斯特林制冷机在冰箱系统中的应用及可行性研究OA北大核心CSTPCD

斯特林制冷机具有运动部件少,无需润滑油,制冷过程无相变,制冷温度范围大,制冷量方便可调和制冷效率高等优点,在商用/民用制冷系统中具有广阔的应用前景。为满足用户低温冰箱高端化需求,本文研制了一台蒸气压缩和斯特林机联合制冷的多温区冰箱,开展了斯特林制冷机性能测试、散热和导冷结构设计优化及斯特林冰箱的整机性能研究,分析了输入功率和环境温度对斯特林制冷机性能的影响。结果表明:随着斯特林制冷机冷端温度的增加,其输出制冷量和COP均不断增加;增大输入功率可以有效增加输出制冷量,但COP略有降低。在环境温度43℃下,斯特林制冷机在冷端温度为-60℃时可输出制冷量为28.97 W,COP为0.37。本文还提出了基于热管技术的斯特林制冷冰箱的冷热端传热结构,仿真结果表明本文提出的散热导冷结构均可满足系统设计要求。最后,开展了斯特林制冷冰箱实验性能测试,32℃环境温度下的空载测试实验表明,低温室降温耗时相比冷冻室缩短28%;在环境温度43℃下,冰箱稳定运行后低温室平均温度可达-64.5℃,斯特林制冷机和整机耗电量分别为2.33 kW·h/d和4.13 kW·h/d。