工業用途におけるダイレクトクール方式の氷製造機における定量的研究が不十分であり、制御メカニズムが不明確であり、熱交換能力と氷製造の均一性に問題がある。氷模蒸発器の冷媒側の数学モデルを構築し、MATLABによるシミュレーションを行い、実験データとシミュレーション結果を比較し、流体の流れと氷製造時間に伴う熱交換および流動パラメータを分析した。その結果、氷ができる前の熱交換速度は氷ができた後の約30%高く、かつ冷媒流量に明らかな差異がある。過熱前と後の熱流密度は40.9%低下し、過熱区間を減らすと熱交換が著しく増強し、熱交換の均一性が向上する。過熱前の水側と氷側の熱抵抗はそれぞれ総熱抵抗の93.4%と91.7%を占め、熱交換を最適化する際にはまず水側または氷側の熱交換を優先的に高めるべきである。このシミュレーションプログラムにより、流量の変化を予測し、過熱区間の長さをシミュレートすることが可能となり、氷製造機の設計と運転制御に理論的根拠と実際的なガイダンスを提供し、製品性能を向上させ、氷製造プロセスを加速することができる。

ダイレクトクール方式の氷製造機;氷模蒸発器;冷媒