冷库液体冷媒融霜的理论和实验研究

论文摘要

冷库是发展冷藏业的基础设施,也是在低温条件下储藏货物的建筑群。随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高,对冷库的要求也越来越高。蒸发器结霜影响了冷库的性能,如何有效地融霜成了一个亟需解决的问题。本文针对冷库提出一种新的融霜方式——液体冷媒融霜。针对冷库的制冷系统,分别对压缩机、冷凝器、热力膨胀阀、制冷蒸发器和融霜蒸发器五个部件建立数学模型,进而建立冷库液体冷媒融霜制冷系统的数学模型,然后用MATLAB编程求解,分析制冷系统融霜过程的性能变化规律。设计实验方案,在原有实验装置的基础上,对实验台进行整改搭建。进行漏冷实验,拟合漏冷量关于室内外温差的三次幂多项式,以便计算不同室内外温差的漏冷量。通过实验确定液体冷媒融霜的时间为15分钟。本文对不同工况下液体冷媒融霜对冷库性能影响进行了实验研究。实验结果表明:(1)冷库液体冷媒融霜过程中,库温波动约5℃;(2)液体冷媒融霜能达到很大的过冷度,在整个融霜过程中,融霜蒸发器充当了过冷器的作用,有利于制冷系统制冷量的提高。(3)液体冷媒融霜过程中蒸发器盘管表面温度最高不超过30℃,与热气融霜相比,对换热器翅片效率影响小。本实验模拟的冷库条件与实际的冷库条件差距较大,因此,实验结果存在着一定的偏差;另外,由于系统采用手动切换,导致切换时间不够准确,不能达到工程上的要求,如何对其自控系统进行改造成为今后要解决的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 结霜机理的研究
• 1.2.2 融霜方法和融霜系统的研究
• 1.3 选题意义
• 1.4 研究内容
• 第二章 液体冷媒融霜原理
• 2.1 融霜方法的介绍
• 2.2 融霜控制方法的介绍
• 2.3 液体冷媒融霜制冷系统
• 第三章 冷库制冷系统数学模型的建立及求解
• 3.1 压缩机模型
• 3.1.1 压缩机稳态工作数学模型
• 3.1.2 压缩机数学模型的修正
• 3.1.3 压缩机进出口状态的确定
• 3.2 冷凝器模型
• 3.2.1 控制体的选取
• 3.2.2 控制体内能量平衡方程
• 3.2.3 控制体内有关参数的计算
• 3.3 热力膨胀阀模型
• 3.3.1 热力膨胀阀的特性曲线
• 3.3.2 热力膨胀阀的数学模型
• 3.4 制冷蒸发器模型
• 3.5 融霜蒸发器模型
• 3.5.1 融霜管内能量平衡方程
• 3.5.2 融霜数学模型的建立
• 3.6 数学模型求解及分析
• 3.6.1 程序计算框图
• 3.6.2 蒸发器和冷凝器模拟结果
• 3.6.3 蒸发器融霜模拟结果及分析
• 第四章 实验装置和测量控制方法介绍
• 4.1 实验装置
• 4.2 测量控制方法
• 4.2.1 测点布置
• 4.2.2 控制系统
• 4.2.3 数据采集系统
• 第五章 冷库液体冷媒融霜的性能实验研究
• 5.1 实验操作
• 5.2 漏冷实验
• 5.3 融霜时间的确定
• 5.3.1 融霜开始时刻的确定
• 5.3.2 融霜结束时刻的确定
• 5.4 液体冷媒融霜对冷库性能影响的实验研究
• 第六章 结论和展望
• 参考文献
• 主要符号表
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢