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《电器产品质检技术》课件 清华大学出版社 53 家用电器使用性能的测试.ppt

发布时间:

电器产品质检技术

2020年4月5日1时34分

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第五章 电器产品使用性能的测试

本章内容:
第一节 电动器具 第二节 电热器具 √第三节 制冷器具
要点

一.电冰箱测试 二.空调器测试

?了解制冷技术基本工作原理 ?掌握电冰箱、空调器测试项目和方法

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第五章 电器产品使用性能的测试

第三节 制冷器具

制冷器具是一类比较特殊的器具(联合器

具)。通常,家用的制冷器具包括电冰箱、房 间空调器、制冰机等,是采用比较典型的压缩

式制冷系统,其特点是:

?由电动机压缩机、蒸发器、冷凝器、毛细管、 制冷剂等组成回路

?高压液态制冷剂在蒸发器中蒸发时吸收热量,

从而达到制冷效果

?气态的制冷剂通过冷凝器时放热变为液态, 再经过压缩机压缩成为高压液态,如此往复循 环。

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热学基本概念

1)比热容(又称比热容量),简称比热容,是单 位质量物质的热容量,即是单位质量物体改变单位 温度时的吸收或释放的内能。通常用符号c表示。
2)内能: 宏观静止的物体,其内部的分子、原子 等微粒仍在不停地运动着,这种运动叫热运动。物 体因为热运动而具有的能量叫做内热能。

3)焓:是物质内能和动能的总和。 4)显热:物体在加热(或冷却)过程中,温度升高
(或降低)所需吸收(或放出)的热量,称为显热。它能 使人们有明显的冷热变化感觉。通常可以用温度计 测量物体的温度。

5)潜热:当单位质量的物体在吸收或放出热量的 过程中,其形态发生变化,但温度不发生变化,这 种热量无法用温度计测量出来,人体也无法感觉到, 但可通过试验计算出来,这种热量就称为潜热。

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6液体的汽化:即液体分子吸热而加快运动速度, 最终逸出液体表面,可以是蒸发或沸腾。
沸腾:在一定温度(沸点)下.液体内部和表面同时 发生剧烈的汽化过程,称为沸腾。这时液体内部形 成许多小气泡并上升到液面.迅速汽化并吸收周围 介质的热量。(制冷技术中,将制冷剂在蒸发器中 的沸腾称为蒸发。)
蒸发:在任何温度下,液体外露表面的汽化过程 称为蒸发。如湿衣服在阳光下会晒干等。
特点:需要吸收热量。
任何一种液体,只有在一定的温度下才能沸腾, 沸点与压力有关,压力减小,沸点降低。

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7气体的液化:物质从气态变成液态的过程称为冷凝 或液化。例如,水蒸气遇冷就会凝结成水珠。水蒸 气液化很容易,但有些气体的液化要在较低温度和 较高压力下才能实现。
特点:放出热量。
每种气态物质,都只能在一特定的温度下才能通 过加大压力的办法使其液化,在此温度以上,无论 多大压力,也不会变为液态,这个温度为临界温度, 临界温度时的最小液化压力,称为临界压力。

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制冷循环
热力学第二定律
①热量由低温物体向高温物体自发传递是不可能的; ②热能全部转变为机械功是不可能的,必须消耗一 定的能量,才可以使热量从低温物体传向高温物体。
制冷循环
如果循环是为了从低温物体取走热量以维持物体 的低温,则称为制冷循环;如果是为了给高温物体 提供热量,则称为热泵循环。
根据热力学第二定律,为了达到制冷目的,必 须提供机械能或热能作为代价。

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第五章 电器产品使用性能的测试
一.蒸气压缩式制冷原理 单级压缩式制冷系统由四大部件组成,即压
缩机、冷凝器、节流阀(膨胀阀或毛细管)、蒸 发器,除四大部件外还增设了干燥过滤器。

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制冷循环的主要部件
(1)压缩机 压缩机是把来自蒸发器的低温低压制冷剂气体,
压缩成为高温高压气体,排向冷凝器,使制冷剂在 冷凝器中冷却液化。压缩机安按压缩方式,可分为 往复式、滚动转子式及涡旋式压缩机等。 (2)冷凝器
压缩机排出的高压高温制冷剂蒸气进人冷凝器, 通过与周围的空气进行热交换.使制冷剂蒸气的热 量传递给空气,从而使高温高压的制冷剂蒸气冷凝 成一定压力下的液体。(汽态液态)

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(3)节流装置
节流元件通常为毛细管或电子膨胀阀等。
①毛细管:毛细管是节流装置的一种形式。当制冷剂 液体由冷凝器流出,经过毛细管时,由于节流作用, 压力和温度都降低,由冷凝压力降至蒸发压力,冷 凝温度降至蒸发温度。内此可知,毛细管在制冷系 统中的重要作用在于节流降压。
②电子膨胀阀:
电子膨胀阀是一种全封闭、高精度的流量控制阀 门。主要用于高压液体和气体的控制,可实现温度 的自动调节,具有节约能源、卸*舳⒆远 延长整机寿命等特点。

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(4)蒸发器
它的作用与冷凝器相反。在蒸发器内,制冷剂从 系统外吸收热,即制冷。制冷剂液体在蒸发器的换热 管内流动,并在低温下蒸发,变为蒸气。制冷剂在蒸 发的过程中吸收被冷却介质的热量,从而实现制冷的 目的。
(5)制冷剂
制冷剂又称制冷工质或冷媒,是利用状态变化时 吸热或放热的特性来传递热量的物质。

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1.无机物

常用制冷剂


沸点-33.3℃,凝固点-77.9℃ 单位容积制冷量大粘性小,传热性好,流动阻力小 毒性较大,有一定的可燃性, 氨蒸气无色,具有强烈的刺激性臭味

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2.氟利昂
(1) R12(二氟二氯甲烷 CF2Cl2)
沸点-29.8℃,凝固点-158℃。 无色,有较弱芳香味,毒性小,不燃不爆,安全。 对臭氧层破坏大

(2) R134a(四氟乙烷 CH2FCF3)
毒性非常低,不可燃,安全。

化学稳定性很好,溶水性比R12强得多,对系统干燥和 清洁性要求更高,用与R12不同的干燥剂。

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3.碳氢化合物
(1) R600a(异丁烷 i-C4H10)
沸点-11.73℃,凝固点-160℃。 毒性非常低,在空气中可燃,应注意防火防爆。 与矿物润滑油能很好互溶,与其他物质的化学 相溶性很好,与水的溶解性很差。
(2) R290(丙烷 C3H8)
沸点和凝固点比R600a低,蒸气压较高和容积制冷量比 R600a大,其他制冷特性及安全特性均与R600a相似。

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第五章 电器产品使用性能的测试
在压缩机的带 动下,压缩机 电机7吸入在 蒸发器4中沸 腾气化后的低 温低压R12蒸 气,并将其压 缩成为高温高 压的R12蒸气 后进入冷凝器 2

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第五章 电器产品使用性能的测试

在冷凝器内, R12蒸气将其在 蒸发器中吸收的 热量(称为蒸发潜 热)Q0和压缩机作 功所放出的热量 一起,以冷凝潜 热(热量为Qk)的 形式散发给四周 的介质——空气, 而凝结成为中温 高压的液态R12, 进入干燥过滤器5

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第五章 电器产品使用性能的测试

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干燥过滤器 5吸收R12 中残存的水 分,滤除 R12中的杂 质,再进入 毛细管3 (节流降 压)。
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毛细管与第低五压章回电器产品使用性能的测试 气管9构成气一液 热交换器以及流 过毛细管的少量 液体因降至低压 而气化吸热,使 其本身温度降低, 成为低温低压的 R12液体(少量液 体蒸气),R12离 开节流元件时, 变为液、气两相 混合状态进入蒸 发器4

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压缩式制冷循环的基本工作原理
放热,使高压高温制冷剂蒸气冷却、 冷凝成高压常温的制冷剂液体
压缩制冷剂蒸气,提高压力和温度

得到低温低压制冷剂

制冷剂液体吸热、蒸发、制冷

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第五章 电器产品使用性能的测试
二、电冰箱测试
电冰箱检验有安全性能检验和产品性 能检验: ?安全性能检验项目以GB 4706.1-2005 《家用和类似用途电器的安全 通用要求》 和GB 4706.13-2004《家用和类似用途 电器的安全 制冷器具、冰淇淋机和制冰 机的特殊要求》为依据; ?产品性能指标应满足GB/T 8059《家 用制冷器具》系列标准。

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第五章 电器产品使用性能的测试

▲ GB/T 8059.2-1995:家用制冷器具冷藏冷冻箱 ▲ GB 4706.13: 家用和类似用途电器的安全家用电冰 箱和食品冷冻箱的特殊要求

序号

检验项目

1 总有效容积

2 储藏温度

3 制冰能力

4 耗电量

5 化霜性能

6 负载温度回升时间

7 冷冻能力

8 绝热性能和防凝露

9 门封气密性

序号

检验项目

10 门绞链和把手的耐久性

11 搁架及类似部件的机械强度

12 冰箱内部材料及气味性试验

13 制冷系统密封性能

14 噪声和振动

15 电镀件

16 表面涂层

17 外观要求

18 包装试验

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第五章 电器产品使用性能的测试
电冰箱的检验
本节仅介绍电冰箱主要的使用性能测 试,如: ?制冷能力 ?绝热性能 ?化霜性能 ?制冷剂泄漏测试 ?噪声和振动

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第五章 电器产品使用性能的测试
(一)电冰箱制冷能力的测试
(1)试验条件 1.试验室(冰箱实验室的结构如图)

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第五章 电器产品使用性能的测试
电冰箱的检验

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第五章 电器产品使用性能的测试
电冰箱的检验

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第五章 电器产品使用性能的测试

试验准备工作
?将冰箱置于隔板的 试验*台上
?使冰箱在规定的环 境温度下自然静置 (打开电冰箱门),使 箱内温度与环境温度 达到*衡,其间的温 差最大不超过±1K。 达到*衡后,电冰箱 才可以进行试验

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图 被测电冰箱的放置
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第五章 电器产品使用性能的测试

2.环境温度
试验室内环境温度在10~43℃范围内可调, 对于不同气候类型的冰箱在试验时其温度要求 见下表,每个测点处的温度应保持规定的环境 温度,其波动范围在±0.5K以内,在离测试* 台2m高的范围内,其垂直方向的温度梯度不应 超过2K/m。

气候类型 亚温带 温带 亚热带 热带

代号 SN N ST T

储存温度/℃ 10~32 16~32 18~38 18~43

测量温度/℃ 25 25 25 32

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第五章 电器产品使用性能的测试
3.环境湿度 相对湿度一般应为45%~75%。

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第五章 电器产品使用性能的测试
4.试验包 使用下表规定尺寸的长方形试验包作为冰箱
的负载,试验包的成分(以1000g试验包计算)如 下:
羟乙基甲纤维素230g;水 764.2g;氯化钠5g; 对氯间甲酚0.8g。
试验包的填充料的冻结点为-1℃(其热力学性 能当于瘦牛肉)。

类型 小包 中包 大包

尺寸/mm 25×50×100 50×100×100 50×100×200

质量/g 125 500 1000

备注
在500g的试验室的 几何中心处装有测 温热电偶

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第五章 电器产品使用性能的测试

(2)冷却性能试验(储藏温度测试 ) 电冰箱处于规定的试验条件下运行,调温装
置调定位置按下表的规定调整,达到稳定状态 后(冷藏室温度变化达到每2h小于1℃),测量冷 藏室及冷冻负荷(冷冻室)温度。

环境温度/℃ 15 32 43

调温装置调定位置 弱冷点 强冷点 强冷点

冷藏室*均温度/℃ 高于0
不高于5 不高于l0

备注
压缩机必须处于 间歇工作状态(有 开有停)

环境温度/℃

调温装置调定位置

冷藏室温度/ ℃

*均冷冻负荷 温度/℃

符号

备注

15和32

在可调范围内 某一点

0~5

不高于-6 不高于-12 不高于-13 不高于-18

? ‥ 压缩机必须
处于间歇工 ‥ 作状态 ∴

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第五章 电器产品使用性能的测试
(3)冷却速度试验 按上述规定的测试条件,环境温度为
32±1℃,待箱内外温度大致*衡时,关 上箱门,压缩机连续运转,测定箱内温度
达到规定(温度)值时所需的时间。
试验时,冷藏冷冻箱不放入冷冻负荷, 具有冷风强制循环的冷藏冷冻箱,温感风 门调至在最大位置。

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第五章 电器产品使用性能的测试
(4)制冰能力试验
试验环境温度为32±1℃,调温装置调 定在强冷点,运行达到稳定状态,容积 为电冰箱有效容积0.5%的水装入冰盒中, 冰盒中水的深度不低于20mm,把冰盒 放到蒸发器上,并在蒸发器接触面洒少 量的水,运行2h,检查结冰情况。

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第五章 电器产品使用性能的测试
(二)电冰箱绝热性能试验 按规定试验条件:
?环境温度为32±1℃ ?相对湿度为70%~80% ?冷藏冷冻箱的冷藏室温度稳定在0~5℃ ?温度稳定后运行lh,观察箱体表面凝露情 况,试验时手动控制的除露电热装置应处于 工作状态。

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第五章 电器产品使用性能的测试
(三) 耗电量测试 耗电量实测值不应大于额定值的115%。
①试验条件 在电冰箱环境试验室中,
?环境温度:SN型、N型、ST型为25℃; T型为32℃;
?环境湿度:45%~75%; ?试验电压:额定电压。

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第五章 电器产品使用性能的测试
(三) 耗电量测试 耗电量实测值不应大于额定值的115%。
②试验准备工作 冷冻室、冷冻食品储藏室及其三星级部分
中“二星”级部分放置试验包及“M”包。
③测试方法 试验期间应保持稳定运行状态,其试验时
间约为24h的一定整数控制周期的时间,然后 折算为24h的耗电量。

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第五章 电器产品使用性能的测试
(四)制冷剂泄漏测试

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第五章 电器产品使用性能的测试
?制冷系统的密闭性是能否实现制冷的关键 “漏”的问题却是冰箱制造业普遍存在的
问题。 据统计,不制冷故障的冰箱中,约25%是由
于制冷剂泄漏而引起的。 国标GB8059规定,任何部位制冷剂年泄漏
量不大于0.5g,A级冰箱要求不大于0.16g。 正确选择制冷系统的检漏方法是非常重要的。

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第五章 电器产品使用性能的测试
?制冷行业的检漏方法有几种常用的和较先进 的方法:
(1)气泡检漏法
气泡检漏法是把试件充气加压后,放 入水中观察每一个漏孔中出来的气泡, 以确定试件是否有漏及漏孔的位置。

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这种方法很早就开始用于冰箱制冷系统 的蒸发器、冷凝器、压缩机等零部件及 连接管路焊口处的检漏上了。
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第五章 电器产品使用性能的测试

(2)卤素仪检漏法

原理:当铂加热到850~950℃时,将发射 正离子。在卤*宓拇呋饔孟拢庵终胱 发射将急剧增加,利用这种“卤素效应”而设计 的检漏仪称为卤素检漏仪。

卤素检漏仪的灵敏度约为1.33×107Pa·m3/s左右,相当于制冷剂年泄漏量约为零 点几克的漏孔。

卤素是指含有氟、氯、溴、碘的卤化物,卤素 检漏仪就是用来检验上述气体存在的。在冰箱总 装厂房的环境中,存在着一定浓度的F12气体。 所以,卤素检漏仪一般用在冰箱制冷系统注入 F12后,检验连接管路焊口处的漏孔情况。

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待续

2020年4月5日1时35分

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