間冷式冰箱若干問題的理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、節(jié)能降噪是家用制冷器具(冰箱，房間空調(diào)器等)永久的追求目標(biāo)。間冷式冰箱以其自動(dòng)除霜、大容量、多功能等諸多優(yōu)點(diǎn)受到了能源發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的普遍青睞，但相對于同規(guī)格直冷室冰箱來說，能耗高、噪聲大的問題始終是制約間冷式冰箱發(fā)展的主要原因。因此，有必要對間冷式冰箱不同于直冷式冰箱的節(jié)能和降噪問題進(jìn)行深入的研究。 現(xiàn)有間冷式冰箱的開發(fā)模式基本以“經(jīng)驗(yàn)+試驗(yàn)”為主。經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的可靠性受多方面因素的影響，有效適用范圍常受較大限制。試驗(yàn)研究的結(jié)果可

2、靠性好，能真實(shí)地反映實(shí)際，因而是人們深入了解裝置性能不可缺少的手段。但單純的試驗(yàn)研究投資量大，研究周期長，具有很大的局限性，而且希望通過試驗(yàn)研究獲得優(yōu)化的結(jié)果也相當(dāng)困難。采用建模分析、計(jì)算機(jī)仿真和數(shù)值計(jì)算的方法，可克服單純試驗(yàn)的不足，彌補(bǔ)試驗(yàn)研究的缺陷。間冷式制冷裝置中現(xiàn)在存在的許多問題，如能耗過高，噪聲過大等問題，均可用計(jì)算機(jī)仿真和數(shù)值計(jì)算的方法加以研究。計(jì)算機(jī)仿真、數(shù)值計(jì)算和適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)研究相結(jié)合，可為裝置的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供迅速而可靠的

3、依據(jù)，是提高間冷式裝置各項(xiàng)性能，增強(qiáng)其市場競爭力的最有效途徑。本文采用理論分析和試驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究了間冷式冰箱節(jié)能降噪的下列幾個(gè)重要課題： 建立了翅片管蒸發(fā)器結(jié)霜及換熱特性試驗(yàn)臺(tái)，以對翅片管蒸發(fā)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。對間冷式冰箱進(jìn)行了性能試驗(yàn)研究，以驗(yàn)證本文所建理論模型，并對冰箱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)及性能方面的優(yōu)化試驗(yàn)研究。 從質(zhì)量和能量守恒方程出發(fā)，建立了蒸發(fā)器管外側(cè)空氣換熱及流動(dòng)模型、蒸發(fā)器管壁模型、蒸發(fā)器管內(nèi)側(cè)工質(zhì)的換熱及流動(dòng)

4、模型和蒸發(fā)器外側(cè)的霜生長模型，叢而建立了翅片管蒸發(fā)器結(jié)霜及換熱的動(dòng)態(tài)分布參數(shù)仿真模型，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了針對性的試驗(yàn)驗(yàn)證?；趥鳠釋W(xué)和熱力學(xué)基本理論，建立了間冷式冰箱的化霜模型，以尋求間冷式冰箱運(yùn)行過程中的最優(yōu)化霜周期，為間冷式冰箱化霜控制提供理論依據(jù)。 建立了包含箱體及送風(fēng)風(fēng)道、風(fēng)扇和蒸發(fā)器在內(nèi)的間冷式冰箱流場溫度場分析模型。以風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)作為整個(gè)流場的動(dòng)力源，蒸發(fā)器制冷量以源項(xiàng)的形式引入能量方程，因而不再需要通過大量試驗(yàn)來確定

5、冰箱內(nèi)部流動(dòng)及溫度邊界條件。結(jié)合一臺(tái)間冷式冰箱的具體結(jié)構(gòu)，研究了冰箱的動(dòng)態(tài)運(yùn)行過程。通過CFD分析，對該冰箱的性能進(jìn)行了評(píng)估，并提供結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，以提高冰箱制冷性能，降低能耗。通過對輻射換熱的研究發(fā)現(xiàn)：間冷式冰箱內(nèi)部的輻射換熱不可忽略。 建立了間冷式冰箱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型，該模型包含蒸發(fā)器結(jié)霜模塊，風(fēng)道一風(fēng)機(jī)模塊等。采用CFD方法求解風(fēng)道阻力曲線，使得理論模型更為實(shí)用。對一臺(tái)間冷式冰箱進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，計(jì)算結(jié)果與整機(jī)性功能試驗(yàn)結(jié)果吻