冷库液体冷媒融霜的理论和实验研究

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。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

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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

攻读硕士学位期间发表论文

致谢