轮流降温式冷库的特性研究

发布时间：2020-10-31 03:09

　　 轮流降温式制冷系统是利用一套制冷装置通过调节风机频率与压缩机频率满足10个同温冷间在不同的工况下的轮流降温。整个系统主要由一套风冷式冷凝机组、一台翅片管式蒸发器、一台轴流风机、10个大小相等的冷库、送风管道和电控装置组成。实验以轮流降温制冷系统为对象,研究了冷库轮流制冷的最小冷量配置。实验中10个冷间在不同环境温度下轮流降温,改变冷库的温度范围,调节冷风机频率与压缩机频率,通过改变冷库送风风量和制冷量的方法,改变冷库轮流降温的时间和升温时间,使冷库低能耗运行。通过建立冷库的升温降温模型,分析冷间在不同的工况下的升温降温。实验中环境温度对照组为15℃、30℃,冷库温度对照组为-12~-10℃、-6~-4℃、0~2℃。在此工况下,分别调节压缩机频率调与冷风机频率,测量不同工况下的降温时间与升温时间,分析在不同的工况下冷风机频率与压缩机频率对冷库的降温和升温的影响。得出以下结论:(1)当冷风机频率为35Hz、40Hz、45Hz、50Hz时,冷库的平均送风量分别为59.21m~3/h、64.38m~3/h、74.65m~3/h、83.96m~3/h,10个冷间的送风量在平均送风量水平线上下波动。由于送风管道长度较短,阻力损失较小,可认为冷库的送风风量与冷库的与位置无关,与冷风机的频率成正比。(2)冷库温度不同时,风机频率对冷库降温升温的影响不同。随着冷库温度的降低,冷风机频率的改变对降温时间的影响降低。冷库温度为-12~-10℃、-6~-4℃、0~2℃时,风机频率从30Hz增加至50Hz,单个冷间的降温时间分别降低了32s、29s、26s;升温时间提高了47s、59.7s、92.5s。当工况不变时,风机频率较小时,频率变化对降温时间的影响较大,风机频率较大时,频率变化对冷库的降温时间影响较小。冷库温度为-12~-10℃时,在风机频率从30Hz提高至40Hz,降温时间降低了24.4%,风机频率从40Hz提高至45Hz,降温时间仅仅降低了12.25%。(3)在不同的制冷工况下,库温越低,运行时间系数变化越大。环境温度为15℃、当库温为-12~-10℃、0~2℃时,风机频率从30Hz增加至50Hz,运行时间系数分别降低了0.23、0.15。随着风机频率的增加,风机频率对运行时间系数的影响越小。当冷库温度为0~2℃、风机频率为50Hz时,运行时间系数为0.24,配冷量较大,制冷系统处于“大马拉小车”的状态,可将风机频率调至30Hz,降低风机运行功率,运行系数可提高到0.38。(4)当压缩机频率为50Hz,环境温度为15℃时,运行时间系数小于0.5,配冷量满足冷库的降温要求;环境温度为30℃时,运行时间系数均大于0.5,当运行系数大于0.4过多时,则不能满足冷库的降温要求。在研究不同环境温度下运行时间系数随风机频率变化的情况时,理论与实验存在的最大误差为16%,最小误差为2.6%。(5)当冷库温度分别为-12~-10℃、-6~-4℃、0~2℃时,随着压缩机频率的增加,降温时间分别降低了39s、29s、27s,升温时间分别增加了29.5s、38.6s、72.4s;运行时间系数。工况不变时,运行时间系数随压缩机频率增加而降低。当库温越低时,改变压缩机频率对运行时间系数的影响越大。冷库温度为-12~-10℃、0~2℃时,压缩机频率从30Hz提高至50Hz,运行时间系数分别降低了0.11,0.09。冷库温度大于-6℃时,运行时间系数小与0.45,配冷量满足冷库的降温要求,冷库温度小于-10℃时,运行时间均大于0.45。理论与实验的最大误差为21%、最小误差为3%。(6)在不同环境温度下运行时间系数随压缩机频率的增加而降低。当环境温度为30℃时,压缩机频率为30Hz,运行时间系数最大为0.79,配冷无法满足冷库的降温,将频率提高至50Hz,运行时间系数降低到0.47。在研究不同环境温度下运行时间系数随压缩机频率变化的情况时,理论与实验存在的最大误差为16%,最小误差为0.8%。(7)在同一配冷的情况下,当围护结构的厚度较小,围护结构厚度的变化对运行时间系数影响较大,当围护结构厚度较大时,围护结构厚度的变化对运行时间系数的影响较小。围护结构厚度为100mm,压缩机频率为36Hz时,运行时间系数等于1,制冷系统能维持库房温度,压缩机的不停机。在进行冷库设计时,可根据运行时间系数选择合理的维护结构厚度。在研究不同围护结构厚度下运行时间系数随风机频率变化的情况时,理论与实验存在的最大误差为7%,最小误差为2%。
【学位单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TB657.1
【部分图文】：

图 2-1 轮流降温制冷系统原理图Fig 2-1 Schematic diagram of a rotating cooling system图 2-1 为轮流降温式冷库特性研究的实验装置原理图。实验台分为 11 个部分：1：风冷式压缩冷凝机组（包括制冷压缩机、风冷式冷凝器、高压储液器、干燥过滤器、相关阀门管道）；2：电子膨胀阀；3：蒸发器；4：送风管道（包括管道与电动风阀）；5：回风管道（包括管道与电动风阀）；6：电控箱；7：冷间；8：轴流风机；9：热气除霜进风口；10：热气除霜出风口；11：接水盘。制冷剂采用的是 R404a。2.1.2 实验原理制冷系统运行时，制冷剂在压缩机内被压缩成高温高压的气体，从压缩机排出的高温高压制冷剂进入冷凝器与空气进行热交换，冷凝后的制冷剂经过节流元件降温降压，制冷剂从液态转变成气液两相并进入蒸发器，蒸发器与冷间内的空气强制对流换热，制冷剂液体吸收热量蒸发再进入压缩机进行压缩。低温空调箱内的空气与低温制冷剂换热被冷却后，通过送风管道进入每一个冷间，换热之后的冷空气再通过回风管

第二章 轮流降温式冷库制冷系统介绍风机频率不变，其他冷间继续降温，直到所有的冷间都完成降温时压缩机停止当其中某个冷间温度上升到温度上限时压缩机再次开启；如果有一个或多个冷完成降温，其中某个冷间的温度升到了温度上限，则压缩机一直处于运行状间的温度上、下限不同时，导致冷间的降温与升温时间不同，压缩机运行时间时间也不一样。在同一库温下，当压缩机频率与风机频率不同时，冷间的降温升温时间；压缩机的开机时间、停机时间都会随着压缩机频率和风机频率的改变。为了对压缩机频繁停启的问题进行优化，实验在不同环境温度下进行，同温度下改变冷间温度，测试压缩机频率、冷风机频率在不同的工况下对冷间升的影响，最后通过理论模拟与和实验数据分析得出轮流降温制冷系统在不同工缩机的开停比关系。 实验台介绍.1 冷库库体

外 形 尺 寸 为 1500mm*4000mm*2700mm （ 长 * 宽 * 高 ）， 门 洞 的 尺 寸 m*500mm，冷库门尺寸为 570mm*570*mm*150mm，上层冷库上壁开有 4 个 65mm 的圆孔，下层冷库的上壁开有两个同直径圆孔，为上下两层冷库的进风风口，下层冷库的送风管道和回风管道通过上层冷库进入到下层冷库，处于冷管段包 35mm 厚的保温层防止下层冷库的送回风管道与上层冷库的库内空气每个冷库的进风口和回风口都单独设置了电动风阀，电动风阀的开关由冷库的制，当冷库内温度达到温度下限时，送风风阀与回风风阀关闭，当库温达到温时，送风风阀和回风风阀开启。制冷系统采用的机组是比泽尔风冷冷凝压缩机组为：2EES-3Y-40S。如图 2-3 所示，制冷系统采用的是翅片管蒸发器，蒸发器与风机单独置于冷库室，风机采用的是上海达风机股份有限公司的型号为 DKT 9-60 No2.5 的外转风空调风机，外形尺寸长*宽*高为 383mm*429mm*350mm，功率 0.45kW，电，全压 380-330Pa，转速 1360r/min，风量 2500—3100m3/h。
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本文编号：2863366