非冰箱型饮水机制冷系统研究

非冰箱型饮水机制冷系统研究

谢剑周

佛山市顺德区美的厨房与热水器事业部   528000

摘要：本文通过对非冰箱型饮水机制冷系统性能的研究，以实验的方法，找出影响饮水机制冷性能的各种因素。

关键词：非冰箱型饮水机；制冷系统

1.饮水机压缩机制冷系统简介

饮水机制冷属微型制冷系统，其结构紧凑，由小型全封闭式压缩机、丝管式冷凝器、盘绕在不锈钢水桶外壁的铜管蒸发器及起节流作用的毛细管所组成。

2环境对制冷系统参数影响分析

通过相关的测试，验证饮水机制冷系统性能受哪些因素影响。

实验目的：验证不同工况的变化对系统参数的影响。

实验条件：同一个制冷系统，分别在环境温度为25℃与38℃二个工况下进行测试。

系统参数具体如下：

压缩机（丹甫）PW2.5VK,功率70W,制冷量78W

冷凝器：丝管式，单层，高度470mm，宽度270mm,散热管间距42mm，管总长6163 mm，

散热钢丝：直径1.5mm，钢丝间距6mm

蒸发器：铜管外径6.35mm,厚度0.5 mm,长度,2500 mm，缠在直径为163mm的冷桶下部。

毛细管：外径1.85mm，内径0.7mm，长度1980mm

制冷温控器：机械压力控制方式，断开点7.5℃，接通点10℃，冷媒灌注量30g（R134a）

测试标准：

在25℃环境下，把饮水机的冷罐加满常温水（约25℃），并在在冷水（冷桶内感温管处）、压缩机顶、冷凝器进口、冷凝器中间、冷凝器出口、蒸发器进口、蒸发器中间、蒸发器出口分别布上检测点，然后插上电源，使压缩机运行，观测系统运行的工况参数。

图1 25℃环境性能曲线

同样在38℃的环境下，把饮水机的冷罐加满常温水（约30℃），然后插上电源，使压缩机运行，以观测系统运行的工况参数，具体数据如下面的性能曲线。

图2 38℃环境性能曲线

测试结论：

当工况由25℃升为38℃时，压缩机温度由50℃上升到80℃，冷凝器进口温度由52℃上升到83℃，冷凝器中部温度由43℃上升到60℃，蒸发器进口温度由-20度上升到-5℃，蒸发器中部的温度也由-10℃上升到0℃，首次制冷时间由30分钟加长到50分钟。

3.环境对制冷水能力影响分析

实验目的：验证工况的变化对系统制冷水能力的影响。

实验条件：做完以上系统温度测试后的饮水机，分别在环境温度为25℃与38℃二个工况下进行放水测试。

测试标准：制冷系统运行停机后，每20分钟放500ml的冷水，迅速记录此时的混合水温，放水2个小时。

测试结论：25度环境下，冷水的混合水温均较理想，保持在10度范围以下，38度环境下，只有前二次冷水温度可保持在10度以下，而后面的冷水温度越来越高，所以随环境温度升高，混合水的冷水温度也声高。

4.冷凝器与灌注量对制冷传热效果分析

实验目的：验证比较冷凝器面积和灌注量两个变量对系统制冷量的影响。

实验条件：同一个压缩机制冷系统，除冷凝器、灌注量外，其它装置如蒸发器、毛细管的规格均相同；环境温度为25℃。

实验设计：为了系统运行的稳定性，不受蒸发器保温不好而导致系统传热出现误差，采用蒸发器内置于冷桶内的方式进行测试，以保证热交换充份。

系统参数：

状态一样机

压缩机（丹甫）PW2.5VK,气缸排量 2.5cm3,功率70W,制冷量78W

冷凝器：丝管式，单层，高度470mm，宽度270mm,散热管直径4.76mm,间距42mm，管总长6163mm，散热钢丝：直径1.5mm，钢丝间距6mm

蒸发器：铜管外径6.35mm，厚度0.5 mm，长度，2500 mm，毛细管：外径1.85mm，厚度0.7mm，长度1980mm

状态二样机

压缩机与状态一的样机同样

冷凝器：丝管式，双层，最外层高度448mm，第二层高度397mm，宽度237mm,散热管直径4.76mm,间距56mm，管总长5800 mm，散热钢丝：直径1.5mm，钢丝间距6mm

蒸发器与状态一的样机同样

灌注量取两个值：26g和30g；实验样机规格见下表：

表3 冷凝器状态与冷媒量

实验方案：排空冷罐里面的水，然后给冷罐注入2L（m=2kg）25℃左右的水并记录水温t1，开机运行15分钟关机，立即测量冷罐里混合水的温度t2，以此来计算制冷量，其中(kj / kg·K),。

表4 实验数据记录表

表5 实验数据记录表

测试结论：从测试数据可以看出，单层冷凝器的制冷效果比双层的好一点，而且从冷媒的充注量角度分析，由于水的热容量较大，所以在一定的情况下，冷媒充注量多时制冷速度也较快。

5.结语

通过对不同工况下系统运行参数的变化及制冷水能力的实验分析，并通过不同冷凝器的形式与灌注量对制冷系统传热进行实验分析，为小型的制冷系统设计提供参考。

参考文献

[1]辛星,<<国产中小型制冷空调装置典型应用系统与维修>>,电子工业出版社,1994,34-36

[2]张祉祐,<<制冷原理与设备>>,第5版,机械工业出版社,1993,50-51

[3]冷热饮水机（QB/T 2452-99）,中华人民共和国轻工行业标准,1997,07

1