渦旋壓縮機用電機冷卻系統CFD傳熱分析

王 柳，林江波

(丹佛斯(天津)有限公司，天津 301700)

渦旋壓縮機用電機冷卻系統CFD傳熱分析

王 柳，林江波

(丹佛斯(天津)有限公司，天津 301700)

闡述了基于流體和固體耦合的渦旋壓縮機電機冷卻系統的仿真原理及方法，結合有限元仿真軟件ANSYS Fluent，構建了渦旋壓縮機電機冷卻系統的流固耦合仿真模型，獲取了電機內部及周圍冷媒的溫度和流場分布信息，并制作樣機進行了試驗，試驗結果顯示模擬結果和試驗結果具有很強的一致性，為渦旋壓縮機電機結構改進和冷卻性能優化提供理論依據。結合電機結構和壓縮機低壓腔氣路分布的特點，為增大冷卻電機冷媒流量，對電機轉子打孔的方案進行模擬分析，模擬結果顯示能有效改善電機散熱。

渦旋壓縮機；電機冷卻系統；CFD；流固耦合傳熱

1 前言

渦旋壓縮機結構簡單、性能可靠，廣泛應用于制冷空調領域[1,2]。電機作為壓縮機的驅動動力，是壓縮機的核心部件，電機性能直接影響壓縮機的制冷效果。為提高電機的性能，除了電磁設計之外，電機的冷卻散熱是設計的重點，因此，電機的冷卻系統優化設計是提高電機性能的關鍵因素。全封閉式壓縮機的電機散熱主要靠冷媒換熱，冷媒氣體進入壓縮機低壓腔側與電機表面進行對流換熱，通過氣流間隙帶走定子、繞線端、上下端環及轉子表面的熱量，進行冷卻。

計算流體力學的方法已在車用電機及航空用電機冷卻系統研究方面得到了廣泛的應用[3,4]。針對電機冷卻系統的研究，單獨對電機系統和冷卻系統流路做仿真分析的研究較多[5～8]。……