变容量、电子膨胀阀和微机控制等先进技术在制冷系统的广泛应用需要可靠高效的系统控制,而制冷剂蒸发过程及蒸发器出口状态的不稳定性严重困扰着制冷系统控制策略的确定。本文建立了制冷剂蒸发过程不稳定流动试验装置,并对制冷剂在水平直管内蒸发过程及蒸发器出口状态的不稳定性进行了试验研究。在对研究结果进行分析后,特别是对影响蒸发过程的主要参数进行研究分析后,在制冷剂蒸发过程不稳定流动特性和影响因素方面进行了初步归纳和推测,认为流量波动和流型转换是引起不稳定的重要因素。

建立了以集总参数法为基础,以换热器为主要研究对象的制冷系统动态仿真模型。模型中,制冷系统中的蒸发器、冷凝器、电子膨胀阀、压缩机等核心部件都利用能量、质量、动量等基本方程耦合建立了理论模型,并通过使用Mat-lab的Simulink模块完成整个循环的动态仿真。该模型可完成蒸发器两相出口等特殊工况的模拟,并解决了以往仿真中易出现的模型和算法振荡问题,在模拟两相出口时能够实现模型的平滑过渡。当该模型用于空调系统时,在系统参数突然变化的情况下,能够模拟系统相应的动态变化过程。经过试验验证,该模型在模拟蒸发器出口两相的特殊工况时也具备相当的准确性。