淺析冰柜設(shè)計(jì)

高 鵬

（松下冷鏈（大連）有限公司,遼寧 大連 116000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于食品的需求量越來越大，那么食物如何更好的保鮮成為要解決的問題。冰箱是人們生活中進(jìn)行食物冷藏保鮮的最高電器，既可以冷藏也可以冷凍。除了家用冰箱，還有商場(chǎng)中的多是臥式雙箱冷柜，不論從容量還是冷藏條件都是符合商場(chǎng)使用要求的，但是一直存在的問題就是，商用的冰柜電能消耗量大，不利于節(jié)能減排的發(fā)展要求，因此，在進(jìn)行冰柜設(shè)計(jì)前，出發(fā)點(diǎn)要控制能耗，并且還要滿足使用要求，全面的掌握結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 模型設(shè)計(jì)

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的冷藏室和冷凍室的保溫層厚度是一樣的，這樣也符合審美以及視覺舒適度，有些廠家將冷藏室的發(fā)泡層厚度加厚，為了降低電量，但是冷藏室的容積相對(duì)就小，儲(chǔ)存的食物較少，影響使用率，但是如果發(fā)泡層設(shè)計(jì)薄的話，對(duì)于電能的耗量又是很大的，解決二者之間的矛盾，既讓發(fā)泡層厚度減少，同時(shí)還能提升儲(chǔ)存空間，那么就要從改變冰柜的結(jié)構(gòu)入手，改變發(fā)泡層厚度和冷凍室之間不同熱符合的配置，冰柜百分之七十以上的負(fù)荷都是由冷凍室熱負(fù)荷占據(jù)的，因此，從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)合理厚度的保溫層，在結(jié)合行業(yè)需要，泡發(fā)層的厚度設(shè)計(jì)為八十毫米最好。

1.2 箱體熱負(fù)荷設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)箱體的熱負(fù)荷時(shí)，一定要達(dá)到貯藏的冷凍、貯藏溫度的制冷量，包括箱體漏量可以這樣設(shè)計(jì)：開門漏熱量Q1、貯物熱量Q2和其他熱量Q3。

箱體的漏熱量包括通過隔熱層的漏熱量Qa，通過箱門和門封條的漏熱量Qb，箱體隔熱層的漏熱量可以利用傳熱學(xué)公式Q=KAΔT計(jì)算得到，其中，K=1/（1/α1+δ/λ+1/α2）,本文α1為箱內(nèi)空氣表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，取0.9W/（m2·K）；α2為箱體外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，取7.55W/（m2·K），δ為各個(gè)面的發(fā)泡層厚度，λ是發(fā)泡層的導(dǎo)熱系數(shù)，按實(shí)測(cè)0.0228W/（m2·K）計(jì)算。

1.3 壓縮機(jī)設(shè)計(jì)

整個(gè)制冷系統(tǒng)的核心部件就是壓縮機(jī)，它要為冷柜每個(gè)儲(chǔ)藏空間提空制冷量。進(jìn)行壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，要同時(shí)考慮系統(tǒng)總符合和質(zhì)量系統(tǒng)的工藝要求，還有壓縮機(jī)的能耗，從而確定壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。壓縮機(jī)設(shè)計(jì)與冰柜的成本、能耗、制冷性能和使用壽命有著很大的聯(lián)系。設(shè)計(jì)壓縮機(jī)的工作時(shí)間系數(shù)是重要的環(huán)節(jié)，時(shí)間太長(zhǎng)或是太短都不好，太長(zhǎng)會(huì)師壓縮機(jī)在較低的蒸發(fā)溫度下，工作效率低且能耗大，工作時(shí)間系數(shù)太短，那么啟動(dòng)的頻率就會(huì)增加，造成能耗的浪費(fèi)，因此，在滿足冰柜最大熱負(fù)荷的要求前提下，選擇小型號(hào)的壓縮機(jī)是最好的，本文選用的壓縮機(jī)的制冷量為120 W ,COP值為1.65。

1.4 燕發(fā)器設(shè)計(jì)

臥式雙箱冷柜采用的是規(guī)格為7. 8 x 0. 6mm盤圈式邦迪管蒸發(fā)器，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度要滿足冷藏室與冷凍室要求，設(shè)計(jì)受到生產(chǎn)工藝的限制，生產(chǎn)的臥式雙箱冷柜的冷藏燕發(fā)器的長(zhǎng)度通常是繞冷藏內(nèi)膽3/4圈。這也是為了滿足冷藏蒸發(fā)器釋放的冷量可以滿足容積的需要。

2 模具設(shè)計(jì)

2.1 抽芯機(jī)構(gòu)

圖1 典型抽芯機(jī)構(gòu)

2.2 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

（1）真空吸塑設(shè)備的類型。按照密封箱表面和成型分為成型面高于密封表面（如圖2所示）和成型面和密封表面基本上在同一平面（如圖3所示）。

圖2 真空吸塑成型面高于密封表面

圖3 真空吸塑成型面與密封表面平齊

圖4 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

（2）翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的類型及適用范圍。翻轉(zhuǎn)機(jī)的結(jié)構(gòu)有如圖4所示這一種，內(nèi)外結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，外翻條采用T型鉸鏈,內(nèi)翻條采用穿軸翻轉(zhuǎn),四角小鑲塊穿翻轉(zhuǎn)軸。進(jìn)行設(shè)計(jì)，外部結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為可拆卸的，方便維修。圖2為第二種翻轉(zhuǎn)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，只適用于第1類真空吸塑機(jī),這種結(jié)構(gòu)使用和維修都很方便，操作快捷。圖3為第三種翻轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)，適用于第1、2類真空吸塑機(jī),這種結(jié)構(gòu)對(duì)于材料的利用率很高，但是維修和裝配起來不是很方便。

（3）自重復(fù)位支點(diǎn)選擇要求采用內(nèi)外反轉(zhuǎn)條，不過這樣的設(shè)計(jì)要求要高，不僅要減小翻轉(zhuǎn)力，同時(shí)內(nèi)膽密封槽不能被拉變形。要求在抽真空后冷卻時(shí),能克服內(nèi)膽產(chǎn)品因收縮而產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)力,保證密封槽尺寸。

3 程序設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)冰柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要利用Vs編程語言軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）冷凍最大容積的設(shè)計(jì)要確定全部用于冷凍室的制冷量、容積、冷凍內(nèi)膽的最大長(zhǎng)度，冷藏最優(yōu)發(fā)泡層的設(shè)計(jì)初始假設(shè)值就是冷凍內(nèi)膽允許的最大長(zhǎng)度，計(jì)算的結(jié)構(gòu)通過相關(guān)軟件進(jìn)行，并且通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)120 W冷t壓縮機(jī)，所對(duì)應(yīng)的冷凍最大容積為186. 65 L，冷凍內(nèi)膽最大長(zhǎng)度為750mm。

（2）冷藏發(fā)泡層厚度確定。根據(jù)相關(guān)的負(fù)荷規(guī)定，冷藏箱與冷凍箱負(fù)荷要小于120w，冷藏容積量要滿足冷量的要求，冷凍室按照零下十八攝氏度計(jì)算，冷藏室按照零下三度計(jì)算，經(jīng)過軟件的計(jì)算，最后確定冷藏泡發(fā)層的厚度為69㎜，冷凍和冷藏的總?cè)莘e為冷藏容積210.81L，分別為冷凍容積為158.43L，冷藏容積為52.47L，總?cè)莘e為冷凍膽長(zhǎng)度為640㎜。

4 結(jié)語

不斷完善冰柜的設(shè)計(jì)對(duì)于促進(jìn)冰柜行業(yè)不斷發(fā)展有著重要的意義，冰柜的優(yōu)化設(shè)計(jì)需要優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人才，作為設(shè)計(jì)者，要不斷的提升設(shè)計(jì)水平，不斷的提升自身的專業(yè)技能，設(shè)計(jì)要滿足社會(huì)市場(chǎng)的需求，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需要，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，探索一條節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)道路是未來冰柜行業(yè)的發(fā)展方向。

[1]龍建佑,朱冬生,陳禮.自然復(fù)疊制冷系統(tǒng)的仿真與優(yōu)化[J].制冷與空調(diào)(四川),2006(02).