吴 峰 杨洪涛 廖自敏

（惠而浦（中国）股份有限公司 合肥 231283）

引言

随着人民生活水平提高，对物质生活条件要求越来越高，对于生活中不可或缺的冰箱产品而言，拥有卓越的产品品质才能赢得消费者的青睐。冰箱无论在什么恶劣的环境条件下运行，需要能给用户带来一个恒定的箱内温度来保持产品的新鲜度，然而高的环境温度下，冰箱会出现各种可靠性问题，如何提高高环境温度下运行可靠性成为了冰箱开发者研究重要课题。

在高环境温度下冰箱运行负荷增大，一些压缩机厂家会设置保护机制，防止因冰箱负荷过大，烧坏压缩机及其相关附件。此时若压缩机发生跳机，冰箱制冷便终止，表现出来的是制冷效果差，用户会发现在炎热的夏季家里的冰箱箱内不够凉。目前考虑冰箱成本及定位等因素，内置箱壁式冷凝器设计成为主流。内置箱壁式冷凝器主流设计形式为冷凝铝管盘旋放置于两侧板铝箔贴附固定，该方式因冷凝器散热都集中在侧板上，在环境温度较高情况下，箱内负荷不断累积，会出现侧壁，梁等位置温度偏高超过人体能接受的温度范围，然而在实际使用冰箱过程中，侧壁和梁等位置人体是接触到的，如果其表面温度过高，会出现烫伤人的风险。

上述现象会导致用户体验变差，造成用户投诉，如何规避这些问题，下面以实际工作中案例进行阐述。探讨冰箱在高的环境温度下运行可靠的普遍方法。

1 实验验证及分析

1.1 样机描述

本文研究的对象为我司单系统全风冷出口北美地区的十字对开门冰箱W5，冷藏室340 L，冷冻室208 L，该产品为一款电控产品，可以在显示板调节每个间室温度。

1.2 通电降幅验证

1）测试地点：冰箱型式实验室。

2）测试方法及条件：依据WHP-QB-08-106 惠而浦（中国）冰箱43 ℃无负载降温技术标准，测试环境温度为（43±0.5）℃。电压频率均为额定值。

测试方法简述：

将冰箱开门放置在规定的实验室环境温度下平衡超过12 h，通电后冰箱设置最冷档位，让其能够连续运行，通电6 h 冰箱降幅是否达标，其中表1、图1 分别为冰箱通电后的降幅测试数据和曲线，由于没有冰箱所处的环境温度较高，冰箱负荷大，通电后压缩机保护机制启动，通电6 h 箱内温度降幅没有达标，在用户看来，就会表现出在炎热的夏季冰箱制冷效果差。

表1 高环境温度下通电数据

图1 高环境温度下通电后曲线

冰箱之所以反复跳机是因为初期冰箱运行负荷大，

冷凝端压力增大，导致压缩机电流增大，如何缓解冷凝端压力呢？我们可以尝试降低蒸发端压力，或者强制性降低压缩机功率等措施避免跳机，表2 为可供参考的解决方案。

表2 避免跳机方案总结

2 方案1 验证

2.1 行动措施

1）压缩机转速控制

开机前20 min 压缩机转速为2 800 r/min；20～90 min压缩机转速为最高档位转速，90 min 按照正常控制逻辑运行 。

2）风扇开停控制

冷冻风机按照停/开=15 / 5 min 进行，先停后开，持续90 min，90 min 后按照正常风机控制进行

3）限制时间

90 min 后按照正常控制逻辑运行即可。

2.2 降温实验数据

从表3 和图2 可以看，采用方案1 降幅是符合要求的，这种交替制冷，可以降低蒸发器温度，降低了蒸发压力，可以有效缓解冷凝端的压力，从而降低冰箱负荷，让冰箱能正常运行，与此同时需要验证该方案下冰箱表面温度是否过高。

表3 方案1 降温实验数据

图2 方案1 降温曲线

2.3 表面温度测试

测试方法同2.2，另外在箱体表面人可能接触的地方布置热电偶，例如竖梁、横梁、左右侧壁等位置，而且热电偶的布点位置应尽可能选择具有最高温度的点。

从表4 可得知，方案1 可以解决高环境温度下冰箱通电运行负荷大跳机的问题，但是由于压缩机一直连续运行，冰箱表面温度一直在累积，其最热温度超出标准要求，对烫伤用户存在一定风险。

表4 方案1 箱体表面温度数据

3 方案2 验证

3.1 行动措施

1）压缩机、风扇转速控制：

压缩机按照正常控制逻辑运行，变频板的软件上设置功率保护，当功率超过200 W 压缩机跳机，跳机8 min后压缩机再次尝试开机 ，无硬件保护。

2）风扇开停控制：按照正常风机控制进行。

3）限制时间：无时间限制。

3.2 降温实验数据（见表5）

表5 方案2 降温实验数据

3.3 表面温度实验数据（见表6）

从表6 得知方案2 在通电后表面温度是符合要求的，但从表5 和图3 可以看出通电后6 h 内有过多的开停机，冰箱通电后制冷时间缩短，导致最终降幅不能满足要求。

图3 方案2 通电降幅曲线

表6 方案2 表面温度实验数据

4 方案3 验证

4.1 行动措施

1）压缩机、风扇转速控制：

压缩机按照正常控制逻辑运行，变频板上的软件设置功率保护，软件保护优于保护器硬件保护，当软件保护功率185 W，超过185 W，压缩机无极降低转速，但压缩机持续运行，保持压机不停机，低转速运行。

2）风扇开停控制：按照正常风机控制进行。

3）时间限制：无时间限制。

4.2 降温实验数据（见表7 和图4）

4.3 表面温度实验数据（见表8）

从表7 和表8，以及图4 可看，方案3 通过强制降低压缩机运行功率，保持高环境温度运行下冰箱负荷维持较低水平，使得制冷降幅符合标准要求。而且高环境温度下运行，由于压缩机转速低，冰箱表面温度上升慢，其最热温度符合要求，降低了烫伤用户的风险。

表7 方案3 降温实验数据

图4 方案3 通电降幅曲线

表8 方案3 表面温度实验数据

5 方案验证总结（见表9）

6 结论

本文主要阐述在高环境温度下，如何让冰箱保证好的制冷效果、维持较低表面温度，从实验中我们可以得知，在冰箱通电后，限制压缩机运行功率让其保持在较低运行功率，既能保证在通电后冰箱有良好的制冷效果，而且能维持较低的表面温度，不出现烫伤人，如此冰箱可在高环境温度下能可靠性大大提高。

表9 方案验证总结