第42卷　第7期西　安　交　通　大　学　学　报

2008年7月JOURNALOFXI′ANJIAOTONGUNIVERSITY

Vol.42　№7Jul.2008

整体式斯特林制冷机用于家用冰箱的性能研究

孙乐安,赵远扬,李连生,束鹏程

(西安交通大学流体机械及压缩机国家工程研究中心,710049,西安)

摘要:基于斯特林制冷循环在环保方面的优点,冷机进行了实验研究.塞以V,.研究表明:,各种结构间存在着最优匹配;3种回热60的系统性能最优;对于不同的回热器,其工质氮气和氦气的,在长度为60mm、直径为50mm的结构中,以氮气和氦气为工质的最佳充气压力分别为1MPa和113MPa,当转速分别为500～700r/min(氮气)和800～1000r/min(氦气)时,制冷量和性能系数最优.

关键词:制冷机;斯特林循环;实验;家用冰箱中图分类号:TH45;TB657　文献标志码:A　文章编号:0253Ο987X(2008)07Ο0811Ο04

PerformanceResearchonIntegralStirling2CycleinDomesticRefrigerator

SUNLe′an,ZHAOYuanyang,LILiansheng,SHUPengcheng

(NationalEngineeringResearchCenterofFluidMachineryandCompressors,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China)

Abstract:AV2typeintegralStirling2cyclerefrigerator(VISR)wasdeveloped,whichconsistsofanexpansioncylinder,acompressioncylinderandaregenerator.TheexpansionpistonandthecompressionpistonareV2shapedanddrivenbyacrank2connectingrodmechanism.Acoldheadisconnectedtotheexpansioncylinderandprovidescoolingcapacity.Theresultsshowthatthere2generatormustmatchtheconfigurationanddimensionofthecompressionandexpansioncylindersandthecooler.Amongthethreeregeneratorstested,theregeneratorwithalengthof60mmandadiameterof50mmhasoptimalcoolingcapacity.Itsoptimalchargepressureis1MPafornitro2genand113MPaforhelium,respectively.Inaddition,theCOPoftherefrigeratorhasapeakvalueintherangeof5002700r/minfornitrogenandintherangeof800Ο1000r/minforhelium.Keywords:refrigerator;Stirling2cycle;experiment;domesticrefrigerator

　　节能与环保已成为现代冰箱技术发展的重要方向.自1990年以来,作为蒸气压缩式制冷系统的氟利昂制冷剂CFC和HFC对气候变暖和臭氧层的破坏引起了世界范围的重视,因而有必要寻找一种新的高效、环保制冷技术来替代传统的蒸气压缩式制冷技术.

斯特林循环首先由Finkelstein和Polonski[1]提出应用于冰箱制冷系统.斯特林制冷机的工质始

终是气态,即在一定温度范围内,把工质看成是理想气体,进行压缩、膨胀,得到低温.到目前为止,已经有很多研究者对此项技术进行了研究.文献[2]将自由活塞式斯特林制冷机通过热虹吸管传热方式安装在一台250L的冰箱上获得成功研究.文献[3Ο6]分别提出了斯特林制冷用于冰箱技术的发展优势,以及朗肯循环与自由活塞斯特林循环制冷的对比研究.文献[7]对自由活塞式斯特林制冷机用于40L

收稿日期:2007Ο08Ο17.　作者简介:孙乐安(1962-),男,博士生;束鹏程(联系人),男,教授,博士生导师.　基金项目:长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT0746).