风冷冰箱冷藏风道到冷藏箱胆设计距离探究

风冷冰箱冷藏风道到冷藏箱胆设计距离探究

戴胜萍周斌

长虹美菱股份有限公司    230601

摘要：本文探讨了冷藏风道设计到冷藏箱胆距离对冰箱性能的影响。通过冷藏风罩加宽前后流场仿真分析和冰箱性能实验验证，得出冷藏风道到冷藏箱胆距离对于冰箱制冷性能的重要性。在冷藏风道到箱胆不同距离条件下，对冰箱冷藏性能进行详尽分析；结合流动特性影响进行系统研究，为优化风道结构提供依据。通过实验与数值模拟，验证了不同风道距离对制冷效果的影响，结果表明距离参数对冰箱冷却速率和温度均匀性具有显著效应。研究成果对于提升冰箱整体性能具有指导意义，为冷藏风道设计提供了科学依据。

关键词：冷藏风道；风道距离；数值模拟

引言：冷藏风道设计是影响冰箱性能的关键因素之一，尤其是冷藏风道与冷藏箱胆之间的距离。在冰箱使用过程中，冷藏风道负责将冷空气均匀分布到冷藏箱内部，从而维持稳定的温度环境。如果冷藏风道与冷藏箱胆的距离过近，可能导致冷空气流动不畅，形成局部过冷或者不均匀的温度分布；而若距离过远，则冷空气充分到达冷藏箱胆的时间延长，影响冰箱的制冷效率和能耗。

在具体应用中，第一通过CFD（计算流体力学）模拟分析，能够有效评估冷藏风道到箱胆设计距离对气流分配效果的影响。第二通过具体冰箱实验数据验证，摸索冰箱风道到冰箱箱胆的合适距离。

综上所述，冷藏风道到冷藏箱胆的距离直接影响冰箱的制冷性能和能耗，将其设计优化为30-80mm，同时注重材料和形状的科学选用，能显著提升冰箱的整体效率。在未来的研究中，将进一步探索不同设计距离对冰箱性能及用户体验的综合影响。

1.冷藏风道工作机制

冷藏风道的工作机制主要依赖于空气流动的控制与温度分布的调节。冷藏风道通过对风扇电机、电动风门的控制，将冷藏室内的空气循环，引导冷空气到达各个区域，以保持稳定的低温环境。关键参数包括风速、风道截面积及风道设计的流畅性。风速通常设定在0.2-1.0米/秒之间，以保证有效的热交换和空气混合。风道截面积直接影响气流阻力，通常通过优化流体力学设计来减少能耗，同时保证风量。

在实际应用中，风道设计中需考虑冷藏间室的储存性质，如摆放方式、负载变化及外部环境等，这些因素都会影响冷却效果。定期的空气流量和温度分布测试是必要的质量控制手段，以确保系统始终运行在最佳状态。

此外，现代冷藏风道系统已经采取先进的控制技术，如变频调速和智能温控系统，以适应不同的负载变化和外界气候条件。变频风扇可以根据内部温度的变化自我调节风速，从而实现更高效的能耗管理和更精确的温度控制。

2. 冷藏风道到箱胆距离效应

在冷藏风道设计中，风道到冷藏箱胆的距离是影响冰箱性能的重要因素。研究表明，风道与箱胆的间距会显著影响空气循环效果及温度均匀性。当风道距离箱胆过近时，对侧面出门的风道可能导致冷空气流通不畅影响冷藏室制冷效果；而距离过远则会导致冷气分布不均，降低整体冷却效率。

通过对BCD-510冰箱的CDF分析，得出如下数据：

冷藏室风罩距离箱胆60mm和冷藏风道距离箱胆10mm的比较。

(1).冷藏风罩对比(侧面出门风道)。

风罩距离箱胆60mm        风罩距离箱胆10mm

(2).风罩加宽前后风道风口出风后的走向变化(备注：135mm风机，转速1300rpm)

冷藏室风口俯视图

风罩距离箱胆60mm                       风罩距离箱胆10mm

从分析结果看，出风后间室内部的风循环走向：风罩距离箱胆60mm出风后更倾向于散开，风罩距离

箱胆10mm出风后更倾向于沿着壁面向前，冷空气发散性变弱。

通过对BCD-510W冰箱的进行实验，得出如下数据：

从数据结果看，风道距离箱胆距离为10mm比风道距离箱胆距离为60mm冷藏室积分均值提高，

风道离箱胆距离太小，制冷效果变弱。

以上是部分CDF分析和实部分验数据的引用

通过对不同距离（10mm、30mm、60mm、100mm）的实验测试，发现当风道距离设定在30mm-80mm时，匀温性能最佳，冷藏箱内温度波动在±1°C内，整体冷却效果和能效比均达到最优。此时，空气的对流和热交换能量较为平衡，使得冷气在箱体内形成更加稳定的温度环境。

在模拟冷藏箱的多点温度监测试验中，风道到箱胆距离为30mm-80mm时，测得箱内各点温度的均匀性优于其他设定，冷藏食品的保鲜效果显著提升。

数值模拟结果也支持上述实测数据。CFD（计算流体动力学）分析表明，风道与箱胆的最佳距离为30mm-80mm时，气流速度在箱内的分布最为均匀，流动涡旋最少，能有效提升冷气的分散性和循环效率。

3.2 距离对流动特性影响

在冷藏风道设计中，冷藏风道到箱胆距离对流动特性有显著影响，主要体现在风速、流动模式及热交换效率等方面。风道与箱胆的距离增大时，气流在进入冷藏箱前的扩散现象会明显增加，导致风速降低。在距离设置为50mm时，风速测量值可达2.5 m/s，而在150mm距离时，风速下降至1.8 m/s，过大的距离可能导致流场的非稳态特征，从而导致冷藏箱内部温度分布不均。

因此，冷藏风道与冷藏箱胆之间的合理设计距离至关重要。在具体设计中，结合实际应用需要，建议距离设定在30mm至80mm的区间，以保障气流的稳定性与效率最大化。在推进实际应用中，可利用流动仿真技术优化设计参数，确保冷藏效果的同时，提升能效比，降低运营成本。这一阶段的参数优化为后续冷藏系统的综合性能提升奠定了基础。

四、实验研究与模拟分析

在冷藏风道设计中，冷藏风道与冷藏箱胆的距离是影响冰箱性能的关键因素。本实验旨在通过变化风道与冷藏箱间的距离，评估其对冷却效率和能耗的影响。实验选取三种风道距离设置：10mm、50mm和150mm。每组设置进行相同的实验条件，确保环境温度维持在25℃。冰箱内部测量位置分为冷藏室、冷冻室和冷藏箱胆底部，共设置五个温度传感器，实时监测各传感器的温度变化。

在实验过程中，利用高精度温度记录仪每隔5分钟记录各个位置的温度，持续监测72小时，以确保数据的稳定性和准确性。各组样本采用日常存储条件，检测数据包括各个传感器在不同距离设置下的最低温度、温度均衡时间和能耗信息。能耗采用功率计监测，记录每个设置阶段的能耗波动，以评估风道距离对能效的影响。

对于50mm距离设置，风道的空气流速和温度保持较高的均匀性，冷藏室温度迅速达到设定值，相应的能耗水平保持在较低水平。10mm设置下,冷空气流通不畅，150mm设置下，放置相对较远造成冷空气无法有效覆盖整个冷藏箱，导致温度均衡时间显著增加，温度分布不均。一旦冷却完成，长时间保持的能耗数据显示，150mm距离下的能耗显著提高，平均能耗比50mm设置增加约15%。

利用计算流体力学（CFD）软件对实验数据进行模拟分析，进一步强化实测结果。在三种距离设置下，模拟结果显示气流分布及温度场的变化趋势与实测结果基本一致，为后续的优化设计提供了数据支持。这些定量和定性数据将指导今后冷藏风道设计的调整与改进，为提升冰箱性能提供科学依据。

五、结论

冷藏风道设计中的冷藏风道与冷藏箱胆之间的距离对冰箱性能具有显著影响。研究表明，该距离直接关系到冷空气的分布、冷藏室的温度均匀性以及能效。通过风道数值模拟和实验验证，发现最优距离为30-80mm。在这一范围内，冷藏箱内部温度波动控制在±1°C内，有效提高了食品的保鲜效果。

此外，冷藏风道的整体布局在空间利用和空气流动效率方面有重要作用。最佳设计应规避死角，并通过合理的导风板设置使冷空气能够均匀覆盖整个冷藏室。合理的角度和布局可以提升冷空气流动的有效性，降低能量损耗，预计能耗降低范围为5%-15%。

在实际应用中，针对不同需求的冷藏室大小，设计应灵活调整冷藏风道与冷藏箱胆的距离以及相关参数，以达到最佳的应用性能和节能效果。

参考文献

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