一、制冷原理简介
在蒸汽压缩式制冷系统中,制冷剂从某一状态开始,经过各种状态变化,又回到初始状态,在这个周而复始的热力过程中,每一次都消耗一定机械能(由电能转化而来),从而从低温物体(冰箱内部)中吸收热量,并将此热量转移到高温物体(冰箱外部),这一过程称为制冷循环。为进行制冷循环各个热力过程所需的机械、设备及连接它们的管路、管路附件等组成的系统,称为制冷系统。制冷循环共有以下四个过程,如图1所示。
1.蒸发过程
节流降压后的制冷剂液体(混有饱和蒸汽)进入蒸发器,从周围介质吸热蒸发成气体,实现制冷。在蒸发过程中,制冷剂的温度和压力保持不变。从蒸发器出来的制冷剂已成为干饱和蒸汽或稍有过热度的过热蒸汽。物质由液态变成气态时要吸热,这是制冷系统中使用蒸发器吸热制冷的原因。
2.压缩过程
压缩机是制冷系统的心脏。在压缩机完成对蒸汽的吸入和压缩过程,把从蒸发器出来的低温低压制冷剂蒸汽压缩成高温高压的过热蒸汽。压缩蒸汽时,压缩机要消耗一定的能量。
3.冷凝过程
从压缩机排出来的高温高压蒸汽进入冷凝器后进行冷却,使过热蒸汽逐渐变成饱和蒸汽,进而变成饱和液体或过冷液体。在冷凝过程中,制冷剂的压力保持不变。物质由气态变为液态时要放出热量,这就是制冷系统中要使用冷凝器散热的道理。
4.节流过程
从冷凝器出来的高压制冷剂液体通过毛细管时被节流降压,变为低压液体,然后再进入蒸发器重复上述的蒸发过程。
二、分立多循环制冷系统简介
分立多循环冰箱在系统方面进行了较大的改变,使冰箱的状态可由使用者自由控制,其系统结构如图2所示。
该系统可使冰箱进入并联工作状态,通过电磁阀的控制和切换,将“空间”进行分割控制,使制冷剂的流向在不同冰箱室的制冷蒸发器之间交替流动。分立循环技术既可实现分立双循环,也可实现分立多循环。在多循环状态下,冰箱可以实现三、四、五甚至更多间室并联独立工作,互不影响。
分立多循环制冷系统的特点主要表现在以下几方面:
“快”:制冷速度快,自动速冷、自动速冻;“变”:自由调温、自由关闭、自动适应环境变化;“省”:运行省电、调温省电;“准”:控温准确、温度波动小。
三、电脑控制型冰箱的控制特点
电脑控制型冰箱中的传感器感应箱内温度,并将信息传递给A/D块,进行模/数转换器处理后送给单片机,单片机根据预设程序发出指令,指挥各个负载的工作。
在采用分立多循环制冷系统的冰箱中,其压缩机与电磁阀的工作状态更多,电脑板对其控制精度更高,下面以容声AY3系列冰箱为例进行说明。
1.压缩机的状态
在该系列冰箱中,压缩机的工作状态如下:
(1)速冻模式下压缩机运行,直到退出速冻。
(2)非速冻状态下压缩机连续运行3小时,压缩机停机。
(3)下面三个条件同时满足时压缩机停机:冷藏室温度低于设定温度,或处于化霜或关闭状态;变温室温度低于设定温度,或处于化霜或关闭状态;冷冻室温度低于设定温度,或处于化霜或关闭状态。
(4)压缩机停机时间大于10分钟,且满足下列条件之一则压缩机启动:冷藏室工作时温度高于设定温度且不处于化霜状态,变温室工作时温度高于设定温度且不处于化霜状态,冷冻室工作时温度高于设定温度。
2.电磁阀的控制
在该系列冰箱中,电磁阀的控制特点如下:
(1)压缩机停机后不向电磁阀发送信号。
(2)每次向电磁阀发送信号时,连续重复输出4个脉冲。对于双稳态电磁阀而言:输入正脉冲(脉冲宽度为5ms~10ms, 220V/50Hz半波),电磁阀导通;如向电磁阀输入负脉冲,电磁阀关断。
(3)双稳态电磁阀在断电后会保持原状态,为防止误动作,在运行过程中应向相应电磁阀发送保持信号。
(4)当电磁阀状态需发生变化时,应立即向电磁阀发送相应驱动脉冲。
(5)每次上电后压缩机运行前,对三个电磁阀进行如下操作:
上电后发送正脉冲,每隔1s切换一次电磁阀状态,3s后发送负脉冲,然后根据程序进行相应控制。
(6)在系统每次上电后,如同时满足下列条件:1)三个室均工作,2)-3℃<冷藏室温度-冷冻室温度<3℃ , 3)冷藏室温度>冷藏室开机温度,4)变温室温度>变温室开机温度,则电磁阀R导通、阀M关断、阀F导通6分钟,接着电磁阀R关断、阀M导通、阀F导通4分钟,按此规律交替运行。
如满足下列条件之一,则自动跳出上述控制模式:上电时间超过30分钟,其中一个室被关闭,冷藏室温度≤开机温度,变温室温度≤开机温度,冷冻室温度≤开机温度。