BCD-350W风冷冰箱除霜控制技术研究

摘要

结霜、除霜问题长期制约着大容量风冷冰箱的发展和节能水平的提高。结霜一方面减小了空气流通面积，增加流通阻力，减小换热量;另一方面增大了蒸发器翅片表面与空气间的传热热阻，降低了制冷性能。因此，当蒸发器翅片表面的霜层达到一定厚度时，冰箱工作性能迅速下降，需要及时除霜。
　　 寻找合理的除霜切入点和退出点是除霜控制技术的关键。目前，风冷冰箱普遍采用的是时间-温度法，该技术不能反映环境温度和工作状况的变化，容易产生除霜延迟，导致除霜不净或除霜时间过长，不但影响食品保鲜品质，而且还增加冰箱能耗。为了提升除霜控制技术水平，进行结霜除霜理论、实验与应用研究具有重要的意义。
　　 本文在时间-温度法的基础上，考虑了蒸发温度与冷冻室温度的变化特性，设计了新型的时间-温差法除霜控制技术，进行了卓有成效的实验和工程应用研究，并取得了如下结果:
　　 1)在总结国内外结霜和除霜技术研究的基础上，建立了霜层生长模型、换热器结霜模型，进行动态仿真研究，初步掌握了:霜层厚度、密度、传热系数随进风温度、相对湿度、进风风速以及翅片间距的变化规律。
　　 2)进行了典型环温、热湿负荷的结霜、除霜实验，测量了风门启闭、开关门等扰动条件下冰箱内部温度参数的变化。由实验结果分析得知:蒸发温度与冷冻室温度的差值△T随压缩机累计工作时间的增长而变大，冷藏风门开启时的△T值比关闭时的小，△T值随环境温度的升高而变小。应用此特性参数的变化规律，提出了基于该温差△T的除霜控制规则。
　　 3)在理论和实验研究的基础上，设计出新型除霜控制技术，并进行实验验证。改进后的化霜能耗占冰箱总能耗的比重在5％以下，达到设计要求，实验表明设计的除霜控制技术可靠性、适应性强。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 蒸发器结霜特性的研究

1．2．2 蒸发器除霜特性研究

1．2．3 除霜控制方法的研究

1．3 课题来源及研究目标

1．4 本文研究的主要内容及方法

第二章 结霜过程分析

2．1 霜的形成机理

2．1．1 霜的形成

2．1．2 霜层的结构

2．2 霜层物性

2．2．1 霜层密度

2．2．2 霜的导热系数

2．3 结霜的影响因素

2．3．1 蒸发器结构对结霜的影响

2．3．2 环境工况对蒸发器结霜的影响

2．4 结霜对换热器性能的影响

2．4．1 结霜对换热效率的影响

2．4．2 结霜对传热系数的影响

2．4．3 结霜对空气侧压降的影响

2．5 本章小节

第三章 翅片管式蒸发器结霜动态仿真

3．1 蒸发器结霜模型的建立

3．1．1 蒸发器换热模型

3．1．2 霜层生长模型

3．2 蒸发器尺寸参数

3．3 仿真计算流程图及初始设置条件

3．4 仿真结果分析

3．5 间冷式冰箱化霜模型

3．6 本章小结

第四章 结霜和除霜实验

4．1 实验设计

4．1．1 实验系统及装置

4．1．2 实验工况

4．1．3 实验方法

4．2 实验结果及分析

4．2．1 结霜实验结果与分析

4．2．2 除霜实验结果与分析

4．3 改进措施

4．4 本章小结

第五章 除霜控制方法的制定与试验验证

5．1 除霜控制方法的确定

5．1．1 除霜切入点的确定

5．1．2 除霜退出点的确定

5．2 除霜控制方法的特点

5．3 试验验证

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读硕士研究生期间发表的论文及参与申请的专利