浅谈家用冰箱的节能环保技术

费旭丹

【摘  要】随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。进入21世纪以来，各个国家都在研究和开发更加节能和无污染的冰箱，并取得了不错的成效，而我国作为家用冰箱制造大国，也在不断开发优化节能新技术，将冰箱能耗降到最低。本文就家用冰箱的节能环保技术展开探讨。

【关键词】冰箱;系统;节能

引言

家用冰箱作为家用电器重点的耗电大户，其耗电量已接近我国城镇居民家庭全部用使用的制冷剂和发泡剂，对臭氧层破坏和全球变暖有非常重要的影响。为减少对臭氧层破坏而采取的一系列措施，现在已经有较大成效显现，但对减少温室效应气体排放这个后续反应还不是很明显。可见，当前家用冰箱开发与应用节能减排技术，已是迫在眉睫、有待家电行业解决和不断完善的重大研究课题和历史使命，势在必行。

1电冰箱的工作原理

冰箱采取人工方法降温使储存空间达到冷藏与冷冻的效果，家用冰箱属于绝热箱体，借助消耗电能从而达到制冷的效果。一般冰箱主要由电气控制系统、制冷系统和箱體三部分组成，其中制冷系统起着主导作用，基本原理就是运用各种制冷剂作为工质，当中温低压的液态制冷剂通过蒸发器吸热后变成低温低压的气态制冷剂，压缩机将其压缩成高压高温蒸汽后送到冷凝器，随后会放出热量并且冷凝成液体，干燥过滤器清除它的杂质和水分，当制冷剂离开节流原件毛细管时已变成液、气混合状态继而流入蒸发器，通过蒸发器吸热汽化，在制冷系统中进行单向循环制冷，将箱内热量不断转移到箱外，蒸发器周围的不断降温使冰箱内部达到制冷目的。通过上述得出压缩机在工作的同时机体内一直存在着高压，并且要在其断电一段时间后才能消失，所以冰箱要重新启动必须在其关机后过段时间。当电冰箱在工作时，压缩机的吸气侧会变为低压侧，其压力大于大气压力，同时排压会侧移为高压侧，其压力大于吸气侧，当俩侧的压强相差变大时，在冰箱关机后这个压力差仍会保持一段时间，因此如果立即重新启动，电机的压动力矩克服不了这样的压力差便会变得堵转，影响旋转磁场转速变快，磁通量的变化率增加，最后导致电机电流增大，温度升高，长时间下就会烧毁电机，所以，冰箱不能在其关机后立马重新启动，至少需要等5分钟左右。

2家用冰箱的节能环保技术

2.1采用高效压缩机

家用制冷机有很多种节能方法但是采用变频节能的方法是采用率最为广泛的一种方法最早的变频冰箱只是着重于快速冷冻，但能源的消耗还是很大的，没有达到节能的最大化，因此已经从市场上消失，节能型冰箱已经把上一代替换了，电冰箱的更新换代一直以来都在被高新技术所引领。工作频率在提高之后，变频装置的成本也在明显下降。由于采用变频压缩机，所以还是要解决低速运转时的产生的振动问题和润滑油供给问题，以及在高速运转时轴承负荷、摩擦和磨损问题。所以对压缩机的设计和生产提出了更高的要求以达到精益求精。电冰箱的漏热也是热负荷的主要来源，但可以通过采用导热系数小、隔热效果比较好的新型材料，使用先进的微孔发泡技术，研制并且使用真空发泡板，以及改善门封、设计出箱体的合理结构可以使制冷量损失减少到最低。冰箱换热器要尽力完善就必须在结构中入手，例如管路的布置，以及减小管内外导热热阻等方法。虽然新型换热器进步不够大，但是也有其发展的一定空间，例如中科院理化所研究出了一种冰箱用“蓄冷（热）”不间断工作的冷凝器、蒸发器”，通过加工“蓄冷（热）液”的技术来储存压缩机在工作时产生的能量，以此来达到节省能源与能源再次利用。压缩机在停止工作时继续释放出热（冷）量，以此来保证不间断的工作。

2.2降低冰箱门体热负荷的措施

（1）优化组合以环戊烷为发泡剂的聚醚组合及其工艺，改善沸点高、原料流动性较差、箱内密度分布差大和冷凝液态环戊烷对门胆与内胆的腐蚀性;（2）适度增加绝热层厚度，减少外界热负荷渗入;（3）采用箱门一体发泡工艺，提高门体绝热性能;（4）设计多气囊室新型门封和磁条，采用双门封结构，最大限度地减少因热桥、热短路等所造成的热量侵入，减少箱内冷气的泄漏;（5）优化设计中、下、前梁部位内胆设计，减少防露管散发的热量侵入箱内等。

2.3制冷方式的改进

（1）半导体式冰箱。半导体制冷又称为热电制冷，主要利用了半导体温差电现象，即在一闭合线路中，对两种不同金属通一直流电，产生一个接点热，一个接点冷的现象。它与一般制冷装置的主要区别在于不使用制冷剂、无机械运转部件、体积小。由该原理制成的电冰箱体积小、无噪声、无污染，稳定性高。但是半导体制冷效率较低，制冷量小，为了获取较大冷量，可将数对热电偶串联，使冷热端分别排在一起，组成单级热电堆，还可运用串并联的方法组建出多级热电堆，可以得到更低的冷端温度和更大温差。半导体制冷技术在节能环保上具有很大优越性，因此，半导体制冷技术发展越来越快，半导体冰箱的优势也越来越突出，相信在不久的将来，半导体制冷技术在家用冰箱上的应用会更加广泛。（2）吸收—扩散式冰箱。吸收—扩散式冰箱是新发展起来的绿色环保冰箱，主要通过虹吸效应来替代泵使溶液循环，在蒸发器中利用氢气使制冷剂（氨气）压力的突然降低来实现沸腾，从而达到制冷的目的。吸收—扩散式冰箱由于不使用氟利昂做制冷剂，因此大大减少了环境污染，并且整个系统中无压缩机和相应的运转部件，因此噪声小，磨损少，使用寿命长，它还可以运用多种能源驱动，如太阳能，电能，化学能以及各种机械余热。经过不断创新与探索，目前吸收—扩散式冰箱装有的模糊控制系统将原来的电耗减少了30%—40%，并增加了自动除霜功能，成为了新一代绿色产品。（3）磁制冷式冰箱。磁制冷是利用顺磁物质的磁热效应的制冷方式，磁制冷技术在极低温领域发挥了很大的作用，现在低温磁制冷技术已相对成熟。然而，随着近几年的发展，磁制冷技术依靠其节能环保的优势，在室温领域发挥着更大的作用，目前包括我国在内的许多国家都在研究磁制冷技术，并将其运用到家用冰箱中。利用磁制冷原理制作的冰箱不仅不会污染环境，而且制冷效率要比用氟利昂制冷高40%，并且成本比压缩式制冷低25%。因此磁制冷技术将会有很大的发展前途。（4）热声制冷式冰箱。热声制冷主要利用热声效应，即通过声能来产生热流，声压会使热量传输，进而使气体绝热压缩和膨胀，受膨胀的气团温度降低吸收热量，进而产生制冷效应。该制冷方式无污染、运行稳定、噪声小，具有很大的发展潜力。将结构简单的热声制冷系统应用于电冰箱，并以电冰箱压缩机的噪声作为热声制冷的动力来源，会进一步增加电冰箱的制冷效率，并且会大大降低噪声，符合节能环保的发展理念。

结语

目前，家用冰箱的节能改进已经取得了一定成果，但也存在一定问题，随着人们节约与环保理念的提高，未来新型冰箱还需将节能、环保、实用三者相统一。相信在不久的将来，节能环保型冰箱会得到广泛应用。

参考文献：

[1]李文华，谷波.滚动转子式、涡旋式压缩机在制冷空调领域的应用现状及展望[J].流体机械，2018（12）：52-54.

[2]刘益才，曹立宏，杨智辉，等.目前冰箱节能技术分析[J].家电科技，2018（05）：42-44.

[3]罗嘉联，林思程，钟奇君.超级绝热材料气凝胶在冰箱中的应用探究[J].江西建材，2019（09）：2+5.

[4]钟明，陈开松，尚殿波，马长州，王瑶.新标准下冰箱节能方法研究[J].轻工标准与质量，2018（04）.

（作者单位：宁波韩电电器有限公司）