浅析冰柜设计

2014-12-02高鹏

山东工业技术 2014年19期

高鹏

（松下冷链（大连）有限公司,辽宁大连 116000）

0 引言

随着经济的不断发展，人们对于食品的需求量越来越大，那么食物如何更好的保鲜成为要解决的问题。冰箱是人们生活中进行食物冷藏保鲜的最高电器，既可以冷藏也可以冷冻。除了家用冰箱，还有商场中的多是卧式双箱冷柜，不论从容量还是冷藏条件都是符合商场使用要求的，但是一直存在的问题就是，商用的冰柜电能消耗量大，不利于节能减排的发展要求，因此，在进行冰柜设计前，出发点要控制能耗，并且还要满足使用要求，全面的掌握结构特点进行设计。

1 模型设计

1.1 结构设计

传统设计的冷藏室和冷冻室的保温层厚度是一样的，这样也符合审美以及视觉舒适度，有些厂家将冷藏室的发泡层厚度加厚，为了降低电量，但是冷藏室的容积相对就小，储存的食物较少，影响使用率，但是如果发泡层设计薄的话，对于电能的耗量又是很大的，解决二者之间的矛盾，既让发泡层厚度减少，同时还能提升储存空间，那么就要从改变冰柜的结构入手，改变发泡层厚度和冷冻室之间不同热符合的配置，冰柜百分之七十以上的负荷都是由冷冻室热负荷占据的，因此，从经济性的角度出发，设计合理厚度的保温层，在结合行业需要，泡发层的厚度设计为八十毫米最好。

1.2 箱体热负荷设计

在设计箱体的热负荷时，一定要达到贮藏的冷冻、贮藏温度的制冷量，包括箱体漏量可以这样设计：开门漏热量Q1、贮物热量Q2和其他热量Q3。

箱体的漏热量包括通过隔热层的漏热量Qa，通过箱门和门封条的漏热量Qb，箱体隔热层的漏热量可以利用传热学公式Q=KAΔT计算得到，其中，K=1/（1/α1+δ/λ+1/α2）,本文α1为箱内空气表面传热系数，取0.9W/（m2·K）；α2为箱体外表面传热系数，取7.55W/（m2·K），δ为各个面的发泡层厚度，λ是发泡层的导热系数，按实测0.0228W/（m2·K）计算。

1.3 压缩机设计

整个制冷系统的核心部件就是压缩机，它要为冷柜每个储藏空间提空制冷量。进行压缩机的设计时，要同时考虑系统总符合和质量系统的工艺要求，还有压缩机的能耗，从而确定压缩机结构的设计。压缩机设计与冰柜的成本、能耗、制冷性能和使用寿命有着很大的联系。设计压缩机的工作时间系数是重要的环节，时间太长或是太短都不好，太长会师压缩机在较低的蒸发温度下，工作效率低且能耗大，工作时间系数太短，那么启动的频率就会增加，造成能耗的浪费，因此，在满足冰柜最大热负荷的要求前提下，选择小型号的压缩机是最好的，本文选用的压缩机的制冷量为120 W ,COP值为1.65。

1.4 燕发器设计

卧式双箱冷柜采用的是规格为7. 8 x 0. 6mm盘圈式邦迪管蒸发器，设计长度要满足冷藏室与冷冻室要求，设计受到生产工艺的限制，生产的卧式双箱冷柜的冷藏燕发器的长度通常是绕冷藏内胆3/4圈。这也是为了满足冷藏蒸发器释放的冷量可以满足容积的需要。

2 模具设计

2.1 抽芯机构

图1 典型抽芯机构

2.2 翻转机构

（1）真空吸塑设备的类型。按照密封箱表面和成型分为成型面高于密封表面（如图2所示）和成型面和密封表面基本上在同一平面（如图3所示）。

图2 真空吸塑成型面高于密封表面

图3 真空吸塑成型面与密封表面平齐

图4 翻转机构

（2）翻转机构的类型及适用范围。翻转机的结构有如图4所示这一种，内外结构都比较复杂，外翻条采用T型铰链,内翻条采用穿轴翻转,四角小镶块穿翻转轴。进行设计，外部结构可以设计为可拆卸的，方便维修。图2为第二种翻转机的结构图，只适用于第1类真空吸塑机,这种结构使用和维修都很方便，操作快捷。图3为第三种翻转机结构，适用于第1、2类真空吸塑机,这种结构对于材料的利用率很高，但是维修和装配起来不是很方便。

（3）自重复位支点选择要求采用内外反转条，不过这样的设计要求要高，不仅要减小翻转力，同时内胆密封槽不能被拉变形。要求在抽真空后冷却时,能克服内胆产品因收缩而产生的翻转力,保证密封槽尺寸。

3 程序设计

实现冰柜的结构设计，要利用Vs编程语言软件进行设计。

（1）冷冻最大容积的设计要确定全部用于冷冻室的制冷量、容积、冷冻内胆的最大长度，冷藏最优发泡层的设计初始假设值就是冷冻内胆允许的最大长度，计算的结构通过相关软件进行，并且通过计算发现120 W冷t压缩机，所对应的冷冻最大容积为186. 65 L，冷冻内胆最大长度为750mm。

（2）冷藏发泡层厚度确定。根据相关的负荷规定，冷藏箱与冷冻箱负荷要小于120w，冷藏容积量要满足冷量的要求，冷冻室按照零下十八摄氏度计算，冷藏室按照零下三度计算，经过软件的计算，最后确定冷藏泡发层的厚度为69㎜，冷冻和冷藏的总容积为冷藏容积210.81L，分别为冷冻容积为158.43L，冷藏容积为52.47L，总容积为冷冻胆长度为640㎜。