通过开停控制降低三系统冰箱能耗分析

　　0 引言

　　三系统的三门冰箱是目前普遍受欢迎的大众型冰箱。特别是中门间室的变温功能可以让消费者依据自己的需要来调整温度,极大的满足了不同消费者的个性需求。海尔三门冰箱的变温室可以达到全温区间室的功能,即从10e到-26e的温度均可以任意调节。降低三系统三门冰箱的耗电量,不仅提升厂家的市场竞争力,而且对于这个24h均通电的家用电器来说,每年可以节省的能源更是巨大的。这有着积极的公司利益和社会效益。

　　冰箱每次开机均要逐步建立起冰箱运行时需要的压力、温度,这个过程的初期并没有制冷效果,造成了开停机损失。降低开停次数即可减少开停机损失。

　　三门冰箱的三个间室是由三个独立的制冷系统单独制冷的,任何一个间室要求制冷时,均要求开机。和单系统冰箱相比,三系统冰箱开停次数更多。如果让三个间室要求制冷的步调一致,即一次开停,三个间室均有制冷效果,则其开停次数与单系统冰箱一样,实现了减少开停机损失。

　　1 开停控制方式的原理介绍

　　通过减少冰箱的开停次数可以实现降低能耗,其原理简述如下。冰箱在制冷时,制冷剂在各个部分的压力是不一样的。冷凝器的高压液态制冷剂通过毛细管节流降压作用进入低压的蒸发器里,在蒸发器里低压气化制冷。冰箱停机后,冷凝器的高压和蒸发器的低压会逐渐平衡,在下一次开机后在制冷系统里逐渐建立起冰箱运行时的压力、温度。这个过程是几乎没有制冷效果的,但这个过程是冰箱制冷必须且无法回避的。在保证制冷效果前提下(开机率不变),减少开停的次数,则这一部分的能源浪费可以降低,即降低开停机损失。

　　1.1 对冰箱进行减少开停次数的改进方法

　　在目前运用最广的三系统冰箱里,冷藏、中门、冷冻这三个间室的制冷是通过电磁阀单独控制的,为了满足每一个间室都在设定的温度周围运行,要求任何一个间室需要制冷时冰箱均开机运行,让制冷剂流过对应间室的制冷系统。和单系统冰箱相比,三系统的冰箱对开停次数的要求几乎和三台单系统的冰箱一样。也就是说,三系统冰箱开停机损失几乎是普通单系统冰箱的三倍。

　　现有各型号的开停次数测试结果如下:在25e的环温下(国标能耗测试环温),普通单系统冰箱的开停机机次数为27次/24h;普通的三系统冰箱的开停次数为58次/24h。后者是前者的2. 4倍。

　　电子冰箱的温度控制是通过电子温度传感器将温度信息传递到控制板,控制板通过程序、各电子部件的动作控制该间室制冷的。冰箱的三个间室都是由三个独立的温度传感器来感知温度的。当间室温度设定后,该间室的传感器温度高于设定温度某一个值时,则该间室要求制冷,压缩机运行、制冷剂通过毛细管流向该间室的蒸发器;当传感器温度低于设定温度某一个值时,则该间室要求停止制冷,制冷剂停止通过毛细管流向该间室的蒸发器。制冷剂在毛细管的通断是由电磁阀的通断动作来实现的。例如:当冷藏室需要制冷时,电磁阀将制冷剂切换到冷藏室的毛细管,制冷剂通过该毛细管进入冷藏室的蒸发器,气化制冷。同理,中门变温室、冷冻室的制冷也是通过电磁阀切换制冷剂流向中门变温室、冷冻室来实现的。