冰箱分立多循环制冷技术
任召峰1，孙清典2
（1．青岛益美鲜冷冻产业有限公司，山东青岛266071；2．山东科技大学，山东青岛266510）摘要：分立多循环制冷技术包含多循环蒸发器并联独立制冷,分时控制等技术特点,实现了深冷、速冻、节能、控温范围广、精度高、使用灵活方便等功能，提供了冰箱节能的新途径。
关键词：科技报道；分立多循环；分时控制；冰箱；节能
中图分类号：TM92512 ; TQ018文献标识码：A
Refrigerator Independent - Multi Cycle
Refrigeration Technology
Ren Zhaofeng1，Sun Qingdian2
（1．Qingdao EMSY Industry Co.,Ltd，Shandong Qingdao 266071；2．Shandong University of Science and Technology，Shandong Qingdao 266510）
Abstract:Independent - Multi Cycle Technology including paraller evaporators freezing Independently, time-sharing contolling style,realize the function of refrigerating deeply, freezing quickly, energy
saving, the temperature controlled widely,used flexiblely and conveniently and so on,it provide the new approach for energy saving of the refrigerator.
Key words: Science&technology report;Independent - Multi Cycle; time-sharing contolling;
refrigerator; energy saving
1 引言
分立多循环制冷系统，由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器组和电磁阀构成，蒸发器组由多只蒸发器构成，包括低温间室蒸发器和高温间室蒸发器，各蒸发器通过电磁阀以独立或串联的方式形成蒸发器支路，其特征是在由高温间室蒸发器和低温间室蒸发器串联构成的蒸发器支路中，按制冷制剂的流向，低温间室蒸发器位于高温间室蒸发器的前端，以低温间室蒸发器的出口与高温间室蒸发器的入口相接。制冷剂先流过低温间室蒸发器，再流经高温间室蒸发器，制冷剂的制冷能力得到充分的发挥，并减少能耗。
2 电冰箱制冷系统发展的几个阶段 2.1单温单控机械控制电冰箱（单路循环制冷系统）
单温单控机械控制电冰箱, 它只能实现冰箱在工作时的单一开停, 或者单一温区的的温度控制。压缩机启动后, 制冷剂顺着封闭的管路流经冷
藏蒸发器或冷冻蒸发器, 然后回到压缩机，形成循环。其特点是，结构简单，功能单一，使用不方便。 2.2双温单控机械控制电冰箱（单路循环制冷系统）
附：双温单控制冷循环示意图，见图1
。
图1 直冷双温单控电冰箱：BCD-186H
注：a.图中箭头方向表示制冷剂流向；b.其中从1（压缩机）排出的是高温高压的R600a 和少量压机冷冻机油的混合气体；到达2（冷凝器）后，混合气体被冷却，冷凝成高压液体；通过3（干燥过滤器）过滤掉液体中的杂质、水分；然后高压液体流经毛细管时节流，变成低压低温的液体，进入5（蒸发器），低压液态R600a 汽
化制冷；产生的低压蒸气通过贮液罐，混合蒸气中的液态R600a 及少量的冷冻机油储藏在贮液罐；低压气体被吸入压缩机。
2.3双温双控电脑控制电冰箱（串并联双路循环制冷系统）
附：双温双控串联制冷循环示意图，见图2。
图2 直冷双系统电冰箱：BCD-238e
注：此系统中电磁阀（两位三通）出口接冷藏毛细管和冷冻毛细管，工作状态为：优先级高的为冷藏毛细管一路，冷冻毛细管一路优先级较低，但两路不能同时工作。
另附：双温双控并联制冷循环示意图，见图3。
图3 直冷双系统电冰箱：BCD-215e
注：此系统中电磁阀（两个并联的两位两通电磁阀）出口接冷藏毛细管和变温室毛细管，两路可同时工作。2.4三温三控电脑控制电冰箱（串并联三路循环制冷系统）
附：串联三路制冷循环示意图，见图4。
图4 直冷多系统电冰箱：BCD-252BP
注：此系统中电磁阀（两个串联的两位三通电磁阀）出口分别接冷藏毛细管、软冷冻室毛细管和冷冻毛细管，工作状态为：优先级最高的为冷藏毛
细管一路，负7度室毛细管一路优先级较低，冷冻室毛细管路优先级最低，三路不能同时工作。
2.5分立多循环电冰箱
附：并联多路制冷循环示意图，见图5
。
图5 分立多循环制冷回路示意图
3 传统双路或三路循环电冰箱存在的缺陷
当制冷系统处于稳定运行状态后，在冷藏室放入热的食品，系统开始工作，冷冻室也同时制冷，导致冷冻室温度过低，冷冻室提供的冷量消耗的是无用功，浪费能源。不能独立控制，即不能实现既可关闭冷藏室，也可关闭冷冻室。冷冻室温度调节范围窄，冷冻和冷藏不能相互转换。 4 我国气候特征及市场需求
我国幅员辽阔，各地气温差异大；一些地区冬季气温较低，如在东北地区，一年内约有4个月时间气温在-12℃以下，如在长江流域，一年内约有4个月时间气温在9℃以下。
北方部分地区冬季不使用冷冻室，如东北地区，由于气温低，冬季常用封闭阳台作为天然冷冻箱，而南方部分用户春、秋季不使用冷藏室。
市场需要冷藏或冷冻均能关闭的电冰箱。
5 分立多循环制冷技术
分立多循环制冷技术的核心在于采用“分”时控制和各循环制冷回路独“立”运行，应用分立多循环制冷技术而研制成功的电冰箱，既可避免做无用功，又可单独关闭冷藏室或冷冻室，达到双重节能的目的，冷藏室和冷冻室温度可调节范围广，温度控制更精确，+10℃~－36℃连续可调，用户可根据各种情况灵活使用。而且不用考虑冷藏和冷冻之间的匹配，电冰箱制冷系统设计工作变得轻松自如，并可节省大量的设计和试验资源。
5.1分立多循环制冷原理
分立 —— 控制方面采用“分”时控制，各循环回路独“立”运行制冷。
并列 —— 结构方面采用并列式的蒸发器。
多循环——可根据多温区多间
室要求而分为多个制冷循环回路，如冷藏制冷回路、冷冻制冷回路、冰温制冷回路等多个循环，其核心在“分
立”。
5.2实现分立多循环需解决的几个问题
5.2.1如何实现分时控制
将冷藏蒸发器、冷冻蒸发器进行并列连接形成两个独立的制冷回路；通过试验确定两间室冷量的优先分配原则，利用智能控制器实现分时控制，满足冷藏、冷冻同时使用的要求。
5.2.2如何实现节能
由于冷藏蒸发器和冷冻蒸发器并列，不用考虑两者之间的匹配关系，可分别实现蒸发面积最大化，提高换热效率。用户可根据季节变化和自己的使用习惯，关闭冷藏室或冷冻室。
5.2.3如何实现冷藏、冷冻互换和冷藏、冷冻随意关闭
利用智能控制器对电磁阀的控制，控制系统制冷剂的流向（流向冷藏蒸发器或冷冻蒸发器），实现分别关闭冷藏室、冷冻室的功能，系统控制原理图见图6，电路控制原理图见图7。
图6 系统控制原理图
图7 电路控制原理图
5.2.4如何与变频技术结合在中高转速下，实现冷冻回路系
统的优化匹配；在低转速下实现冷藏
回路系统优化匹配，系统更节能。通过智能控制，可进一步提升速冷能力和速冻能力，食品保鲜效果更好。 5.5与传统双循环冰箱对比主要优势 5.5.1精确控温，冷冻和冷藏可互换，通过智能控制，冷冻室和冷藏室的温度可保持稳定状态，温度运行曲线见下图。
图8 温度运行曲线图
5.5.2节能
分立多循环冰箱，一方面，出众的精确控温功能不会造成压缩机多余制冷，温度失控下跌的浪费现象。另一方面，并联循环的结构可以单独关闭冷冻室或冷藏室，消费者可以根据自身需要选择不同的节能方式，关闭冷冻室后，最低日耗电仅0.28度。 5.5.3深度冷冻及保鲜功能
由于冷冻室可独立控制，冷冻室温度可达-36℃以下。在此温度下，微生物和酶的活动都几乎完全停止，食品保鲜时间更长。 5.5.4冷藏室超强冷却能力
在分立循环状态下，当冰箱冷藏室或冷冻室内放进食物时，压缩机启动，并联循环结构可使整个系统能集中冷量只为刚刚放进食物那个储存室制冷，因而食物很快就达到消费者自己设定的温度，制冷速度可提高40％以上。
图9 冰箱降温曲线图 图10 实例——将3kg 热负载放入冷藏室
实际运行温度曲线
-5
510
15
20
25
3035
050100
150200
时间(分钟)
温度(℃)
BCD-207AK 普通冰箱
9:00
10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00
-25
-20
-15-10-50510
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
温度 (C )
100
200
300
400
500
600
700
功率 (W )