磁制冷核心问题及高效利用新方式

旋转式磁制冷机是目前室温磁制冷机的主流技术方案,本文针对制约现有磁制冷机的关键因素,综述了磁回热器的高效传热、多组磁回热器的流路控制、多层磁工质复叠制冷及磁体、系统集成等核心问题的最新研究进展并提出了发展方向,深入总结了通过复合制冷的方式拓展磁制冷应用范围及制冷性能的途径及潜力,以助于明确未来磁制冷的研究方向,为研发高性能磁制冷机提供思路。

火积分析在空调系统运行优化中的可行性研究

为优化空调系统运行,基于火积理论,提出空调系统火积增加极值原理,构建空调系统各部件火积损失率计算模型,并得到空调系统整体火积增加率计算模型。通过实验分别研究了在给定系统制冷量和给定系统输入功率条件下,空调系统在不同运行工况下的火积增加率,较好地验证了空调火积增加极值原理,并得到了空调系统最佳运行工况。结果表明：当系统制冷量为5 k W时,最佳运行工况为压缩机频率70 Hz,冷冻水流量0.6 kg/s,冷却水流量0.9 kg/s;当系统输入功率为2.8 k W时,最佳运行工况为压缩机频率97.9 Hz,冷冻水流量0.41 kg/s,冷却水流量1.00 kg/s。

基于镍钛片的弹热冰箱设计与仿真研究

弹热制冷通过单轴应力驱动弹热工质发生相变而产生制冷作用,由于其具有较高的理论制冷效率且温室效应为零,因此被认为是一种替代传统蒸气压缩式制冷的新型固态相变制冷技术。本研究团队从提升弹热原型机紧凑型角度出发,已研发了两代基于拉伸镍钛丝的弹热冰箱。为进一步提升弹热冰箱的制冷性能,本文使用镍钛片替换镍钛丝作为弹热工质,设计了第三代弹热冰箱,并构建系统仿真模型。通过仿真预测了第三代弹热冰箱的性能,结果表明:相较于前两代弹热冰箱,性能均有提升。在绝热工况下,第三代弹热冰箱将能够实现12℃的制冷温差,在热端散热工况下,弹热冰箱能实现11.4℃的冷端温降以及零温差下0.59 W/g的制冷功率。通过增加拉伸应变、更换潜热更大厚度更薄的弹热工质以及增大电机转速,弹热冰箱在32℃环温条件下能够维持10.7℃的冷藏温度。

医用冷藏箱热气旁通化霜性能的试验研究

结霜现象普遍存在于冷冻冷藏装置中,并会降低系统传热性能、增加能耗。为了代替传统的电加热除霜,本文利用一台医用冷藏箱研究了热气旁通化霜的效果,它的原理是利用压缩机排出的高温气态制冷剂融化蒸发器表面的霜层。通过结霜、化霜试验分析得到热气旁通的化霜效率可以达到80%以上;并进一步分析了结霜时间和微调阀开度对化霜性能的影响,得到结论:1)结霜时间越长,化霜效率越高,但霜层较厚时,系统制冷性能严重下降;2)阀门开度越大,旁通流量越大,化霜效率越高。此外,综合考虑系统性能和化霜效率,本文提出了适用于医药冷藏箱的除霜控制策略。

回收冷凝热的冷热双温型风幕陈列柜的仿真

食品冷链设备中的风幕式陈列柜能耗大,尤其是双温型风幕陈列柜可满足冷、热双温储存的需求,其独立的制冷、制热设备具有更高的能耗。采用冷凝热回收技术可以有效降低双温型风幕陈列柜用于制热的能耗,进而降低总耗电量。本文对可回收冷凝热的冷热双温型风幕陈列柜进行了仿真分析,以COP和有效制热功率为指标,确定了制冷系统中各部件的优化方向,给出了具体的模型,将并将其与传统电加热型陈列柜进行了对比,然后结合具体的实验数据验证了模型的有效性,对其节能潜力进行了研究,结果发现:冷凝热回收的双温陈列柜具有显著的节能优势,其系统配置的核心是冷凝侧的风量,推荐配置变频风机,可在15、20、25、32℃的环境温度下分别采用0.018、0.03、0.045/、0.095 m 3/s的最优风量;当冷凝器风量保持0.06 m 3/s时,冷凝热回收型双温陈列柜在高温工况有较好的节能效果,而在标准工况25℃环温时节能的效果最好,可以使耗电量下降约52%。

大容积卧式玻璃门风冷冷柜凝露分析

为了改善风冷冷柜玻璃门外表面的凝露状况,本文在某一卧式玻璃门风冷冷柜样机实测凝露数据的基础上建立了数值仿真模型,用来研究玻璃门外表面的凝露规律,并分析了三种改善凝露措施的效果。仿真结果表明,增加玻璃厚度或者采用中空玻璃可以有效改善玻璃外表面凝露情况,当采用4 mm+4 mm氩气+4 mm中空玻璃时,玻璃外表面高于露点温度的面积比为99.4%,基本没有凝露析出。增加防凝露电热丝有一定效果,但由于电热丝与冷柜玻璃门无法完全匹配,在环境相对湿度较高时效果有限。改变出风角度可以从根本上改善玻璃表面内温度,效果最突出;当出风角度倾斜45°向下时,玻璃外表面凝露区域最少,高于露点温度的面积比为97.6%。

能制冷的神奇磁性材料

改变磁场就能悄无声息地降低温度?!这不是魔法,而是神奇的磁制冷——利用磁制冷材料(常为稀土金属或其化合物)、磁制冷装置,就能达到高效、环保的制冷效果!

基于开放实验教学的制冷专业创新实践能力培养探讨

实践教学可培养学生的综合素质、实操技能和创新意识。结合西安交通大学制冷低温专业实践教学特点和实验教学改革新方法,该文对开放实验教学模式、选题类型和讲授方式进行了初步探讨,分析总结了将工程设计与专题研究相互渗透与融合的开放实验教学选题新思路,实现了以学生掌握知识为中心、以教学质量改进为原则、以课程学习成果目标为导向的课程实践教学新模式,可为能源动力类实践教学提供新思路和参考。

室温磁制冷机制冷性能优化研究

本文建立了室温磁制冷系统的数学模型,就流体流速,运行频率,AMR长度等参数对磁制冷系统的温度跨度和制冷量的影响进行了模拟研究和分析。此外,本文构造了两个单目标优化问题,在压降损失小于150 kPa的约束条件下,最大化制冷量和温度跨度。利用算法求解这两个优化问题,得到以下结论:当温跨为20 K时,制冷量提高了26.4%;当限制利用因子为0.6左右时,制冷量最大;当限制利用因子为0.4左右时,温跨最大。