冷库气流模拟分析

第２６卷第２期　２００７年４月　建筑热能通风空调　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．２　ＡＤｒ．２００７．４０￣４１　

文章编号：１００３．０３４４（２００７）０２。０４０．３　

冷库门在热压作用下冷量渗透的数值模拟　

孟岩勇南晓红　

（西安建筑科技大学环境与市政工程学院）　

摘要：理论计算了在热压作用下冷库门冷风量的渗透情况。建立了相应的数学模型，用ＣＦＤ软件模拟了在热压　

作用下冷库门的气体流动，比较了计算值和模拟值的大小。最后得知在热压作用下冷库门处库外气体和库内气体　

存在着质量交换，有必要在冷库门加装空气幕以减少库内、外热湿交换。　

关键词：热压中和面数值模拟　

Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｌｄ　Ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｔ　Ｃｏｌｄ—Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｄｏｏｒ　

ｕｎｄｅｒ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　

Ｍｅｎｇ　Ｙａｎｙｏｎｇ　ａｎｄ　Ｎａｎ　Ｘｉａｏｈｏｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｄ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｔ　ｃｏｌｄ—ｓｔｏｒａｇｅ　ｄｏｏｒ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｉｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅ　

ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｉｓ　ｓｅｔ　ｕｐ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｏｆ　ａｉｒ　ｆｌｏｗ　ｉｓ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ＣＦＤ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｖａｌｕｅ　ｉｓ　

ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｖａｌｕｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｇａｓ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ａｔ　ｔｈｅ　ｇａｔｅ　ｉｓ　ｑｕｉｔｅ　ｌａｒｇｅ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ．　

制冷压缩机的动态系统建模与仿真

制冷压缩机是家用电器、商用冷藏箱以及工业冷库等领域中不可或缺的关键设备，它能够使气体在低温和高压的条件下变成液态，进而产生制冷效果。而对于压缩机的建模和仿真，不仅可以提高制冷效率，还可以节约能源和降低成本。

一、制冷压缩机的基本结构和工作原理

制冷压缩机的主要部件包括压缩机本体、电动机、减压阀、冷凝器、蒸发器和配管等，其中，压缩机本体是制冷循环的核心部件，它能够将氟利昂这种制冷剂压缩为高温高压气体，之后通过冷凝器散热释放热量，并通过减压阀将气体压力调低，变成低温低压的液态，从而实现制冷效果。

二、压缩机动态系统建模

压缩机动态系统建模的目的是通过建立数学模型来描述压缩机运行过程中的动态过程，从而预测其性能和行为变化。在建模的同时，我们需要考虑一些关键因素，如压缩机工作状态、温度、压力、系统中的管路结构、工作介质等因素。基于这些因素，我们可以分别从压缩机本体、电动机、制冷剂流体等方面进行建模。

1. 压缩机本体建模

在建模过程中，我们需要研究并描述压缩机本体的运动学和动力学特性。建立运动学和动力学模型是为了理解和预测压缩机在压缩剂压缩过程中的气流功率、热功率等性能指标，为制冷系统性能分析和优化提供依据。

2. 电动机建模

电动机是驱动压缩机运转的能量转换机构，在制冷系统中起到非常重要的作用。因此，在动态系统建模过程中，需要对电动机的性能和行为进行建模。

3. 制冷剂流体模型 除了压缩机本体和电动机之外，制冷剂流体在动态系统建模中也是一个重要的因素。在建模过程中，我们需要考虑制冷剂在管道中的流动和传热效应等因素，进而解决好压缩机系统中传热问题，提高制冷效率。

三、压缩机系统建模仿真

在模型建立完成后，我们需要对模型进行仿真验证，从而进一步了解和分析压缩机的运行状态和性能表现。压缩机建模仿真分为静态仿真和动态仿真两种形式。

1. 静态仿真

静态仿真是对压缩机系统在稳态下的性能进行评估和分析，通过对各个部件的静态特性进行建模，计算和模拟解析运行过程中的关键性能指标，如冷凝温度、蒸发温度、质量流量、能量消耗等。

冷库的冷风机原理

冷库的冷风机原理是通过电机带动风轮的旋转，从而产生气流，将冷冻室内的空气吸入风机，并经过冷凝器冷却后再将冷空气吹出。冷风机包括电机、风轮、冷凝器和其他辅助部件。

具体原理如下：

1. 电机：冷风机的驱动电机负责产生旋转力，通过电能转化为机械能，带动风轮的旋转。

2. 风轮：风轮是冷风机的主要部件，其内部结构包括密集排列的叶片，当电机带动风轮旋转时，叶片会抓住周围空气，并产生气流。

3. 冷凝器：冷凝器是冷风机中的一个重要组成部分，其功能是通过传导或者对流，将从冷库内部吸引进来的热空气经过冷却，使其降温。

4. 其他辅助部件：冷风机还包括其他辅助部件，如温度传感器、控制器等，用于监测和调节冷风机工作温度和速度，以达到冷库内部恒温恒湿的效果。

总的来说，冷风机通过驱动电机带动风轮旋转，产生气流，再经过冷凝器冷却后吹出冷空气，从而实现对冷库内部空气温度的调节和冷却。

冷库通风换气解决方案

一、确定换气次数

在确定冷库通风换气次数时，需要综合考虑冷库的容积、库温以及货物种类等因素。一般来说，对于低温冷库，其换气次数应不低于每小时3-5次，而对于高温冷库，则应不低于每小时5-8次。同时，为了保持库内空气的新鲜和减少冷量的损失，换气次数过少也是不合适的。因此，在确定换气次数时，需要权衡这些因素，以选择一个合适的换气次数。

二、选择换气设备

在选择冷库通风换气设备时，需要考虑设备的性能、能耗以及维护保养等因素。其中，性能方面需要考虑设备的制冷量、风量等因素，以满足冷库的通风需求；能耗方面则需要考虑设备的功率、运行效率等因素，以降低运行成本；维护保养方面则需要考虑设备的易用性和耐用性等因素，以减少维修和更换的频率。一般来说，可以选择使用冷风机或新风机等设备进行冷库的通风换气。

三、设计合理的换气路线

在设计冷库通风换气路线时，需要考虑冷库的结构、货物摆放等因素，以设计出合理的换气路线。一般来说，可以通过对冷库内部进行合理的布局和隔断，将货物按照不同的种类和温度要求进行分区摆放，同时根据换气设备的性能和位置，设计出合理的气流通道和风口位置，以实现高效的通风换气效果。此外，为了减少能量的损失和温差的干扰，还需要注意避免出现气流短路等现象。

四、控制换气时间

在控制冷库通风换气时间方面，可以根据冷库监控系统的数据以及具体需求来确定。一般来说，在货物进出冷库时，为了减少外界环境对库内温度的影响，需要开启换气设备进行通风换气。而在其他时间，可以根据监控系统显示的温度变化情况以及实际需求来控制换气时间。一般来说，在温度出现较大波动或者库内温度过高时，可以开启换气设备进行通风换气。同时，也可以根据实际需求设置定时换气时间，以保证库内温度的稳定。

五、防凝排水措施

在冷库通风换气过程中，还需要注意防凝排水措施。由于空气中的水蒸气在遇到低温物体时容易凝结成水，因此需要在通风管道上设置相应的防凝排水措施。例如可以在管道的最低点设置排水阀或者排