关键词：家用冰箱；未来发展趋势；设计影响
家用冰箱主要作用是食物储藏与保鲜。从1910年代第一台冰箱诞生，随后冰箱从吸收式--封闭式--空气冷却连续扩散吸收--制冷进行逐步转变，直至20世纪50年代家用冰箱逐渐出现在市面上。现阶段，我国冰箱行业技术发展和改进以节能、环保以及人性化设计三个方面为主。
一、家用冰箱行业发展
（一）节能方面
据统计，家用电冰箱在我国城市居民生活用电量比重20%左右，最大程度降低冰箱能耗成为必然。2003年我国制订了冰箱能耗的国家标准《家用电冰箱耗电量限定值及能源效率等级》（GB12021.2），并于2008年、2015年两次对此标准进行修订，推动冰箱企业技术改进和创新降低产品耗电。当前业内已经而且仍然在采取措施优化制冷系统各个环节，来达此目的。
（二）环保方面
在大多数人的观念中，冰箱的环保仍局限在制冷剂方面，其实冰箱运行中的噪声和报废冰箱处置及回收利用都应该归为环保范畴。
（三）人性化设计方面
家用冰箱广泛进入人们的生活，在满足制冷保存食物的基本功能,并在节约能源和保护环境方面取得长足进步后，使用的舒适性以及如何使它更人性化就成为行业关注的内容。
二、浅析家用冰箱未来发展趋势及对设计的影响
（一）绿色环保设计制造冰箱
1、制冷剂更换
冰箱上制冷剂过去使用的 R12 性能好，制冷效果佳，但由于对臭氧层的破坏以及引起温室效应已经被限期取消使用。
关于制冷剂替代品方面的探索，世界各国已经进行了深入的研究。有各种混和工质，如R134a/R152a，R290/R600a，R22/R502，纯质包括R209，Rl43a 等，但在当前的使用上主要集中于R134a 和R600a。
R134a 作为制冷剂优点是ODP 值为零、不可燃，毒性低，但它的溶水性强，要保证干燥和清洁性，并且 R134a的GWP 值很高，在温室效应引起更大关注的情况下，也会受到限制。
R600a 的ODP 为零，对臭氧层无破坏，GWP 值近于零，温室效应小，能效比比R12 稍好。但其属于易燃易爆物质，对其使用和操作必须遵守规范。
当前，以美国、日本为主国家采用R134a, 而以德国为主的欧洲采用R600a，由于R134a、R600a制冷剂都有缺点，寻找新型环保而热力性能又好制冷剂的步伐并没有停止。
2、优化设计制造
废旧冰箱中许多有用的资源，有色金属、塑料、玻璃、焊锡、碳等都是可以回收再利用。冰箱企业在设计和生产时应考虑到利于以后的回收： (1)优化设计方案，减少使用材料的种类，并尽可能在零件上标识材料名称，以便分类回收。(2)选择通用结构；采用螺钉等可拆卸联接，不用焊接或铆接；连接处不用或少用过盈配合等。
3、噪声控制
随着居民生活水平的提高，高品质的生活环境需要低噪声冰箱，实际上主要从压缩机和制冷管路两方面来改进。
压缩机降噪:作为冰箱系统中唯一有动力运动部件的压缩机是冰箱的主要噪声源，因而冰箱厂家着重从采用低噪压缩机方面着手控制冰箱的噪声。
管路降噪：制冷剂在管路流动过程中，由于局部的真空，以及弯头的布置导致“咕咕”声不断，并非为噪声源，实际上多是将竖直蛇管改为水平蛇管，以减小弯头处出现的真空。
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（二）节能技术的推广和使用
1、高效压缩机
压缩机作为冰箱的心脏部件，它的能效将直接决定冰箱的性能。为了减小冰箱的耗电量，生产厂家采取的最为简单有效的措施就是使用高效压缩机。压缩机推力面与曲轴箱止推面存在单边受力而形成单边摩擦现象，造成惯性力和力矩的不平衡，使振动加剧，效率降低，而止推关节轴承可有效解决此问题，消除不平衡力和力矩，输入功率有明显下降，cop的提升约2%。
2、高效热换装置
冰箱的蒸发装置包含：管板式、吹胀式、单脊翅片管式与冷却排管。冷凝装置包含丝管式、翅片式、内置管板式。不同装置其优点与缺点不同，需要结合具体状况选择。例如：管路的排布、降低管中外导热热阻方式。新研发的冰箱通过“蓄冷不断工作冷凝器、蒸发器，应用加装“蓄冷液”技术保存压缩机在运行过程中的能量。
3、第四代发泡剂的应用
应用于家用冰箱聚氨酯硬质泡沫的环保型发泡剂主要有：戊烷类、氢氟烷烃类和正在开发应用的的第四代发泡剂 。目前聚氨酯硬泡行业还处于环戊烷、HFC-245 fa和第四代发泡剂的二元或三元复配体系的过渡阶段。第四代发泡剂以液体HFO-1233zd三氟丙烯（LBA）为代表，LBA的ODP接近于零，不可燃且属于非挥发性有机物，GWP小于5，降低了温室效应。LBA的能效比环戊烷提高10% ~ 12%，导热系数比HFC 245fa低8%，采用LBA发泡的聚氨酯硬泡具有良好的强度、尺寸稳定性和粘结性。
4、合理的系统设计
文献[6]中介绍了多种制冷循环和系统。双回路制冷循环，这种循环的冷藏室温度冷、冷室温度完全由两个独立的制冷循环来实现。特点是：各储藏室能维持其最佳的蒸发温度，使循环效率提高进而达到节能的目的。
（三）功能及使用的人性化
1、方便生活的功能
无霜保鲜：应用化霜预制冷功能，在化霜前判断冰箱内的温度，并进行预制冷，使化霜前后冰箱内温度没有大幅度变化，有利于食品保鲜；大冷冻力，深冷速冻，食品营养不散失。
抗菌技术:利用持续生成的负离子，抑制食物代谢中酶的活力，抑制乙烯的生成以及病菌的生长繁殖，增加空气中的水分，以实现果菜保鲜的最佳湿度。
多温区设计:可冷藏、保鲜、软冷冻和冷冻等，可满足食品各种存放要求。
多功能室:具备干燥、除湿功能，适合保存易受潮食品、物品。
自动制冰 ：设自动制冰、碎冰和冷水系统，满足多种需求。
开门报警功能:提醒用户及时将门关好，防止冷气散失。
2、智能技术应用
现如今，智能电话、智能手表、电视等受到了人们的欢迎。而针对智能冰箱的出现想必也会如此，为人们生活带来便利。例如：通过最少的操作步骤得到计算机智能化，通过智能、速冻、节能等不同的运行方式，达到自动温度控制。确保温度控制准确，其偏差控制在0.1度进而达到食物保鲜。此外，人工智能学习系统也有了新的改善，食物保存量自动控制压缩机运行，使食物一直能够在恒温状态下保存，延长保质期。同时，也具有自动保存记忆，完善参数值。
结语：
综合分析，社会科技进步将继续提升冰箱行业设计制造水平，继而逐渐走向产品全面智能化。在今后十年中，我国市场上的冰箱无论是在保鲜、制冷，还是在健康、高技术方面将日渐突出。
参考文献：
[1]王晓锋.2015年中国出口冰箱发展趋势分析及展望[J].轻工标准与质量,2015（04）.
[2]张利梅,方旭红.冰箱发展趋势对塑料的要求[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2015（09）.
[3]吕秀凤,焦其意,崔培培,高冬花.综述智能冰箱的发展现状[J].家电科技,2015（11）.
[4]刘兆岩,张玉辉,王钊,陈妍,何江海.智能冰箱发展现状及趋势分析[J].家电科技,2017（02）.
[5]杨晓霞.浅析家用冰箱未来发展趋势及对设计的影响[J].科技资讯,2014（22）.
[6]张华俊.冰箱的节能与 CFC 替代低温工程 1994(79): 59-63
论文作者:曾勇
论文发表刊物:《科技中国》2017年7期
论文发表时间:2017/10/25
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