第六章家用电器产品11

第六章家用电器产品湖南工程学院张亮峰教授主讲2019年8月24日机电产品学随着科技的发展，社会的进步，人们生活质量和水平的逐步提高，家用电器产品也日新月异，覆盖了家庭生活的方方面面，品种万千，种类繁多，如洗衣机、电冰箱、空调器、微波炉、电视机、抽油烟机、计算机、洗碗机、按摩机、健身器等。限于篇幅，本章仅介绍洗衣机、电冰箱、空调器、微波炉四种家用电器产品。机电产品学§6-1洗衣机自1858年世界上第一台洗衣机由美国人史密斯制成，至今已有150多年的历史。机电产品学一、洗衣机的分类洗衣机的分类方法有多种。1.按使用场合分类洗衣机可分为家庭用的和集体用的两大类。2.按额定容量分类家用洗衣机的额定容量一般在5.0kg以下，有1.0kg、1.5kg、2.0kg、2.5kg、3.0kg、4.0kg和5.0kg7个规格；集体用洗衣机有10kg、20kg、50kg和100kg等规格。洗衣机的额定容量是指一次能洗涤的最大干衣物的重量。3.按照自动化程度分类可分为普通洗衣机和全自动洗衣机。普通洗衣机又分为一般洗衣机和半自动洗衣机。机电产品学一般洗衣机——指洗涤、漂洗与脱水各功能的转换都需要人工操作的洗衣机。半自动洗衣机——指洗涤、漂洗与脱水等功能的转换能自动进行的洗衣机。全自动洗衣机——指洗涤、漂洗、脱水各功能的转换都不需要人工操作，完全是由自动进行的洗衣机。机电产品学4.按洗涤方式分类可分为波轮式洗衣机、滚筒式洗衣机、搅拌式洗衣机。波轮式洗衣机——在洗衣桶底部中心偏一些的位置装有形状如圆盘，外表面有几条突起且光滑过渡的筋的波轮。依靠波轮定时正反转或连续转动使水流形成旋涡进行洗涤。滚筒式洗衣机——将洗涤衣物放在滚筒内，注入混有洗涤剂的水，然后按照洗涤程序进行洗涤。滚筒通过正、反转使衣物在筒内翻滚揉搓进行洗涤。搅拌式洗衣机——依靠摆动叶往复运动进行洗涤。机电产品学几种类型洗衣机的性能比较目前，我国家用洗衣机大多是波轮式洗衣机，滚筒式洗衣机也越来越被人们所接受。本章介绍有代表性的普通双桶波轮式洗衣机、全自动波轮式洗衣机和全自动滚筒式洗衣机。机电产品学二、洗衣机的型号国产洗衣机型号按国家规定有六个部分组成。机电产品学型号示例：型号为XPB20—3型洗衣机的含义为：机电产品学三、洗衣机的性能参数洗衣机的性能参数一般有：（1）额定电压指洗衣机工作时使用的电压，采用单相交流220V、50Hz。（2）额定电流指洗衣机满载工作时，在额定电压条件下所使用的电流值，以A为单位。（3）额定功率洗衣机铭牌上标明的功率是额定功率，指洗衣机电动机轴上输出的功率。对于使用两台电动机（洗涤电动机与脱水电动机）的洗衣机，则标明洗涤功率与脱水功率。机电产品学（4）温升用电阻法测定温度，按规定，电动机的温升，E级绝缘时不超过75℃；电磁阀的温升，B级绝缘时不超过80℃。（5）绝缘电阻洗衣机带电部分与非带电的机箱金属部分之间的绝缘电阻值，按规定，用500V绝缘电阻表测量，无论热态或潮态，绝缘电阻均应不小于2MΩ。冷态或干燥时应大于10MΩ。机电产品学四、洗衣机的基本构造1.波轮式双桶洗衣机的基本结构我国的家用洗衣机以波轮式为主，约占80%以上。波轮式普通洗衣机包括单桶洗衣机、双桶洗衣机与全自动洗衣机。单桶洗衣机仅有洗涤桶，双桶洗衣机除有洗涤桶外、还有脱水桶，全自动洗衣机有双桶、套桶等结构形式。波轮式双桶洗衣机主要由洗衣桶、脱水桶、波轮，电动机、传动机构、控制机构等部分构成，如图6-1所示。机电产品学机电产品学(1)洗涤桶洗涤桶是盛放洗涤物和洗涤液并完成洗涤和漂洗任务的容器，要求对化学物质有较强的抗腐蚀能力，并具有一定的强度和较好的生产工艺性。（2）波轮波轮是波轮式洗衣机洗涤过程中对洗涤物产生机械作用的主要部件，被装在洗涤桶的底部。（3）波轮轴组件波轮轴组件是支撑波轮、传递动力的重要部件，其质量好坏将直接影响洗衣机的运行情况、噪声大小、振动情况和整机寿命。（4）脱水外桶和内桶双桶洗衣机的脱水外桶一般都与洗涤桶连为一体。机电产品学（5）刹车装置为了避免高速转动的脱水内桶在工作时伤及人体，双桶洗衣机上都设有受脱水桶盖控制的刹车装置。（6）排水系统用于控制洗衣机桶内的水位在洗衣过程中位置不变，一旦洗衣机完成洗衣任务，通过自动或手动排水系统排水。（7）电气控制系统双桶洗衣机的控制系统由洗涤定时器、脱水定时器、琴键开关、盖开关等组成。控制的对象是洗涤电动机和脱水电动机。机电产品学2.全自动洗衣机基本构造全自动洗衣机（图6-5）是将洗涤桶和脱水桶套装在一起的，脱水桶四周有许多小孔，桶口设有流体平衡器，脱水时，使桶保持动平衡，减小振动噪声。洗涤与脱水时，离合器的外轴带动波轮作正反向旋转。脱水时，离合器的外轴带动脱水桶单方向旋转，以约800r/min的速度将衣物甩干。机电产品学3.滚筒式洗衣机基本结构滚筒式全自动洗衣机按衣物装入的方式可分为前装式和上装式两种。目前市场上以前装滚筒式洗衣机为多，前装滚筒式全自动洗衣机的结构如图6-6所示。前装滚筒式全自动洗衣机的构成由洗涤部分、给排水系统、传动部分、控制部分、加热和减震阻尼部分等组成。机电产品学五、洗衣机的行情概况及发展趋势1.洗衣机的行情概况目前市场上国内生产的品牌洗衣机生产企业有无锡小天鹅股份有限公司、江门金羚集团有限公司、合肥荣事达集团有限责任公司、海尔集团公司、宁波新乐电器有限公司等。国外生产的品牌洗衣机有松下、日立、西门子、惠而浦和伊莱克斯等。机电产品学2.洗衣机的发展趋势现在市场上的洗衣机多种多样，双缸洗衣机购买的人已经是越来越少了，滚筒洗衣机和波轮洗衣机将成为市场的主流，全自动洗衣机符合人们快节奏工作方式的要求。洗衣机的发展趋势，归纳起来有如下几个方面。1）高度自动化洗衣机越来越高度自动化。2）健康化现代人对健康格外重视，对洗衣机也提出了更高的要求。3）节能化节能也是用户选择洗衣机时考虑的问题。4）微型或超薄型化现代人居家总希望有宽敞的空间，因此一些厂家都推出了超小型或超薄型的洗衣机。5）品种多样化在洗涤形式上，有波轮式、滚筒式洗衣机；在洗涤容量上，有2公斤到7公斤很多等级。目前，市面上已出现了不需要使用洗涤剂的洗衣机；研制出了更迷你的旅行洗衣机。机电产品学§6-2家用空调器1902年7月17日，空调的时代是由印刷厂首次使用冷气机而开始。很快，其它的行业如纺织业、化工业、制药业、食品甚至军火业等，亦因空调的引进而使产品质量大大提高。机电产品学家用空调器实际上属于房间空气调节器的范围，房间空气调节器简称为空调器。空调器是一种向空调房间或区域直接提供经过处理的空气的设备，它包括一个制冷和除湿的制冷系统、空气循环和净化装置，还可包括加热和通风装置，应采用空气冷却冷凝器、全封闭式压缩机-电动机，制冷量在14000W以下，是以创造室内舒适环境为目的的家用和类似用途的房间空气调节器。机电产品学一、空调器的分类和型号（一）空调器的类型1.按空调器使用气候环境分，可分为T1型、T2型和T3型（参见表6-3）。机电产品学2.按空调器结构形式分，可分为：①整体式其代号为C：包括窗式（代号省略）、穿墙式（代号为C）、移动式（代号为Y）。②分体式其代号为F：室内机组结构分为吊顶式（代号为D）、挂壁式（代号为G）、落地式（代号为L）、天井式（代号为T）、嵌入式（代号为Q）等。3.按空调器功能分，可分为：①冷风型，其代号省略，俗称单冷型空调器。②热泵型，其代号为R，俗称冷暖两用型空调器，包括制冷-热泵制热、制冷-热泵与辅助电加热装置一起制热、制冷-热泵和以转换电热装置与热泵一起使用的电加热装置制热。③电热式，其代号为D，电热装置制热。机电产品学（二）空调器的型号空调器的型号表示方法及含义如下：机电产品学空调器的型号示例：1）KT3C-35/A表示T3型气候类型、整体窗式冷风型空调器，额定制冷量为3500W，厂家第一次改型设计。2）KCC-22表示T1气候类型，整体穿墙式冷风型空调器，额定制冷量为2200W。3）KC-25表示T1气候类型，整体窗式冷风型空调器，额定制冷量为2500W。4）KFR-28G表示T1气候类型，分体热泵型挂壁式空调器室内机组，额定制冷量为2800W。5）KFR-28W表示T1气候类型，分体热泵型空调器室外机组，额定制冷量2800W。机电产品学二、空调器的主要技术参数空调器的标准技术参数是在标准的试验工况下测试的，也称其为型式试验。其具体数据参见国家标准。例如T1型空调器额定制冷量的试验工况为：室内空气状态：干球温度27℃，湿球温度19℃；室外空气状态：干球温度35℃，湿球温度24℃。在此环境中，利用空气焓值法测试。1.冷风型空调器的实测制冷量不能小于额定制冷量的95%。2.热泵型空调器的实测制热量不能小于额定制热量的95%。3.冷风型空调器实测制冷消耗功率不应大于额定制冷消耗功率的110%。机电产品学4.热泵型空调器实测制热消耗功率不应大于额定制热消耗功率的110%。5.热泵型空调器的热泵额定（高温）制热量应不低于其额定制冷量。6.电热型和热泵型空调器的电热装置的实测制热消耗功率要求为：电热装置额定消耗功率≤100W的，其允差为±10%；100W以上的，其允差为-10%～+5%。7.能效比（EER）。在额定工况和规定条件下，空调器进行制冷运行时，制冷量与总有效输入功率之比，其值用W/W表示。8.性能系数（COP）。在额定工况（高温）和规定条件下，空调器进行制热运行时，制热量与总有效输入功率之比，其值用W/W表示。机电产品学三、空调器工作原理及基本构造空调器全称为空气调节器，它主要包括制冷系统、控制系统、空气循环、净化装置、通风及加热装置。其主要功能是对室内空气进行滤尘净化、冷却、除湿及制热、换新风等，以使室内空气的温度、湿度、气流速度和洁净度达到所需的要求，为人们提供舒适的生活、工作环境。机电产品学1.空调器的制冷工作原理空调器制冷工作原理图如图6-7所示。空调器工作时，制冷系统内的低压低温制冷剂Ｒ22蒸汽被压缩机吸入，压缩为高压、高温的过热蒸汽后排至冷凝器；同时室外侧风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压、高温的制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过节流毛细管降压降温流入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围热量，同时室内侧风扇使室内空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的气体送向室内。如此室内外空气不断循环流动，达到降低温度的目的。机电产品学冷暖空调的制冷原理空调器室内机组空调器室外机组蒸发器四通阀毛细管单向阀冷凝器压缩机制冷工作时，压缩机将制冷剂压缩成过热蒸气蒸气从压缩机排气口排出，然后进入电磁四通换向阀制冷剂蒸气经电磁四通换向阀换向后进入冷凝器制冷剂蒸气在冷凝器中由风扇进行冷却，风扇吹出热风贯流风扇干燥过滤器冷凝后的制冷剂液体经单向阀、干燥过滤器、毛细管进入蒸发器液体制冷剂在蒸发器中吸热蒸发为气体，使周围空气温度降低轴流风扇将冷凝器周围的冷风吹出，送到室内制冷剂气体经四通阀回到压缩机中，如此往复维持制冷循环轴流风扇注：单向阀具有单向导通、反向截止的作用3机电产品学空调器制冷工作原理图机电产品学2.空调器的制热工作原理空调器的制热方式分为电热制热和热泵制热两种。电热制热是用电热管作为发热元件加热室内空气。通电后，电热管表面温度升高，室内空气被风扇吸入并吹向电热管，流经电热管后温度升高，升温后的空气又被排入室内，如此不断循环，使室内温度升高。热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝热来加热室内空气。空调器在制冷工作时，低压、低温制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热，而高温、高压制冷剂气体在冷凝器内放热冷凝。热泵制热是通过电磁四通换向阀来改变制冷剂的循环方向，原来制冷工作时作为蒸发器的室内盘管，变成制热时的冷凝器。制冷时作为冷凝器的室外盘管，变成制热时的蒸发器，这样使制冷系统在室外吸热，向室内放热，实现制热的目的，空调器的制热工作原理如图所示