风冷冰箱风道设计的探究

风冷冰箱风道设计的探究

戴胜萍周斌

长虹美菱股份有限公司    230601

摘要：冰箱风道设计是冰箱制冷性能优化的重要环节。风道结构和布局直接影响到冷气流动的均匀性和冷却效果。目前，冰箱风道设计仍面临着一些挑战，例如如何提高冰箱能耗，如何解决风道漏风问题，等等。因此，对冰箱风道设计进行深入研究具有重要意义。本文首先介绍了冰箱风道的基本原理，分析了冰箱风道设计的关键要素，如风道尺寸、形状和定位等。在此基础上，通过实例分析，探讨了不同设计参数对冰箱风道性能的影响。

关键词：冰箱；风道设计

Dai Shengping，Zhou Bin

（ChangHong MeiLing Co.，Ltd，230601）

Abstract: The design of refrigerator air ducts is an important link in optimizing the refrigeration performance of refrigerators. The structure and layout of the air duct directly affect the uniformity of cold air flow and cooling effectiveness. At present, the design of refrigerator air ducts still faces some challenges, such as how to improve refrigerator energy consumption, how to solve the problem of air duct leakage, and so on. Therefore, conducting in-depth research on the design of refrigerator air ducts is of great significance. This article first introduces the basic principle of refrigerator air ducts and analyzes the key elements of refrigerator air duct design, such as duct size, shape, and positioning. On this basis, the influence of different design parameters on the performance of refrigerator air ducts was explored through example analysis.

Keywords: refrigerator; Air duct design

引言

冰箱风道设计是风冷式冰箱设计的组成部分，研究冰箱风道设计的意义在于提高冰箱的制冷性能。通过优化风道系统的设计，可以改善制冷效率和温度分布的均匀性，这对于提高冰箱的制冷效果，提升用户体验具有重要意义。此外，研究风道风路设计对于压损和风量的控制也具有重要意义。通过减小压损和提高风量的均匀性，可以降低冰箱的能耗，提高其节能性能。因此，研究冰箱风道设计具有重要的工程应用价值和理论研究意义。

1 .风冷冰箱中风道的作用

冰箱风道作为冰箱的重要组成部分，具有多重作用。首先，冰箱风道能够引导空气流动，实现冷气的对流循环，从而保持冰箱内的恒定温度。

其次，冰箱风道还可以实现温度的均匀分布。在冰箱内部，由于食物的不同放置位置以及门的开关，冷气循环流动有时会导致一些区域的温度较高，而另一些区域的温度较低。冰箱风道的作用是通过引导空气流动的方向和速度，帮助均匀分布冷气，避免温度差异过大。

另外，冰箱风道还能够提高冷却效率。通过科学设计，冰箱风道能够优化空气流动的路径和速度，使得冰箱内的冷气能够更加高效地循环利用。这样一来，冰箱的制冷速度就会更快，食物的新鲜度能够更好地得到保证。

2. 冰箱风道的类型

风冷冰箱风道根据其结构和功能的不同，可以分为多种类型。以下是一些常见的冰箱风道类型：

1) 上下单通道风道：这种风道设计采用单个通道，用于实现上下部分冷气的循环。通过一个的通道，冷气从底部冷冻室上升，并从顶部的冷藏室流出。这种风道设计简单且易于制造，适用于小型冰箱。

2) 多通道风道：多通道风道将冷气分流到不同的区域，譬如冷冻室、冷藏室和变温室，通常，这种风道设计包含两个或多个通道，每个通道都负责将冷气引导到不同的冷间室。多通道风道能够实现更精确的温度控制，适用于大型家庭或商用冰箱。

在冰箱风道的选择过程中，应根据冰箱产品的规划、使用需求和预算等因素进行综合考虑。不同的风道类型适用于不同类型的冰箱，而合适的风道设计可以提高冰箱的性能和用户体验。

3. 冰箱风道的工作原理

冰箱风道作为冷藏冷冻系统中的重要组成部分，扮演着将空气流动引导至合适位置的关键角色,首先，冰箱内部的冷气由压缩机产生，冷气进入到循环系统的蒸发器，经过蒸发器的冷气被引导进入风道系统，风道中的风扇起到了很重要的作用。风扇会产生强大的气流，将冷气从蒸发器推送至冰箱内各个间室。其二，冰箱内的多个出风口也对冰箱风道的工作流程起到了重要的支持作用。这些出风口位于不同的区域，比如冷藏室和冷冻室。冷气从风扇中推送出来后，会通过这些出风口进入冰箱的各个区域。冷藏室的出风口通常设置在冰箱的中上部，有侧面出风和正面出门两种，而冷冻室的出风口则通常位于冷冻室的正面。由于冷冻室的温度较低，所以出风口位置的设计非常关键，必须确保冷气能够均匀地进入到冷冻室中。

4. 冰箱风道设计的基本要求

冰箱风道设计作为冰箱冷藏冷冻功能的关键部分，其设计要求非常重要。在进行冰箱风道设计时，需要考虑以下几个基本要求。

首先，冰箱风道设计要满足均匀的空气流通要求。冰箱内部空气的循环对于食品的保鲜和冷凝霜的防止非常关键。因此，在设计冰箱风道时，需要保证空气能够均匀地循环流通，避免产生死角或是低流速区域。

其次，冰箱风道设计要保证良好的温度分布。不同的食品对于温度的要求不同，因此在进行冰箱风道设计时，需要合理地分配冷气流的通道，以保证不同区域的温度能够得到均衡分布。风道中风口的尺寸大小和风道中空气的流动通道形状首先根据CFD分析确定，再根据冰箱整机测试的结果进行调整。

另外，冰箱风道设计还要考虑降低噪音的要求。冰箱风道中空气的流动会产生一定的噪音，特别是当风道长度较长时，噪音问题会更加突出。因此，在设计风道时，需要采取一定的措施，如合理设计风道形状，增加消音设备等，以降低噪音的产生。

此外，冰箱风道设计还需要考虑风道结构的紧凑性。冰箱作为家电产品，其体积和外观都是用户考虑的因素之一。因此，在进行风道设计时，需要尽可能地减小风道占用的空间，保证冰箱结构的紧凑性，从而增大冰箱的使用容积。

在冰箱风道设计中，还需要考虑其对于能源消耗的影响。空气流动所需的能量消耗是不可忽视的，因此，在设计风道时，需要尽可能地减小能量损失，提高冰箱的能效。

综上所述，冰箱风道设计的基本要求包括满足均匀的空气流通、良好的温度分布、降低噪音、紧凑的结构和节能等。在实际设计过程中，需要综合考虑各项因素，以达到优化冰箱性能的目的。

4． 冰箱风道材料的选择

冰箱风道作为冷气流动的通道，其材料的选择对于冰箱的制冷效果和能效指标具有重要影响。在选择冰箱风道材料时，需要考虑以下几个关键因素：

1. 密封性：冰箱风道需要具备较好的密封性能，以防止冷气泄漏和热气进入。因此，选用材料时需要考虑其密封性能，特别是接缝处的密封性。塑料材料如聚丙烯和聚氯乙烯等常常被选用，因为塑料具有良好的可塑性，可以制造出更好的接缝密封效果。

2. 耐腐蚀性：由于冰箱风道会与潮湿的环境和冷却剂接触，因此需要选用具有较好耐腐蚀性的材料。一些EPS泡沫和塑料材料具备这种特性，能够有效抵御潮湿和冷却剂的侵蚀，延长冰箱风道的使用寿命。

3. 火焰阻燃性：安全性是冰箱风道设计中的重要考虑因素之一。因此，在材料选择过程中，需要优先考虑具有良好火焰阻燃性能的材料，以提高冰箱的使用安全性。

综上所述，冰箱风道的材料选择需要综合考虑导热性能、密封性、耐腐蚀性和火焰阻燃性等因素。目前冰箱风道采用塑料和EPS泡沫件比较多。

5.设计实例的风道设计方案

设计实例选取了一款能效较高的单系统带电动风门的冰箱作为研究对象。为了达到高效冷藏的目标，我们将从风道设计方案入手，对其进行深入研究和分析。

首先，针对冰箱的布局结构和内部组件，我们采取了一种分层设计的思路。根据冷藏和冷冻区域的功能需求，将风道划分为上下两部分。上部风道主要负责冷藏区域的空气循环，下部风道则专注在冷冻区域的空气循环上。其次，我们在风道布置上采用了合理的曲线设计。通过引入适当的流线型曲线，能够有效减少气流的阻力，提升空气的流动效果。同时，曲线设计还有助于减少噪音和震动的传播，提升冰箱的使用舒适度。我们通过流体动力学模拟和实际试验验证，优化了风道的曲线形状，确保了良好的空气流通性能。

另外，我们还考虑到了冰箱冷凝水的处理问题。在设计实例中，我们特别设计了一个冷凝水收集装置，将冷凝水通过管道引导到集水槽中。这样的设计不仅能够避免冷凝水对风道的干扰，还能够方便用户定期清理冷凝水。

6. 风道设计参数

   风道设计参数设计，首先，冷藏风道和冷冻风道风口的大小，出风量合理分配为，冷藏室25%左右 ，冷冻室75%左右，其二，为了保证冷藏风道空气畅流，空气通道高度最好不小于15，第三，空气通道避免涡流，风道中空气流通通道尽量顺化，避免尖角设计。

7.风道设计的关键点

第一，需要考虑优化风道的风路设计，通过优化风路设计，来提高空气流动的效率。第二，可以考虑采用新型材料来改进风道的性能。例如，可以选择具有更好绝缘性能和隔音效果的材料，以降低冰箱工作时的噪音和能量损耗。此外，还可以采用具有较好导热性能的材料，以提高冷藏室和冷冻室的温度控制能力。第三，还可以利用流体力学模拟软件进行数值模拟和优化设计。通过对风道内流场的分析和优化，可以更好地理解风道内的气流分布和速度分布，从而改进风道的设计。最后，需要对新设计方案进行实验验证和效果评估。可以通过模拟实验或实际测量，评估新设计方案在降低能耗、提高制冷效果等方面的表现。

参考文献

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