間冷式冰箱若干問題的理論與試驗研究.pdf

1、節(jié)能降噪是家用制冷器具(冰箱，房間空調器等)永久的追求目標。間冷式冰箱以其自動除霜、大容量、多功能等諸多優(yōu)點受到了能源發(fā)達國家和地區(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+試驗”為主。經(jīng)驗規(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。試驗研究的結果可

2、靠性好，能真實地反映實際，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，而且希望通過試驗研究獲得優(yōu)化的結果也相當困難。采用建模分析、計算機仿真和數(shù)值計算的方法，可克服單純試驗的不足，彌補試驗研究的缺陷。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，均可用計算機仿真和數(shù)值計算的方法加以研究。計算機仿真、數(shù)值計算和適當?shù)脑囼炑芯肯嘟Y合，可為裝置的設計和改進提供迅速而可靠的

3、依據(jù)，是提高間冷式裝置各項性能，增強其市場競爭力的最有效途徑。本文采用理論分析和試驗相結合的方法，研究了間冷式冰箱節(jié)能降噪的下列幾個重要課題： 建立了翅片管蒸發(fā)器結霜及換熱特性試驗臺，以對翅片管蒸發(fā)器進行實驗研究。對間冷式冰箱進行了性能試驗研究，以驗證本文所建理論模型，并對冰箱進行了結構及性能方面的優(yōu)化試驗研究。 從質量和能量守恒方程出發(fā)，建立了蒸發(fā)器管外側空氣換熱及流動模型、蒸發(fā)器管壁模型、蒸發(fā)器管內側工質的換熱及流動

4、模型和蒸發(fā)器外側的霜生長模型，叢而建立了翅片管蒸發(fā)器結霜及換熱的動態(tài)分布參數(shù)仿真模型，并對仿真結果進行了針對性的試驗驗證。基于傳熱學和熱力學基本理論，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風道、風扇和蒸發(fā)器在內的間冷式冰箱流場溫度場分析模型。以風扇的轉動作為整個流場的動力源，蒸發(fā)器制冷量以源項的形式引入能量方程，因而不再需要通過大量試驗來確定

5、冰箱內部流動及溫度邊界條件。結合一臺間冷式冰箱的具體結構，研究了冰箱的動態(tài)運行過程。通過CFD分析，對該冰箱的性能進行了評估，并提供結構優(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)：間冷式冰箱內部的輻射換熱不可忽略。 建立了間冷式冰箱系統(tǒng)動態(tài)仿真模型，該模型包含蒸發(fā)器結霜模塊，風道一風機模塊等。采用CFD方法求解風道阻力曲線，使得理論模型更為實用。對一臺間冷式冰箱進行了動態(tài)仿真，計算結果與整機性功能試驗結果吻