【摘要】：相變蓄冷技術(shù)廣泛應(yīng)用于谷電蓄冷冰箱和太陽(yáng)能冰箱等新型節(jié)能冰箱中,蓄冷部件和冷藏室之間的精確冷量輸運(yùn)及溫度控制是蓄冷冰箱中的關(guān)鍵技術(shù)。分離式熱管是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的兩相傳熱元件,在其基礎(chǔ)上,本文提出了一種可控型分離式熱管(Controlable separate heat pipe,CSHP),通過調(diào)節(jié)分離式熱管內(nèi)部的流動(dòng)傳熱來主動(dòng)控制分離式熱管的傳熱速率,將其升級(jí)為能夠精確控制傳熱速率的控溫元件。CSHP在提高蓄冷冰箱溫控精度和效率、實(shí)現(xiàn)高效精確控溫等技術(shù)領(lǐng)域前景廣闊。本文針對(duì)CSHP及其在蓄冷冰箱中的應(yīng)用研究具體開展了以下工作:1、提出了一種可控型分離式熱管,搭建了 CSHP測(cè)試系統(tǒng),通過對(duì)CSHP工質(zhì)充注量和傳熱性能的模擬計(jì)算以及對(duì)其穩(wěn)態(tài)傳熱性能的實(shí)驗(yàn)研究,優(yōu)化了CSHP運(yùn)行工況;在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步測(cè)試了不凝氣體對(duì)CSHP穩(wěn)態(tài)傳熱性能的影響。R134a充注率達(dá)到38.9%時(shí)CSHP換熱性能最佳,理論傳熱速率可達(dá)384.6 W。2、對(duì)CSHP的換熱啟停能力進(jìn)行了前期驗(yàn)證,初步對(duì)比了換熱啟停的控制模式對(duì)換熱啟停性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)工質(zhì)充注量合適時(shí),CSHP能夠在10～25 s內(nèi)快速啟動(dòng)、在80 s內(nèi)停止換熱,且具有優(yōu)異的快速換熱重啟性能;當(dāng)管內(nèi)摻雜的不凝氣體含量升高至0.31%時(shí),CSHP的啟停耗時(shí)仍能夠保持在2 min以內(nèi)。3、設(shè)計(jì)并搭建了一套具有蓄液器的CSHP測(cè)試平臺(tái),針對(duì)蓄液器對(duì)CSHP穩(wěn)態(tài)性能和傳熱控制性能的影響進(jìn)行了研究,并在此基礎(chǔ)上完成了控制閥門位置的優(yōu)化。增加蓄液器穩(wěn)定了 CSHP傳熱工況,但當(dāng)工質(zhì)充注率偏低時(shí)降低了 CSHP換熱啟停的穩(wěn)定性;當(dāng)工質(zhì)充注率為62%時(shí),使用較低位置閥門的控制模式C表現(xiàn)出最佳的換熱啟停性能,其啟動(dòng)和停止的時(shí)間最短可分別達(dá)到25 s和70 s。4、搭建了基于CSHP的冰箱冷藏控溫系統(tǒng),完成了 CSHP充注量?jī)?yōu)化,驗(yàn)證了 CSHP的傳熱性能和啟停性能,對(duì)CSHP控制下的冰箱冷藏溫度調(diào)節(jié)和實(shí)際控溫效果進(jìn)行了系統(tǒng)性地測(cè)試。結(jié)果顯示,在環(huán)境溫度為16℃時(shí)最佳R134a充注率為35%,冰箱冷藏室平均溫度能夠在2～8℃的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié),箱體內(nèi)溫度波動(dòng)能夠被控制到0.4℃以內(nèi),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)直冷式冰箱的冷藏精確控溫。5、在CSHP啟�？刂蒲芯康幕A(chǔ)上,提出了可控型分離式熱管傳熱調(diào)節(jié)的方法,設(shè)計(jì)并搭建了 CSHP傳熱調(diào)節(jié)測(cè)試系統(tǒng),并對(duì)其調(diào)節(jié)響應(yīng)、不同閥門開啟角度下的傳熱特性進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究和分析,結(jié)果表明,傳熱量的調(diào)節(jié)范圍約為最大傳熱速率的85%,可控型分離式熱管具有可靠的傳熱調(diào)節(jié)能力。
【圖文】：

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本文編號(hào)：2658398