家用冰箱功能介绍 投稿:邱騫騬

家用电冰箱功能介绍 【摘要】我国家用电冰箱在电冰箱的普及率在50%,其中城市为90%,农村为30%(按家庭计算),有较高的普及率。而且未来的发展趋势必然是有更加广泛的普及率。但是大部分人并不是很了解冰箱的工作原理和冰箱主要附加功能的工作原理。在此,我…

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家用电冰箱功能介绍

【摘要】我国家用电冰箱在电冰箱的普及率在50%,其中城市为90%,农村为30%(按家庭计算),有较高的普及率。而且未来的发展趋势必然是有更加广泛的普及率。但是大部分人并不是很了解冰箱的工作原理和冰箱主要附加功能的工作原理。在此,我们将简单的介绍压缩式冰箱的工作原理和当下冰箱几个主要附加功能的工作原理,包括无霜功能、保鲜功能、变频功能等。由于只是从推广知识面的层面上介绍,所以内容丰富易懂。

关键词:工作原理,无霜功能、保鲜功能、变频功能

一、冰箱制冷原理

从低于环境温度的物体中吸取热量,并将其转移给环境介质的过程,称为制冷。

由于热量只能自动地从高温物体传给低温物体,因此实现制冷必须包括消耗能量(如电能,机械能等)的补偿过程。

借助制冷系统消耗一定的电能,利用物态变化过程中的吸热(液态→气态),放热(气态→液态)物理过程,强制热量由低温物体(冷柜内的食物)转至高温物体(室内空气)从而达到制冷的目的。

1、电冰箱致冷的种类

1)压缩式电冰箱:该种电冰箱由电动机提供机械能,通过压缩机对制冷系统作功。温度控制系统利用低沸点的制冷剂,蒸发时,吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长,使用方便,目前世界上91~95%的电冰箱属于这一类。目前常用的电冰箱利用了一种叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。

2)吸收式电冰箱:该种电冰箱可以利用热源(如煤气、煤油、电等)作为动力。利用氨-水-氢混合溶液在连续吸收-扩散过程中达到制冷的目的。温度控制系统缺点是效率低,降温慢,现已逐渐被淘汰。

3)半导体电冰箱:它是利用对PN型半导体,通以直流电,在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。

4)化学冰箱:它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。

5)电磁振动式冰箱:它是用电磁振动机作本动力来驱动压缩机的冰箱。温度控制系统原理、结构与压缩式电冰箱基本相同。

6)太阳能电冰箱:它是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。

7)绝热去磁制冷电冰箱。

8)辐射制冷电冰箱。

9)固体制冷电冰箱。

2、压缩式的组成

冰箱是由四大件组成:压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器,根据控制或是使用需要中间可以选择安装压力控制器、温度控制器、干燥过滤器等辅助器件,但四大件是必不可少的。工作时气态制冷剂通过压缩机被压缩成高温高压的气体后,进入冷凝器,冷凝器相当于一个换热设备,将高温高压的气态制冷剂换热成低温高压的液态制冷剂。液态制冷剂再通过膨胀阀,所谓膨胀阀就是一个节流装置,因流出膨胀阀的制冷剂受到遏制,因此出来后制冷剂压力降低,温度继续下降,

(冰箱的膨胀阀一般用毛细管代替,因从大管突然到小管,同样可以起到节流的效果)成为气液两相,再进入蒸发器,此时的制冷剂再蒸发器中进行换热气化,成为高温低压的气态制冷剂回到压缩机继续循环。

3、压缩式冰箱的工作原理

冰箱的制冷是一个热泵的原理,就是利用机械能,在冰箱保温的条件下,将热量从冰箱里面移出,这些热量在冰箱外面散去。

家用电冰箱制冷系统循环过程,压缩机将低温低压的制冷剂(R-600a或HFC-134a)气体吸入气缸,经过压缩机压缩,变成高温高压的气态R-600a或HFC-134a,并排到冷凝器内,在冷凝器内,高温高压的R600a或HFC-134a气体与温度较低的环境进行交换,温度降低并冷凝为液体;液体R-600a或HFC-134a通过毛细管节流,降低压力后进人蒸发器,在蒸发器内吸热汽化,(未汽化的暂留在储液管里),汽化后被吸回压缩机,重新压缩。如此周而复始,不断循环,使柜内温度降低。

整个制冷循环过程可分为4个阶段:

(1)绝热压缩:压缩机将蒸发后的低温

低压制冷剂吸入,这时气体的理想状态是充

分汽化,无液滴,稍微过热,经压缩机活塞

的急剧压缩,对气体所做的机械功转换为

热,使之变成高温高压气体,此压缩过程很

短,被升温气体的热量几乎没有传到外部,

故此过程称为绝热压缩过程。

(2)等温压缩:压缩机将高温高压气态

制冷剂送至冷凝器中冷却到其完全液化,这

段时间放出冷凝潜热,在此过程中,因制冷

剂温度不变,仅发生气一液状态变化,故称 为等温压缩。在冷凝器末端,制冷剂全部液

化后,温度有所下降,即为过冷。在这一过

程中,制冷剂通过蒸发器吸收的热量和压缩

机活塞做功转换的热量已全部放出,这时已完成了将低温物体的热量送到高温的外界空气中的任务。

(3)绝热膨胀:液态制冷剂在毛细管中受到节流作用,使液体压力急剧降到蒸发压力,制冷剂在此过程中温度虽剧降,但因时间极为短暂,未能吸收外界的热量,故称绝热膨胀。

(4)等温膨胀:进入蒸发器的制冷剂迅速蒸发,不断从冷柜(冰箱)内吸收热量(蒸发潜热)

,直到液体完全汽化为止,在此过程中,

制冷剂的温度恒定,故称为等温膨胀。

二、冰箱的无霜技术

1、冰箱为何结霜

霜是水蒸气的白色结晶物,当水蒸气突然遇到温度很低的物体

时,就会在其表面凝结结霜。直冷冰箱,由蒸发器进行制冷,蒸发器在冷冻室内,与冷冻室的内壁直接接触进行热交换。这些蒸发器由S

形的制冷盘管组成,压缩机制出的冷气流经管道,因此管道温度很低,通过这些管道间接降低冰箱内壁的温度,从而实现热交换,逐步降低冰箱的温度。当冰箱里的空气遇到温度较低的冰箱内壁时,就会在它的表面形成霜,这就是直冷冰箱有霜的根本原因。冰箱结霜后会影响热交换的效率,造成制冷能力下降,需要用户手动去除掉。

2、无霜冰箱的组成:

用冷气强制循环式进行制冷的冰箱,我们称它为风冷式冰箱,也正是我们所说的无霜冰箱。无霜冰箱的蒸发器常用翅片管式,放置在冷冻室与冷藏室之间的夹层中或箱内后上部,利用一只小型风扇强迫箱内空气对流,以达到冷却的目的,因此我们看不到它所产生的霜。

无霜冰箱的除霜系统组成

1.化霜定时器(累计计算压缩机工作17-24小时后断开压缩机的供电并给蒸发器、接水槽呀热丝供电);

2.蒸发器加热丝(蒸发器加热除霜);

3.接水槽加热丝(接水槽加热除霜);

4.化霜温控器(控制化霜时的温度);

5.双金属片或者温度保险(防止化霜温控器失灵的一个保护装置)

工作原理:化霜定时器累计计算压缩机工作17-24小时后停止对压缩机和循环风扇的供电,同时给经过化霜温控器、温度保险给蒸发器、节水槽加热丝供电,当化霜温控器监测达到临界点(化霜温控器所处的温度)时断开给加热丝供电(如果化霜温控器达到临界点还未断开时温度保险就会过热断开)至此一个除霜的过程结束,然后定时器恢复给压缩机供电,并延迟几分钟给循环风扇供电,重新制冷开始。

3、无霜冰箱的优点与缺点

1)自动除霜,冰箱的蒸发器由于不和食物直接接触,可通过加热系统对蒸发器短时升温,融霜后马上恢复制冷,冰箱内的温度波动极少,既便利又不会影响食物的冷藏质量。

2)干净清爽,无霜冰箱内部干净清爽,其冷风系统在制冷过程中会带走箱内多余的水分,因此不会产生霜,食物冷冻的时候就不会冻结在一起。另外,其不断循环的冷风,经过除臭系统的过滤,使冰箱内的气味持久保持清新,大大减少食物之间互相串味的现象。

3)制冷均匀,冷风系统制冷,就像在冰箱内装了一台空调机,冷流无孔不入,冰箱内温度稳定而均匀。而直冷冰箱靠自然对流直冷,就像在冰箱内放了一块冰,靠近蒸发器的食物会很冷,而有些离蒸发器较远的地方,就很容易形成冷冻死角,使食物变质。

4)温度精确,无霜冰箱温度均匀,温控点的温度,就是任意点的温度,冰箱内的温度很精确。而直冷冰箱由于存在冷冻死角,温控点的温度往往与实际温度相差几度,影响食物的保鲜质量。

5)气派豪华,市面上多数无霜冰箱为大容量的双开门冰箱,外观看上去不仅气派豪华,而且大多数知名品牌都在积极生产无霜冰箱,是新时代的产物。

6)耗电量大,制造成本高

三、冰箱的保鲜技术

1、目前主要的保鲜技术

目前保鲜冰箱市场上用得比较多的保鲜技术有杀菌保鲜、高湿度保鲜、冰温保鲜、光合作用保鲜等。

保湿保鲜是广大消费者比较好理解的技术。食品中的水蒸气压力大,就很容易从食品中跑出来,从而使食品变干、变质。当环境中水蒸气压力等于食品中的水蒸气压力时,食品就不再失水,从而使食品保鲜。冰温保鲜就是在接近食品的冰点储藏食品。温度对于食品上的微生物活动、食品中的酶的作用具有明显的影响,所以储藏食品温度越低越好,但又要避免食品冻伤,为此,对于不能冷冻的食品,在接近其冰点储藏是最理想的。光合作用保鲜对蔬菜水果有作用,这是因为水果和蔬菜收获后仍然是有生理机能的活体,还可以进行光合作用。

2、光波保鲜技术

光合作用是自然界的一种化学反应,是一个有光条件下,绿色植物通过光合作用以CO2 和H2O 为原料合成有机物的酶促反应,转变为有机化合物并放出氧气。影响植物光合作用的因素主要有光照、温度、CO2 的浓度、水分及矿质元素。——简言之,光合作用就是植物利用光产生能量或营养物质的一个过程。海尔的光波增鲜技术正是利用了光合作用原理,在冰箱的内部增加了光波发生器,它不断释放5 种波长的仿自然光波,让采摘后的果蔬继续光合作用,有效促成Vc、叶绿素及其他养分的合成,让果蔬时刻保持刚采摘般的自然新鲜在相同温湿度的环境条件下,光合成的有效波长的代表性五种光量子( SL、AO 、KI 、 MT 、AK ),在光学上的特定峰值。

光形态:在光合成中果蔬的生长,光形态的效果特别重要。光形态的不同对于果蔬种子发芽,花芽分化,开花,子叶展开,叶绿素合成,节间伸长等等均有不同作用。

“光波保鲜”技术实现了保鲜技术的另一个提升,将传统的被动保鲜改为主动增鲜。传统恒温保鲜、保湿保鲜、化学保鲜、分区保鲜等方案都无法避免蔬果呼吸腐败,营养转化流失 主动增鲜的光波保鲜技术将光合作用引入黑暗的冰箱,模拟蔬果生长环境,继续生长,抑制呼吸腐败,使冰箱成为果菜园。

3、杀菌保鲜技术

如果冰箱抗菌措施做得不好,大肠杆菌、霉菌、金黄色葡萄球菌等10 多种有害细菌就会在冰箱里滋生、繁殖、侵蚀食物的细胞质,

不仅使其完全丧失营养成分,而且感染毒素。这不仅使食物保鲜期缩短,更严重的是对人体不利。所以冰箱必须实现全方位的立体型抗菌,应对冰箱中的食品和内胆、搁架等进行杀菌谨防“病从口入”。臭氧和负离子杀菌技术臭氧是一种常温下不稳定的淡蓝色气体,容易分解产生具有强氧化能力的原子氧,其在水中的氧化还原电位为2.07eV,仅次于氟,因此具有很强的消毒、灭菌功能。同时,臭氧气体能快速氧化分解果蔬呼吸排出的乙烯气体,降低了果蔬的新陈代谢,减慢了生理老化过程,从而实现了果蔬保鲜作用。负氧离子可以有效抑制果蔬代谢过程中的酶活力,又可有效抑制并延缓有机物的分解,因而可以延长果菜的贮存期。基于此技术,日本昌坂电器公司研制出一种负离子食品保鲜机,这种保鲜机是利用高压负静电场所产生的负氧离子和臭氧来达到保鲜的的。但是,臭氧是一种有害气体,对人的眼睛、皮肤、呼吸道具有刺激作用;而且臭氧使用浓度过大,也会引起果蔬表面质膜损害 ,使其透性增大、细胞内物质外渗,导致品质下降,甚至加速果蔬的腐烂等。一般臭氧保鲜库的臭氧浓度所需范围为2-10mg/kg,但当今臭氧保鲜库中臭氧浓度的控制都是依靠经验控制的,所以,已有发明臭氧浓度的自动控制技术。

4、 保湿保鲜技术

以冰箱的温湿度变化及其中贮藏的青菜和西芹为研究对象,分析测试高湿度冰箱和普通冷藏室内的温湿度变化规律和青菜及西芹的品质变化情况,为高湿度冰箱的湿度控制及对蔬菜的保鲜效果控制提供依据。结果表明,高湿度冰箱和普通冰箱的温度控制性能良好,均在4~6℃之间变化。高湿度冰箱的湿度控制性能良好,冷藏室内湿度在85%~96%之间波动,比普通冰箱冷藏室内湿度大大提高且波动范围小。高湿度冰箱对减少青菜和西芹的失水,保持蔬菜维生素C 含量, 保持硬度作用明显,其中以降低青菜和西芹失水率的作用效果最为明显,贮藏15 d 后,普通冰箱中青菜和西芹的失水率分别是高湿度冰箱的1.66倍和1.70倍。湿度控制是果蔬贮藏保鲜的三大关键环节之

一。果蔬贮藏过程中,常由于低温贮藏环境中较低的相对湿度造成失水,一方面引起组织萎蔫,导致细胞膨压下降,造成机械结构特性改变;另一方面,萎蔫又会引起果蔬代谢失调,刺激呼吸作用加快和乙烯的合成,破坏果蔬正常的代谢作用,使果蔬的营养成分下降。在 冷库等大型贮藏设施中,常通过专门加湿装置(如近年来研究较多的湿冷系统)和保鲜薄膜的应用防止新鲜果蔬的失水,从而达到良好的保鲜效果。

四、冰箱的直流变频技术 变频冰箱,其特征是针对冰箱压缩机,以单相交流电动机为驱动电机,所述单相交流电动机采用变频供电电源。本实用新型是以变频电源控制压缩机转速,从而调节压缩机的制冷量,在热负荷大时,压缩机制冷量大,热负荷小时,压缩机制冷量小,从而提高蒸发温度、降低耗电量。

1、变频技术简介

我们知道传统常规空调是直接更具温度控制让压缩机运转或者停止来维持室内的温度范围。变频空调由于可以根据温度控制指令,利用变频电源频率让压缩机在800-7800转/分范围内变化,从而调节氟利昂这种空调的冷媒流量来调节室内温度范围。下面我们详细看看变频空调机的工作原理:

变频空调中都装有变频器,这个变频控制器是如何工作的呢?国内规定的电压220V,频率50Hz的电流经整流滤波后得到310V左右的直流电,此直流电经过逆变后,就可以得到用以控制压缩机运转的变

频电源,这就能将50赫兹的电网频率转变为30-130赫兹,变频控制器的原理框图如下所示:

变频式空调器一般带有微机(电脑)控制。它检测室内外信号如

温度(室内外温、蒸发器温、冷凝器温、吸气管口温、膨胀阀出入口温、变频开头散热片温等),风机转速,电动机电流等。并由微机发出风机、压缩 机运转速、制冷剂流量、阔的切换、安全保护等信号。此类机装有电子膨胀间节流。它随微处理器发出的信号,随时改变制冷剂流量,故它的效率比普遍使用毛细管节流方式的高。同时在制冷

方式中,无化霜烦恼(化霜不停机)。因此空调在制热时不会像普通机在除霜倒泵逆转时,吹出冷风使室温下降。

变频空调电控总体框图如下:

变频空调还能在142-270伏范围的电网电压正常使用,根据温度控制指令,在压缩机连续运行时会改变频率,当产冷量要求大时则高速运转,反之低速运转。由于变频机无频繁的启动大电流冲击,且一直工作在低速上,又第一次只半小时就能达到设定值,故节电明显。即制冷(热)的功耗之比效率就高得多了。

六、结论

由于冰箱在我国的普及率逐渐扩大,作为大学生有必要从技术角度来了解电冰箱的工作原理和当下主要流行的冰箱附加功能的原理。从而拓宽知识面,开阔视野。

能源问题将会是日益严重的问题,本文未将节约能源作为重点介绍是考虑到当下流行的电冰箱并没有解决好这个问题。也成文了本文的不足之处。

家用电冰箱功能介绍 【摘要】我国家用电冰箱在电冰箱的普及率在50%,其中城市为90%,农村为30%(按家庭计算),有较高的普及率。而且未来的发展趋势必然是有更加广泛的普及率。但是大部分人并不是很了解冰箱的工作原理和冰箱主要附加功能的工作原理。在此,我…

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