嵌入式冰箱外表面防凝露的泡层厚度设计

芮群娜 郭 策 张 锋

（惠而浦（中国）股份有限公司 合肥 231283）

引言

随着人们生活品味的提高，消费者们对家庭居住环境的协调性以及对空间的最大利用率的高要求下，嵌入式冰箱开始走进消费者的视野，其实现了冰箱与家用橱柜的一体化，给消费者带来了更加美观舒适的居住体验，并在节省空间的同时也满足了日常冰箱的使用需求。

嵌入式冰箱起源于欧洲，为了更好的实现厨电一体化，欧洲的设计师们将家用厨房电器与橱柜按照其形状、尺寸、使用要求进行合理的布局，以此来满足消费者的需求。在中国，随着80、90年代成为消费主体，更好、更便捷的产品及健康的烹饪习惯,特别是对家居的审美的提高,让这些群体越来越多的选择嵌入式冰箱。嵌入式冰箱与家用普通冰箱最大的区别就是嵌入式冰箱需要整体嵌入在柜体中，这就意味着嵌入式冰箱对使用环境的要求更加的严格。而中国与欧洲国家的生活环境存在一定的差异，尤其是居住的环境温度、湿度存在很大的差别，对用户来说，更直观的凝露问题则会成为直击消费者的痛点。本文将结合中国嵌入式冰箱的实际使用环境以及现有产品的测试数据，寻求最优的嵌入式冰箱的泡层厚度设计方案。

1 我国环境及凝露标准现状

我国年平均相对湿度多在40～80 %之间。自山东半岛东部起，往西南经秦岭、川西山地至青藏高原东南的喜马拉雅山南坡一线之东南，并包括东北山地，年平均相对湿度大于70 %，其中东南沿海、滇南和江南丘陵部分地区、川黔部分地区的相对湿度大于80 %，海南岛琼中及云南河口高达86 %。以安徽合肥一家庭厨房在6月份的温湿度为例，如图1，通过一周的温湿度数据采集，可以看出，一周内有50 %的时间湿度处在75～85 %之间，25 %的时间湿度处于75 %以下，25 %的时间处于85 %以上，7天平均温度为28.2 ℃，平均湿度达78.5 %。在温度处于29～30 ℃之间时，环境湿度均处在75～85 %区间，而目前我国嵌入式冰箱凝露参考的GB/T 8059要求冰箱需要满足在32 ℃75 %湿度的环境条件不出现流水状凝露的现象为合格标准，为满足实际需要，各大企业已经制定本企业的企业标准，多数企业将标准制定为满足32 ℃85 %湿度的环境条件下不发生珠状凝露为合格标准。

图1 安徽合肥6月份某家庭厨房温湿度变化

因嵌入式冰箱安装于橱柜中，使用环境比较复杂，通过热力计算并不能得到精确的所需的冰箱的发泡层厚度，本文将依据我国的实际气候结合32 ℃85 %湿度的实际测试情况，给出嵌入式冰箱主要发泡层厚度的建议设计数据。

2 嵌入式冰箱外表面防凝露的泡层厚度设计

2.1 嵌入式冰箱外表面凝露因素

对于常规非嵌入式式冰箱来说，如果箱体的外表面温度低于露点温度，则会在冰箱表面发生凝露现象，因此冰箱外表面的温度必须高于露点温度，在达到稳定传热状态后的表面温度tw可以由下式计算：

式中：

tw—箱体外表面温度；

t1—箱外空气温度；

t2—箱内空气温度；

α0—箱外空气对箱体外表面的传热系数；

K—传热系数；

α1—箱内空气对箱体外表面的传热系数；

δ—发泡层厚度；

λ—发泡料的热导率。

由式（2）可以得出，在冰箱内外温度恒定的条件下，影响冰箱的表面温度tw主要因素主要是α0和K。其中α0与室内风速有关，风速越大，取值越大；对于嵌入式冰箱，因冰箱外表面与空气之间增加了一层橱柜木板及橱柜门的阻挡，故风速会大幅度降低，对应的α0值将会变小，且对于不同规格型号的橱柜木板，其α0值也不同，但总来说，若需要维持相同的外表面温度，则相应的需要降低K值。由式（2）可以得出，在λ和α1不变的条件下，α0的变小的影响对K值的影响较小，若需要使降低的K值满足需要，需要更进一步的增加发泡层的厚度λ。

故本文将结合橱柜木板和发泡层厚度两方面进行测试分析嵌入式冰箱泡层厚度的设计。

2.2 嵌入式冰箱测试柜的选用

目前市场上的橱柜基材多为实木拼接板、刨花板、实木颗粒板，密度板，橱柜柜身及柜门样式更为多样化，其大多数是在刨花板和密度板基础上，为满足使用和装饰的需要，进行各种工艺加工制作而成，主要有实木板、模压板(PVC吸塑)、烤漆板、水晶板、防火板、双饰面板。虽然材质和工艺各不相同，但是其外表面均有的一层防水膜或防水漆等防水材料，不同程度的增加了嵌入式冰箱在柜内的密闭效果，导致嵌入式冰箱的外表面与外界空气接触较少，从而导致凝露问题的发生的几率增大。

在进行嵌入式冰箱测试时，GB/T 8059并未对测试测试柜的木材进行明确的解释，导致各个厂家及测试机构的测试结果存在一定的差异，甚至可能会脱离了用户实际使用环境，导致设计的产品并不满足用户的实际需求。

表1针对同一箱体两种不同材质的测试柜的冷冻门体外表面温度和凝露结果进行了测试对比，冷冻门体的外表面平均温度可以相差1 ℃以上，其两者的凝露测试结果也不同，采用有防水贴皮的密度板的柜体凝露结果为不合格，而这种材质更贴近与用户实际使用，故在进行嵌入式冰箱凝露测试时，应选用家庭厨房常用板材及规格的木板制作的柜体进行凝露验证。

2.3 嵌入式冰箱的泡层厚度设计

市场上的冰箱保温层多采用硬质聚氨酯整体发泡技术，随着各厂家的MDI（黑料，异氰酸酯）和聚醚多元醇（白料）以及催化剂和发泡剂品牌性能、配方的不同，保温层的热导率也不尽相同。因同一内容积制成不同发泡层厚度的箱体所需的人力、物力较大，故选取市场上几款在售的嵌入式冰箱进行不同发泡层厚度的凝露测试，从而取得发泡层厚度设计范围，为嵌入式冰箱设计提供参考依据。

抽取市场上4个品牌共计10款嵌入式冰箱进行凝露测试，测试条件为环境温度32 ℃，湿度为85 %，测试柜选用表1中第二种材质密度板制作。由表2测试数据可以得出，冷藏间室的发泡层厚度需要满足41 mm以上，冷冻间室的发泡层厚度需要满足72 mm以上才能避免凝露的发生。由于橱柜的局限性，嵌入式冰箱自身深度尺寸较普通冰箱要小的多，为了提高冰箱的容积率，可以在冰箱保温层中增加导热系数更小的真空绝热板（简称VIP板）来适当减小发泡层的厚度，但是由于VIP板的成本较高，故在实际设计时需要权衡冰箱各方面要求综合考虑。

表1 不同橱柜木板材质凝露测试结果

表2 各品牌嵌入式风冷冰箱外表面凝露测试结果

3 结论

本文通过不同的测试条件对嵌入式冰箱的凝露进行测试对比，得出在嵌入式冰箱开发阶段凝露测试条件应更接近用户使用条件，包括提高测试标准和使用更接近用户实际使用橱柜的测试柜,并通过不同发泡层厚度的多款嵌入式冰箱的凝露测试，得出参考的冷藏冷冻间室的发泡层厚度，为嵌入式冰箱设计提供了依据。