既可以滿足大容積電冰箱制冷量大的要求,又可以較好地調(diào)節(jié)冷凍室與冷藏室的工況要求并節(jié)能。該系統(tǒng)設(shè)有兩根節(jié)流毛細(xì)管,增設(shè)一個二位三通電磁閥(如DCF電磁閥)。從冷凝器,過濾干燥器來的制冷劑,通過電磁閥的轉(zhuǎn)向作用,可以使制冷劑經(jīng)節(jié)流毛細(xì)管1山,先流人冷藏室蒸發(fā)器,再流入冷凍室蒸發(fā)器,或制冷劑經(jīng)節(jié)流毛細(xì)管10,直接進(jìn)入冷凍室蒸發(fā)器,再返回壓縮機(jī)。
該系統(tǒng)設(shè)有兩個溫度控制器T,、T,分別用于啟閉二位三通電磁閥9和起停壓縮機(jī)1。
制冷開始,電磁閥的線圈不通電,這時由過濾干燥器2來的制冷劑通過電磁閥、b通路及節(jié)流毛細(xì)管11,先進(jìn)入冷藏室蒸發(fā)器6,再進(jìn)人冷凍室蒸發(fā)器7,然后返回壓縮機(jī):當(dāng)達(dá)到冷藏室的給定溫度(如3.5℃)時,溫控器T1動作,接通電磁閥9的線圈電路,電磁閥開啟通路ae,同時關(guān)閉通路b,制冷劑通過節(jié)流毛細(xì)管10進(jìn)人冷凍室蒸發(fā)器7,使冷凍室較快降溫。冷凍室溫度下降到控制溫度(如一18℃)后,溫控器T,動作,關(guān)閉壓縮機(jī),停止制冷。這種控制系統(tǒng)技術(shù)合理,縮短了壓縮機(jī)運行時間,實現(xiàn)電冰箱的經(jīng)濟(jì)運行。
國內(nèi)有些雙門直冷式電冰箱,為改善電冰箱冷藏室的制冷性能,在冷藏室內(nèi)壁,溫度控制器感溫包附近,增設(shè)一根小功率(3一5W)電熱絲。壓縮機(jī)停止工作后,電熱絲通電,使感溫包在一定的時間內(nèi)溫度升至3.5一5℃,既保證了冷藏室0℃以上溫度和冷凍室的給定低溫范圍,又使冷藏室內(nèi)壁蒸發(fā)器表面的霜層及時融化,保持蒸發(fā)器良好的換熱。近來有些電冰箱生產(chǎn)廠家通過數(shù)字技術(shù)自動感應(yīng),在冬季低溫環(huán)境下實現(xiàn)同步低溫補(bǔ)償,無須手動調(diào)節(jié),實現(xiàn)自動低溫起動運行。
(3)雙門風(fēng)冷(無霜)式電冰箱制冷系統(tǒng)雙門風(fēng)冷式電冰箱的箱內(nèi)空氣為強(qiáng)制對流循環(huán),蒸發(fā)器換熱效率較高,箱內(nèi)降溫速度快,溫度分布較均勻,但食品干耗比直冷式電冰箱大,而且增加了風(fēng)機(jī)的能耗。圖11一4所示為一臺雙門風(fēng)冷式電冰箱制冷原理圖。該系統(tǒng)設(shè)有翅片管式蒸發(fā)器4,并與一臺小風(fēng)機(jī)組成一個吹風(fēng)冷卻系統(tǒng),再加上箱內(nèi)結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計,并通過風(fēng)門式溫度控制器2調(diào)節(jié)冷風(fēng)循環(huán),實現(xiàn)電冰箱冷藏室和冷凍室的降溫。蒸發(fā)器一般裝在箱體后面隔熱結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè),也可裝在冷藏室和冷凍室之間。
雙門風(fēng)冷式電冰箱設(shè)有兩個溫度控制器,實現(xiàn)冷凍室和冷藏室的溫度獨立控制和調(diào)節(jié)。冷凍室溫度控制器根據(jù)冷凍室給定溫度值控制壓縮機(jī)的起動、停止。雙門風(fēng)冷式電冰箱冷藏室采用風(fēng)門式溫度控制器,控制進(jìn)入冷藏室的冷風(fēng)進(jìn)口風(fēng)門開度,調(diào)節(jié)冷風(fēng)量,冷藏室溫度升高時,風(fēng)門開大,反之則關(guān)小,以此控制冷藏室的溫度。風(fēng)門的動作靠溫度控制器或感溫管、膜盒、波紋管等組成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)操縱,溫度變化時,波紋管或膜盒發(fā)生伸縮,通過傳動機(jī)構(gòu)改變風(fēng)門
開度。
雙門風(fēng)冷式電冰箱采用兩個溫度控制器控制箱內(nèi)溫度,可取得較理想的溫度控制效果。
但有時為簡化結(jié)構(gòu),也可采用一個溫度控制器控制冷凍室溫度,并控制壓縮機(jī)起動、停止,而冷藏室采用手動風(fēng)門來控制溫度,在氣溫比較穩(wěn)定時,這時控制一般可滿足使用要求,雙門風(fēng)冷式電冰箱風(fēng)機(jī)一骰與壓縮機(jī)同步運行,但當(dāng)開啟箱門時,風(fēng)機(jī)也停止工作,以減少冷量損失。另外,鑒于風(fēng)冷的需要,該類電冰箱均配有自動或半自動融霜系統(tǒng)和排水管系統(tǒng),以保持電冰箱蒸發(fā)器良好的換熱性能。