直冷式電冰箱中期課程設(shè)計(jì)

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1、3冰箱制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)冰箱制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本思路和順序是：先根據(jù)要求確定箱體尺寸，然后根據(jù)箱體尺寸確定熱負(fù)荷，根據(jù)熱負(fù)荷和其他發(fā)熱元件可以確定冰箱的基本能耗，并依次確定壓縮機(jī)，同時(shí)可以確定蒸發(fā)器和冷凝器兩大主要傳熱設(shè)備，最后才是確定節(jié)流元件和制冷劑充注量。當(dāng)然，計(jì)算設(shè)計(jì)不可能是很準(zhǔn)確的，最后還需要通過試驗(yàn)和不斷的調(diào)試來使系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)化。3.1保溫層設(shè)計(jì)3.1.1保溫層設(shè)計(jì)方法冰箱保溫層厚度是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，關(guān)鍵是產(chǎn)品的成本與性能，而保溫層的設(shè)計(jì)需要考慮的因素包括：①不同的市場(chǎng)和不同的能耗要求；②產(chǎn)品的不同風(fēng)格和設(shè)計(jì)特點(diǎn)；③市場(chǎng)對(duì)發(fā)泡料的

2、限制條件；④產(chǎn)品成本的綜合對(duì)比選擇；⑤產(chǎn)品的市場(chǎng)要求:全球性、區(qū)域性、特殊客戶；⑥產(chǎn)品的未來發(fā)展考慮。冰箱保溫層厚度是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中總會(huì)與不同部門發(fā)生沖突，當(dāng)然要求的厚度越薄越好，這樣成本低，容積大，但由于技術(shù)的能力有限制的，在能耗達(dá)到一定的水平時(shí)，厚度也不是可以薄到想要的程度，因此在厚度的設(shè)計(jì)方面存在選擇是否合理的問題。目前冰箱箱體都采用硬質(zhì)聚氨脂整體發(fā)泡作絕熱層，其絕熱性能好，適于流水線大批量生產(chǎn)，發(fā)泡后的箱體內(nèi)外殼被粘接成剛性整體，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，內(nèi)外殼厚度可以適當(dāng)降低，無須對(duì)箱體做防潮處理，年久也不會(huì)吸濕而使熱導(dǎo)率增大。電冰

3、箱絕大多數(shù)為立式結(jié)構(gòu)。箱體結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程，大致分為四個(gè)階段：50年代以前主要是厚壁箱體(厚度為60～65mm)；60年代是薄壁箱體(厚度30～3325mm)；70年代是薄壁雙溫雙門；80年代以后世界上趨于采用中等壁厚箱體(厚度為40～45mm)，并以箱背式冷凝器的三門三溫或雙門雙溫自然對(duì)流冷卻(即直冷式)冰箱為主。隨著良好隔熱性能的隔熱材料的應(yīng)用，箱體壁厚的減薄，箱體重量進(jìn)一步減輕并增大了冰箱的內(nèi)容積。立式冰箱箱體，首先根據(jù)內(nèi)容積確定寬深比例，一般選為正方形或矩形，其比例不超過1：1.3，雙側(cè)門柜式箱體的寬深比為1：0.65左右?？?/p>

4、體高度以放置穩(wěn)定和箱內(nèi)儲(chǔ)放食品方便為原則。表6—7給出了電冰箱內(nèi)容積與外形尺寸范圍。表6-7電冰箱內(nèi)容積和外形尺寸范圍設(shè)計(jì)箱體的絕熱層時(shí)，可預(yù)先參照國內(nèi)外冰箱的有關(guān)資料設(shè)定其厚度，如表3-1所示為某冰箱的絕熱層厚度。表3-1冰箱的絕熱層厚度冷凍室頂層厚度冷凍室頂層厚度冷凍室背面厚度冷凍室門體厚度冷凍室底面厚度0.1m0.072m0.072m0.053m0.05m冷藏室頂層厚度冷藏室側(cè)面厚度冷藏室背面厚度冷藏室門體厚度冷藏室底面厚度0.05m0.053m0.053m0.053m0.05m但采用了其他冰箱的厚度時(shí)，需要對(duì)厚度進(jìn)行校核計(jì)算

5、，校核的依據(jù)就是不能出現(xiàn)凝露。校核計(jì)算首先是要計(jì)算出箱體表面溫度。如果箱體外表面溫度tw低于露點(diǎn)溫度，則會(huì)在箱表面上發(fā)生凝露現(xiàn)象，因此箱體表面溫度tw必須高于露點(diǎn)溫度td，最低限度tw＞0.2℃+td。在達(dá)到穩(wěn)定傳熱狀態(tài)后的表面溫度tw可以由下式計(jì)算：(3-1)（改a1式中：tw—箱體外表面溫度，單位為℃；32tl—箱外空氣溫度，單位為℃；t2—箱內(nèi)空氣溫度，單位為℃；a1—箱外空氣對(duì)箱體外表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，單位為W/(m2.K)；k—傳熱系數(shù)，單位力W/(m2.K).按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB8059.1的規(guī)定，電冰箱在進(jìn)行凝露試驗(yàn)時(shí)，規(guī)

6、定亞溫帶型(SN)、溫帶型(N)和亞熱帶型(ST)、熱帶型(T)冰箱的露點(diǎn)溫度分別為19℃±0.5℃和27℃±0.5℃。在箱體表面溫度高于露點(diǎn)溫度的前提下，計(jì)算箱體的漏熱量Q1，并用下式校驗(yàn)絕熱層的厚度式中：twl—箱外壁溫度，單位為℃；tw2—箱內(nèi)壁溫度，單位為℃；λ—熱導(dǎo)率，單位為W/(m2.K)，各種絕熱層熱導(dǎo)率可見；A-傳熱面積，單位為m2。校驗(yàn)計(jì)算所得的厚度在設(shè)定厚度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行修正，反復(fù)計(jì)算，直到合理為止。3.1.2保溫層設(shè)計(jì)案例某冰箱設(shè)計(jì)要求：（1）使用環(huán)境條件：冰箱周圍環(huán)境溫度ta=32℃,相對(duì)濕度φ=75%。（2

7、）箱內(nèi)溫度，采用標(biāo)準(zhǔn)溫度，冷藏室溫度5℃，冷凍室溫度-18℃。（3）箱內(nèi)容積總168L，冷藏室100L，冷凍室68L，人們的生活習(xí)慣是經(jīng)常用冷藏箱而少用冷凍箱，因此將冷凍箱設(shè)置在下層。（4）冰箱制冷方式為直冷，節(jié)流元件為毛細(xì)管，其他配件根據(jù)需要自行配置。設(shè)計(jì)：1、箱體保溫層采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫。321、箱體尺寸參考其他相似尺寸的冰箱確定，相關(guān)尺寸和結(jié)構(gòu)如圖所示（圖中尺寸單位：cm）。3、首先校核這種尺寸選擇是否滿足凝露條件箱體外表面凝露校核分冷凍室和冷藏室進(jìn)行。（1）冷凍室凝露校核冷凍室絕熱層厚度最薄處在壓縮機(jī)室處和門側(cè)，由于壓縮機(jī)散

8、熱導(dǎo)致壓縮機(jī)室內(nèi)溫度高于環(huán)境溫度一般不會(huì)出現(xiàn)凝露，因此，凝露校核計(jì)算時(shí)選取厚度最小的門側(cè)。凝露校核計(jì)算公式為3-1，因此，首先要確定相關(guān)參數(shù)：環(huán)境溫度t1為32C，箱內(nèi)空氣溫度t2為-18℃。另外，對(duì)于相關(guān)傳熱系數(shù)的規(guī)定：當(dāng)室內(nèi)風(fēng)速為