蓄冷无霜冰箱的相变蓄冷材料性能分析

[摘 要] 蓄冷无霜冰箱与传统直冷冰箱相比，其箱室温度更加均匀，保存食品的品质更加良好，冰箱箱室主要是通过风冷的方式控制温度，且蓄冷无霜冰箱采用的是相变蓄冷材料及其放置方式与直冷冰箱相比均存在很大的不同。因此，对蓄冷无霜冰箱的相变蓄冷材料性能进行了深入的研究，从而详细地阐述了相变蓄冷材料以及蓄冷无霜冰箱的性能。

[关 键 词] 蓄冷无霜冰箱；相变蓄冷材料；性能；分析

[中图分类号] TB64 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）34-0081-01

一、相变蓄冷材料的性能分析

在蓄冷无霜冰箱中，由于冷藏室与冷冻室温度控制区间存在较大的差异，因此所使用的相变蓄冷材料也具有很大的不同。当蓄冷材料为无机盐溶液时，溶液浓度的不同会使相变温度产生不同的变化，无机盐溶液浓度和种类都不同时，其相变温度在-30～0℃范围内。下文就对蓄冷无霜冰箱冷藏室以及冷冻室所用相变蓄冷材料性能做了详细的阐述。

（一）冷藏室用相变蓄冷材料

通常情况下，冷藏室的温度区间一般设置在2～8℃，由于温差传热的影响，因而需要将相变温度控制在-10℃以上，这样才能确保材料相变时，产生过低的冷藏温度而对保存食品的品质不会产生不利的影响。无霜冰箱由于其采用风冷方式进行制冷，具有较小的空气比热，而为了保证制冷工作情况下，箱室内所采用的相变蓄冷材料能够完全冻结，就需要相应地提升其相变温度。在采用氯化钠溶液作为相变材料时，如果溶液浓度增加，则其融化和冻结的相变温度就会发生较大的变化。在相同浓度的氯化钠溶液中，加入硅藻土之后，开始冻结的相变温度以及时间等在一定程度上增加，而材料在加入硅藻土之后会在一定程度上降低过冷度，但数字不会产生较大的变化，因为硅藻土本身具有较大的密度，这就使大部分的硅藻土未均匀分散于溶液时，而是沉淀在容器的底部。由此可以看出，在冷藏室用相变蓄冷材料时，选用氯化钠溶液能够获得较好的性能。

（二）冷冻室用相变蓄冷材料

在冰箱的冷冻室中，一般将其温度区间设置为-24～-15℃，由于温差传热的影响，为了保证制冷工作情况下，箱室内所采用的相变蓄冷材料能够完全冻结，箱室内最低温度的设定必须低于相变温度。而采用氯化铵溶液以及氯化钠溶液作为冷冻室用相变蓄冷材料，而增稠剂则采用高吸水性树脂。采用氯化铵溶液时，相变蓄冷材料的温度为-17℃，其不会受到硅藻土的影响。而采用氯化钠溶液时，相变蓄冷材料的温度下降明显，且由于氯化钠溶液浓度的增加，相变温度会产生细微的下降变化。因此可以看出，在冷冻室用相变蓄冷材料时，采用氯化铵溶液能够获得较好的性能。

二、蓄冷無霜冰箱的性能分析

（一）冷藏室性能

在传统制冷冰箱中，其采用的主要是板式蒸发器，而无霜冰箱与之不同的是采用的是翅片管换热器，利用风扇送风，因而箱室的降温主要通过风冷方式进行，风扇和蒸发器主要设置在箱室背板的后部，相互之间利用风道泡沫隔开，且风道泡沫之后放置蓄冷材料，这样就能将原来的风道泡沫结构加以改进。而在风扇的对面放置蓄冷材料，8小时之后其能完全冻结，且其材料的最低温度能够达到-4℃左右。而处于风道出口处的材料，则会出现较大的温度波动，范围在-8～0℃之间，具有良好的冻结状态。而将蓄冷材料放置在蒸发器的对面，则其温度下降后的8小时以内，均保持在0摄氏度左右。由于在释放冷气的过程中，风道送风口的材料一般会产生较大的温度波动，因此快速的释冷融化并不能长时间使箱室温度保持在合理的范围内，因此需要将风扇运行的方式改变，这样才能按照箱室温度的启停进行释冷。

（二）冷冻室性能

在无霜冰箱的冷冻室中，其一般为上下两个箱室，在上层箱室中，可以通过粘贴的方式，将蓄冷材料包（两袋）放置在其顶部。而在两个冷冻箱室之间，可以设置一个金属支架，并将蓄冷材料（八袋）放置在金属支架上，以测试其性能。结果可以看出，在冷冻室中，合理地设置蓄冷材料的放置位置，则能将上下两个箱室的最大温度升温降低，当温度低于-20℃时，其材料相变无法完成，且冷冻室要想维持较低的温度也存在一定的困难，因此相变材料的温度需要控制在较低的水平。

综上所述，通过对蓄冷无霜冰箱相变蓄冷材料的性能分析，可以看出，在无霜冰箱中，冷藏室以及冷冻室采用无机盐溶解以及吸水性树脂制成相变蓄冷材料，能够获得较好的性能。

参考文献：

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