基于电冰箱的双循环制冷系统研究

[摘 要]单循环制冷系统的电冰箱主要用的是同一个蒸发器同步对冷冻室、冷藏室降温，两个冷室之间的传热温差大，以至于冷藏室制冷系数下降。相比之下，双循环制冷系统的电冰箱即可很好地控制室温又能节能降耗，且其系统简单。本文主要概述了电冰箱单循环制冷系统和双循环制冷系统的异同点，分析了双循环制冷系统在节能、调节湿度方面的优势、及其实用性。

[关键词]电冰箱；双循环制冷系统；优势；实用性

中图分类号：TM925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0096-01

引言：

随着科技的发展，现代人们生活水平的提升，电冰箱已经成为人们日常生活中必不可少的必需品。目前我国电冰箱的产量也呈现出迅速增长的发展趋势，电冰箱的耗电量占据民总用电量的比例越来越大，如何实现节能已经成为电冰箱行业相关人士关注的热点问题。同时，近几年来，为了与国家节能产品认证相匹配，国内的很多冰箱企业纷纷推出了双循环制冷系统电冰箱，何谓双循环制冷系统电冰箱，其和过去单循环制冷系统电冰箱有何区别呢？

1.电冰箱单循环制冷系统和双循环制冷系统的异同点

1）单循环制冷系统主要是指冰箱的制冷系统仅有一套单一的运转系统，当前人们使用的普通电冰箱多数属于单循环制冷系统，该系统又可称作多温单控系统，即在冷藏冷冻两个温度室或者多个温度室内只有一个室受控。通常情况下冷藏室的温度由机械温控器调节，而冷冻室的温度主要随着系统匹配的冷藏室温控器的挡位、环境温度的改变而改变，也就是说冷冻室的温度不能独自受到控制。

2）双循环制冷系统又被称作双温双控系统，主要依据冷藏、冷冻对制冷量方面不同需求，由电磁阀调节分配流向冷冻室、冷藏室的循环制冷剂，这两个室的温度分别由温控器分开独自控制。同时因为在双循环体系中引入了电子温控装置、电磁阀等，其成本增加，但该系统安装的制冷系统要比单循环系统更加实用。

2.双循环制冷系统在节能、调节湿度方面的优势

为了深入比较分析单循环制冷系统与双循环制冷系统在节能、调节温度等各方面的不同，对三种系统、构造相似，具有明显可比性的三种冰箱进行测试，三种冰箱结构参数如下表1所示。从下表2可知，在任何环境温度条件下，双循环制冷系统的电冰箱都可以使冷藏、冷冻温度达到最佳设定数值。但是单循环系统在温度较高的环境条件下会发生冷冻室太冷，冰箱运行时间很长的情况，主要因温控器一般设置在冷藏室，当环境温度高时，可能对温控器的开停比产生一定程度的影响，进一步延长冰箱工作时间。在较低的环境温度条件下若未打开加热器充当温度补偿，就会发生冷冻室过热的情况，当打开冷藏室加热器以后还可能发生冷冻/藏室太冷的情形。

单循环制冷系统的冰箱冷藏与冷冻室蒸发器是串联形式，这两个冷室在压缩机开机条件下同时制冷，关机以后同步停止工作，故其冷量分配主要由各自蒸发器大小而定。按照国际上规定的能耗需要在环境温度为25℃的条件下检测，很多冰箱都选择温度为25℃条件下的匹配方案，在其它环境温度条件下可能有匹配失调情况出现，当>25℃时，匹配失调情况会越来越严重。据计算在环境温度38℃的条件下，输入冷藏室的热量约为环境温度为10℃的（6～7）倍。但在38℃、冷冷室温度为-18℃的条件下，需要的制冷量是10℃的两倍。单循环制冷系统冷冻/藏量主要依据各自蒸发器大小自然分配，且只会受到冷藏室温器的控制，故在确保冷藏室温度达到5℃的条件下，在温度高的环境条件下就会发生冷冻室太冷的情况，或者延长压缩机运行时间导致不停机。若在较低的环境温度条件下则可能发生不开机，导致冷冻室太热。所以，对于单循环制冷系统冰箱而言，在较低的环境温度条件下需打开冷藏室加热器，以确保冷藏室快速达到开机所需温度。

与单循环制冷系统的电冰箱相比而言，双循环制冷系统则有效避免了上述缺陷。依据冷藏室、冷冻室的不同需求，电子温控器通过控制电磁阀可以将制冷量送入需要的室中去，在某种程度上规避了环境温度对冷冻室、冷藏室的不良影响，促使能量得到最佳分配、利用。此外，双循环制冷系统的电冰箱在高环境温度、低环境温度的条件下均具有显著的节能优点。随着未来冰箱储藏室的增多，可能会出现三循环或者多循环制的制冷系统，冰箱将会更高效地工作。

3 双循环制冷系统电冰箱的实用性分析

1）具备良好的冷冻功能，因双循环指令系统的电冰箱能够独立调控冷藏/冻室的温度，并且其冷冻能力远远超过了普通单循环制冷系统的冰箱，并且在冷冻过程中冷藏冷冻室内温度的变化范围低于单循环冰箱，小幅度的温度变化更利于食品的储存保鲜。

2）较宽的气候带，选用双循环制冷系统以后，在设计过程中能选用型号较大的冷藏室蒸发器，更易促使冰箱满足各种气候带使用规定。在较低的环境温度条件下，当冷藏室设定的温度比环境温度低时，冰箱在无任何加热补偿情况下可正常使用。

3）噪声很低，用双循环制冷系统，电冰箱整体噪声相对于单循环制冷系统而言较低，主要因为双循环制冷系统在吸气时压力很小，压缩机负荷也非常小，进而诱发的压缩机内部电机振动幅度低，噪声随之降低。

4）双循环制冷系统电冰箱的制冷剂充注量减少，对于相同型号（BCD-194）的单、双循环电冰箱而言，前者的制冷剂冲入量达到59gR600g，后者仅仅需用48gR600a。

5）在设计双循环制冷系统电冰箱结构的过程中，从上至下可以将电冰箱分成冷冻室、冷藏室以及变温室，并且各个间室有较独立的蒸发器。当启动电冰箱时，电磁阀处于通电状态，冰箱内部系统会依据支路形成循环回路，如果检测出的温度比变温室的设定数值上限高，电冰箱控制装置会促使双稳态电磁阀保持断电形态。

4 结语

在实际应用中，因受到外界环境温度变化、冰箱内放置食品情况、开闭冰箱门等各种因素的影响，单循环制冷系统的电冰箱冷冻/藏间室的冷量负荷不可能保持最佳设计数值，夏季外界温度高，以导致压缩机多次启动，降低冷冻室温度，浪费电能；而冬季则需打开温度补偿开关，有利于压缩机启动，浪费电能。而双循环制冷系统的电冰箱，因其引入电磁阀、电子温控装置，故其系统的匹配性能、节能效果远远优于单循环制冷系统的电冰箱，其具有广阔的市场前景。

参考文献

[1] 唐黎明，周苏明.带有冷变换器的双压缩机耦合冰箱[J].浙江大学学报（工学版），2013，2（11）：106-107.

[2] 陈炜.通过开停控制降低三系统冰箱能耗分析[J].制冷技术，2011，2（01）：58-59.

[3] 任召峰，孙清典.冰箱分立多循环制冷技术[J].制冷，2009，3（04）：88-89.

[4] 晏刚，王维.自复叠制冷循环双温冰箱的理论与实验研究[J].制冷与空调，2008，4（S1）：75-76.