[01727202]大容积多系统冰箱高效静音关键技术的研究与产业化

随着社会经济的发展，消费者对于生活品质的要求不断提高，大容积多系统冰箱已成为冰箱行业的发展趋势。大容积多系统冰箱可以使冷冻室、冷藏室、变温室的制冷系统、风路系统分别控制，相比传统的单系统冰箱，可以实现各间室内精确控温、温度均匀性好、波动小，在食物保鲜和产品节能方面显著的提高。但由于大容积冰箱通常需要采用大冷量压缩机和高速运转风机进行冷量、风量输送，压缩机和风机噪音较大。且多系统冰箱风道结构、制冷系统控制参数匹配复杂，增加了风机和制冷管路噪音源，使得大容积多系统冰箱的噪音问题日益突出。冰箱产品开发过程中，噪音分析的困难在于：非模样机阶段的材料和安装的精度与实际开模批量生产差异较大，无法将该阶段的噪音测试数据作为最终产品噪音是否达标的依据；风机风道空间限制，且涉及的结构部件较多，一旦设计开模完成，测试噪音不达标，几乎无法进行结构整改。因此，设计前期的噪音预测和设计规范对产品设计来说，变得尤为重要。为了降低大容积多系统冰箱产品的噪音，该项目通过高效静音风道技术、压缩机控制及底板胶垫优化降噪技术、制冷系统管路降噪技术，实现大容积多系统冰箱的噪音预测和减振降噪优化的规范流程化，完成了产业多平台的应用。其中，主要技术创新点如下： 1、高效静音风道技术。运用CFD与Lighthill声比拟理论相结合，得到声音的产生和传播机制，预测影响风道噪音最大的因素，进行风机导风圈匹配设计、风道入风口防回流环设计、风道分风优化设计，并配合电机控制方式及驱动方式优化，得到风机最佳转速，提高风循环的效率，降低风机风道噪音。 2、压缩机控制及底板胶垫优化降噪技术。采用模态分析、拓扑优化，设计出不同宽度冰箱对应不同的全对称凹形压缩机底板结构和盆形压缩机底板结构；基于移频降噪理论，设计出逐级增大内缓冲孔高阻尼胶垫结构，配合频率控制方法，避开压缩机的激振频率，减少箱体共振，降低振动噪音，实现产品静音效果。 3、多系统制冷管路降噪技术。通过两相流模拟配合系统可视化实验研究，设计优化毛细管至蒸发器的过渡管路结构、三通管路连接结构、储液器结构，得到两级降压三次喷发过渡管结构、倾斜三通管结构和微型球阀结构，降低制冷剂由于压力变化、两相变化、流动喷发引起的噪音，提高了产品的声品质。 该项目已授权专利34项，其中发明专利27项、实用新型7项，计算机软件著作权2项。发表期刊文章7篇。该项目的各项创新技术应用到产品中，经青岛中天智诚科技服务平台有限公司组织的专家鉴定，达到国际领先水平。技术成果已应用于67种产品型号的设计开发中，涉及的产品范围为大容积风冷冰箱，从对开门冰箱、十字四门冰箱到多门冰箱。根据2016-2018年的销售数据统计累计销售冰箱1624483台，累计新增销售额419092万元，新增利润130913万元，新增税收70291万元。降低了产品开发成本和冰箱产品的噪音水平并提高了市场竞争力，积累了冰箱行业的减振降噪关键技术，对整个行业的噪音技术、仿真技术的发展具有推动作用，经济效益显著。