基于自然冷資源利用的翅片管式熱交換器研究.pdf

1、我國(guó)北方地區(qū)冬冷夏熱，自然冷資源非常豐富。在傳統(tǒng)制冷空調(diào)領(lǐng)域中，存在能源消耗大及過(guò)多使用制冷劑造成環(huán)境污染等問(wèn)題，而且夏天室內(nèi)、畜舍、禽舍的環(huán)境溫度調(diào)控和農(nóng)產(chǎn)品保鮮會(huì)消耗大量能源，尤其是耗費(fèi)大量不可再生能源，利用可再生能源代替不可再生能源尤為必要。本文針對(duì)上述問(wèn)題，最大限度的開(kāi)發(fā)我國(guó)北方豐富的自然冷資源，冬季凍冰蓄冷，夏季開(kāi)發(fā)利用，設(shè)計(jì)出一套利用自然冷資源替代傳統(tǒng)制冷劑的翅片管式熱交換器，對(duì)節(jié)約能源具有重要意義。
　　本文通過(guò)查閱

2、相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件翅片管式熱交換器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)理論計(jì)算，確定其參數(shù)并進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)化。
　　(1)翅片管式熱交換器性能試驗(yàn)臺(tái)的搭建。試驗(yàn)平臺(tái)包括4個(gè)系統(tǒng)，即實(shí)驗(yàn)冷藏庫(kù)、制冷循環(huán)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)冷藏庫(kù)是進(jìn)行試驗(yàn)的基礎(chǔ)，制冷循環(huán)系統(tǒng)主要為翅片管式熱交換器提供試驗(yàn)所需要的供冷量，自動(dòng)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)已成型的虛擬儀器(Virtual Instrument)技術(shù)來(lái)測(cè)量模型試驗(yàn)庫(kù)內(nèi)的溫度，利用

3、labview軟件平臺(tái)來(lái)設(shè)定合理變頻器頻率，同時(shí)調(diào)控軸流風(fēng)機(jī)和水泵的轉(zhuǎn)數(shù)，進(jìn)而控制其風(fēng)速和水流量的大小。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則是采集試驗(yàn)需要的數(shù)據(jù)，并通過(guò)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和水流量大小使庫(kù)內(nèi)環(huán)境達(dá)到恒溫和恒濕。
　　(2)翅片管式熱交換器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)熱交換器原理與設(shè)計(jì)要求，確定熱交換器的選型、結(jié)構(gòu)及材料，并進(jìn)行相應(yīng)的理論計(jì)算，確定結(jié)構(gòu)參數(shù)和試驗(yàn)系統(tǒng)所需要風(fēng)機(jī)，水泵的類(lèi)型。
　　(3)在試驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上對(duì)翅片管式熱交換器進(jìn)行單因素和多因

4、素試驗(yàn)研究。為尋求最優(yōu)的熱交換器結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作參數(shù)組合，應(yīng)用三因素五水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)中心組合試驗(yàn)方法，以熱交換器管長(zhǎng)，迎風(fēng)面積，水流量為影響因素，以制冷效率為測(cè)試性能指標(biāo)，實(shí)施了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)比分析各個(gè)因素對(duì)制冷性能指標(biāo)的影響規(guī)律，得出較優(yōu)的結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)組合，即水流量為0.86m3/h，管長(zhǎng)28～34m，迎風(fēng)面積0.18～0.25 m2。并對(duì)優(yōu)化參數(shù)組合進(jìn)行試驗(yàn)證。
　　(4)實(shí)驗(yàn)冷庫(kù)內(nèi)試驗(yàn)表明:本文設(shè)計(jì)的翅片管式熱交換器