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新型太阳能二级半导体制冷冷藏车的研制及性能研究
| 论文题名： | 新型太阳能二级半导体制冷冷藏车的研制及性能研究 |
| 关键词： | 冷藏车;二级半导体制冷装置;太阳能电池板;热端散热 |
| 摘要： | 近年来受疫情和国内猪肉产能的影响，我国鲜肉冷藏配送的需求持续增加。然而，由于燃料和制冷方式的局限，传统的机械制冷冷藏车在运输过程中会对环境造成严重污染。太阳能半导体冷藏车选用太阳能作为能源，符合绿色低碳战略。通过将太阳能光伏发电技术产生的直流电直接供给半导体制冷装置，弥补了传统冷藏车结构复杂、运行费用高、机械运动部件噪声大等缺点。为了达到鲜肉冷藏配送的温度要求，本文设计了一款基于太阳能二级半导体制冷技术的小型E类冷藏车，与单级半导体制冷装置相比，二级半导体制冷装置的制冷温度更低、温度调节范围更大，适用于零下低温的工作环境。因此，将太阳能光伏发电和二级半导体制冷技术应用于小型E类冷藏车中，具有较大的研究意义。 首先，本文在对太阳能二级半导体冷藏车国内外研究现状进行综合分析的基础上，分别对太阳能光伏发电原理、半导体制冷的物理基础、单级半导体制冷的原理、二级半导体制冷的原理、二级半导体制冷的部分工况进行了理论研究。 其次，对太阳能半导体制冷冷藏车进行了研制。为验证二级半导体制冷装置的适用性，实验分别选取三种不同级数的半导体制冷装置，测量三种半导体制冷装置的冷端温度，最终得出最适合本次设计的制冷器级数;根据冷藏车所需制冷量以及半导体制冷装置参数，计算出所要的制冷器数量，并确定制冷器的安装位置;随后进行了太阳能电池伏安特性曲线测定实验，通过实验得到太阳能电池板的最佳工作电流，在此基础上计算出太阳能电池板的数量，并确定太阳能电池板的安装位置。 接着进行了热端散热实验及模拟研究。为了确定最佳散热方式，分别在不同的热端散热方式下，通过调节半导体制冷器的输入电压，测量制冷器的冷热端温度，通过实验得到最佳的热端散热方式并选择合适的工作电压;随后针对传统翅片式热管的弊端进行了数值模拟，通过模拟确定最佳的翅片形状，从而优化冷藏车制冷装置的散热性能。 最后在以上计算和实验的基础上，搭建实验台，测量冷藏车内的温度分布。接着对冷藏车内的流场进行了传热数值模拟，并将模拟结果与实验数据比较，针对实验中的存在的制冷效率低、太阳能利用率低等问题予以改进。 |
| 作者： | 陈鹏 |
| 专业： | 能源动力 |
| 导师： | 王莹;邢博博 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨商业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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