由于制冷剂存在的一系列问题,因此目前许多冷库都改成了依靠载冷剂进行冷量传递的间接冷却制冷系统。间接冷却制冷系统由于换热温差过大而导致换热效率常常低于直接膨胀制冷系统。对于此问题,本课题重点对间接冷却系统性能的优化开展了有关研究。实验采用了中孚一号、中孚三号、冷库专用、寿光四种新型的混合载冷剂并对它们的主要物性进行了实验对比分析,在此基础上还测试了不同型号的载冷剂对间接冷却系统性能的影响差别。实验对间接冷却系统中的壳管式换热器和冷风机两个换热设备建立了数学模型,利用MATLAB软件进行了模拟仿真,通过对壳管式换热器和冷风机的模拟计算进而得出间接冷却系统传热系数及总传热温差等性能随工况条件的变化趋势。在此基础上课题研究了间接冷却制冷系统性能参数随库房温度、载冷剂流量、冷风机频率的变化情况。在冷风机频率恒定30Hz、载冷剂流量改变及载冷剂流量恒定2950L/h、冷风机频率改变的工况下,测试三种载冷剂将库温从15℃降至-20℃时各自的降温时间;在冷风机频率20Hz、30Hz、40Hz、50Hz,载冷剂流量1000L/h、1500L/h、2000L/h、2950L/h,库温-5℃、-8℃、-11℃、-14℃、-17℃、-20℃时测试间接冷却制冷系统总传热温差、制冷量、系统耗功及COP的变化趋势。并针对系统总传热温差对实验测量结果及MATLAB模拟结果进行了对比分析。各项实验结果如下:(1)经过对中孚一号、中孚三号、冷库专用、寿光四种新型混合载冷剂的性能测试发现,中孚三号的综合性能最优,凝固点可达-80℃。且在同样工况下,间接冷却制冷系统使用中孚三号载冷剂时的降温时间最短,仅为3.7小时。(2)通过对蒸发器和冷却器的模拟发现,传热系数会随冷库温度升高、载冷剂流量增加以及冷风机频率加大而升高,而传热温差随载冷剂流量增加、冷风机频率升高、库房温度降低而减小。冷风机频率50Hz,载冷剂流量2950L/h为系统最小总传热温差工况。(3)当冷库温度升高,间接冷却制冷系统的制冷量、总功耗、COP都会不同程度的升高。其中库房温度相比于载冷剂流量对制冷量影响大,库温-20℃,最大载冷剂流量2950L/h时,制冷量仅为2.47kW,而库温-5℃,最小载冷剂流量1000L/h时,制冷量仍为4.32kW,两者相差1.85kW。此外在高冷库温度下,采用增加载冷剂流量的方式可更有效的提高系统COP。(4)实验发现当载冷剂流量增加时,冷库降温时间变短,降温时间在最大载冷剂流量时可有效缩小至3.7小时。同时间接冷却制冷系统的制冷量、总功耗、COP均随流量增加呈幅度逐渐减小的增长趋势,在载冷剂流量2950L/h时相对于2000L/h的制冷量增长幅度平均减小了0.9%。(5)当冷风机频率由20Hz升至50Hz,间接冷却系统的制冷量、总功耗、COP分别会出现先增再降、增加、先增再降的趋势。且制冷量、COP均会在冷风机频率30Hz时达到最大值,在频率50Hz时达到最小值,两频率间的制冷量及COP差值最大为2.81kW,0.24。(6)当库房温度升高,载冷剂流量增加,中孚三号、中孚一号、冷库专用三种载冷剂的制冷量均有增大的趋势,其中冷库专用载冷剂的制冷量最小,中孚三号载冷剂的制冷量最大,两者制冷量可相差0.96kW。(7)将实验测得的间接冷却制冷系统传热温差与模拟计算出的传热温差进行了比较分析,发现两者随研究参数的变化趋势是完全相同的,且误差仅在15%内,证明了模型的准确性。