葛佩红 罗清海 涂敏 李东倩 李志 周忍

南华大学土木工程学院

0 引言

食用方冰的需求在不断上涨，针对方冰机，多位学者进行了研究[1-6]。本文基于㶲计算对方冰机进行热工分析，同时选用新型蜂窝板式换热器针对㶲损失系数较大的蒸发器进行优化，利用CFD 数值模拟技术分析了焊点直径、焊点间距、板间距等多个结构参数对换热器传热及阻力性能的影响，结合工程实际选择合适的结构参数搭配对蒸发器进行优化设计。

1 方冰机系统㶲分析

1.1 方冰机系统简介

本文选用某制冷设备公司日产冰量为1 吨的方冰机作为研究对象，制冷工质为R22。选择方冰机压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器入口作为测试点，分别编号为1、2、3、4。记录各点压力与温度值，选取典型工况的性能参数记录如表1 所示。

表1 测试点压力值与温度值

1.2 系统㶲分析计算模型

压缩过程㶲损失

冷凝过程㶲损失

节流过程㶲损失

蒸发过程㶲损失

㶲损失系数：

1.3 方冰机系统㶲分析计算结果

系统各部分㶲损失及㶲损失系数如表2 所示。

表2 各部分㶲损失及㶲损失系数

分析可知，方冰机系统㶲损失大，整体㶲损失为77.76%，说明方冰机能源利用效率低。其中㶲损失率最大的为压缩机，蒸发器㶲损失率次之，冷凝器㶲损失排第三，膨胀阀㶲损失率最小。其中，蒸发器㶲损失为30.51%，占系统总㶲损失40%，原因主要是方冰机蒸发器结构形式的欠缺。

制冰过程中，水与制冷剂的热量传递，需要经过与冰格的对流换热、隔板的正反两面热传导、隔板背面与制冷剂铜管热传导、制冷剂与铜管的对流换热多个传热过程，传热热阻高。……