间冷式冰箱制冷装置动态仿真研究现状

人气 3152   2012-4-11 16:04

二十世纪七十年代末,随着计算机技术的日益发展,制冷系统性能预测和计算机模拟方面的研究逐渐引起人们的重视,先后有多个国家的学者不同程度地开展了这方面的工作[3-8]。在国内,上海交通大学陈芝久教授领导的学术研究梯队早在上个世纪八十年代就率先开始了这方面的研究工作[9]。迄今已经以家用电冰箱、房间空调、汽车空调等为研究对象,进行了多轮博士论文[10-19]和硕士论文的研究,直冷式电冰箱的仿真优化软件在工业实际中得到了进一步推广使用。近年来,清华大学、西安交通大学等国内高等院校和企业的研究者也在这一领域开展了大量的研究工作[20,21,22]。经过多年的发展,国内在制冷系统计算机仿真方面的成就,总体水平上已接近国际先进水平。

在众多的仿真文献中,专门针对间冷式制冷装置进行的研究还相当少。日本东芝公司 对间冷式制冷装置仿真研究进行了初步探索[23]。其后,Becker 等[24]以冷库为研究对象,采用动态集中参数的方法建立了一系列部件模型,并采用积分的方法研究了冷库运行的开机、运进运出干湿货物、正常开停机的过程,在间冷式冰箱仿真方面做了许多开创性的工作。于兵对制冷装置中制冷系统和空气循环冷却系统的各部件参数间的耦合关系进行了深入细致的研究,明确了两大系统在装置动态仿真过程的作用和相互之间的影响,提出了主动系统和被动系统的概念,并采用边界条件简化处理的方法研究空气强迫对流流动的围护结构的建模方法,首次针对间冷式制冷装置建立了动态仿真模型,并进行了仿真计算,虽然其仿真模型离实用化还有不小的距离,并缺少通用性,但他的工作为以后的研究指明了方向,其建模方法和思想也值得后来者借鉴[12]。

间冷式制冷装置与直冷式制冷装置的一个最大的差异就是前者除了包含制冷剂循环的制冷系统之外,还包括空气循环冷却系统,两套系统之间相互耦合.其中,风3机不仅起到补偿流体因克服流动阻力而消耗的动量和能量的作用,而且与流道相互联系,起到在各个冷却间室进行冷量合理分配的作用。间冷式冰箱中许多亟待解决的问题,如能耗过高、噪声过大、冷量分配不均等问题,均与风道和风机有关,然而由于阻力特性的机理十分复杂,与具体的管路结构、流动方式等有很大的关系,因而对阻力特性常常依靠实验研究。前苏联在这方面做了大量的工作,针对多种阻力结构形式给出了实验拟合的经验公式[25]。为了实现间冷式制冷装置的动态仿真,且使建立的仿真程序具有较好的通用性,有必要寻求一种更为简便通用的风道阻力特性计算方法。

总的来说,间冷式制冷装置的动态仿真技术还远未成熟,影响着工业界相关技术的提高,这方面的进一步研究不仅是必要的,而且也是非常迫切的。

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