基于半导体制冷片的水冷式车载冰箱的设计方案---合肥工业大学2011-2012年学生创新基金项目申请书

合肥工业大学20112012学年学生创新基金项目申 请 书项目名称 基于半导体制冷片的水冷式车载冰箱的设计方案申 请 者 何雨雷 所在学院 机械与汽车工程学院 联系电话 申请日期 2011/10/25 共青团合肥工业大学委员会二一一年十月填 表 说 明 1、编写申请书之前请认真阅读本填表说明。请双面打印，打印结果不得突破原格式。 2、简表中的研究内容摘要须措辞准确、精练，不得超过200个字。课题组成员指除申请者（即项目主持人）之外的其他成员，最多填六人（含指导教师）。 3、编写立项依据、研究方案和研究基础，力求简练，若表中栏目不够填写，可另加附页。 4、本申请书一式2份，双面打印，纸张大小要求A4。一、简表项目信息项目名称基于半导体制冷片的水冷式车载冰箱的设计方案学 科 工科 起止年月2011年11 月至 2012 年 6月个人信息姓 名何雨雷性别男民族汉出生年月1990年 8 月学 院机械与汽车工程学院专业、班级车辆工程08-4班手机号码电子邮件研究内容摘要我们采用市售的200w制冷半导体作为工作原件，购买保温箱，进行制冷原件的结构布置，实现冰箱内采用风冷技术实保证箱体内均匀快速制冷。通过水循环的原理，利用散热水箱和风扇实现半导体热量的对外散失。验证制冷效率和实际箱体内外最大温度温差，采集记录可靠数据。然后将各项性能稳定的冰箱装车，进行各项试验，得到理论数据，最后进行耐久性试验和商业化运行评估。目标实现制冷半导体式车载冰箱冷冻的目的。课题组成员不含申请者姓 名性别出生年月所在单位所在单位任务分工签 名赵亮男1990.10机械与汽车工程学院三维模型建立、有限元分析刘元隆男1988.06机械与汽车工程学院资料收集、数据处理王曦男1989.07机械与汽车工程学院材料购买、实物制作吴沂骞男1990.04机械与汽车工程学院项目结题报告整理指导老师姓 名性别出生年月职务/职称所在单位签 名朱衍飞男1980.08讲师机械与汽车工程学院.1.二、立项依据 国内外研究状况分析，项目的研究意义，着重结合学科前沿论述其应用前景，并列出主要参考文献。2.1 目前研究现状图1中国期刊全文数据库查新目前市面上存在着两种制冷形式的车载冰箱，即压缩机制冷式和半导体制冷式，前者由于使用的风冷，没有达到很好的制冷效果，制冷温差标定在15-20，实际表现还很难达到上述效果；后者由小型压缩机进行制冷，制冷温度可达10至-18，制冷效果好，但是由于采用小型压缩机，设备成本较高。市场12L左右的车载冰箱售价在2000元以上。目前半导体制冷技术较为成熟，具有无噪音、既能制冷也能制热的优点。目前市售的半导体制冷式冰箱的散热方式均为风冷式，散热效果差。导致制冷效果难以与压缩机式冰箱相比，且半导体片温度过高，容易老化。2.2项目的研究意义该项目研究的意义在于能够成功的运用半导体所具有的理论优势，成功的解决，冷源的制冷和热源的能量散失，实现制冷半导体式冰箱的制冷温度降到0以下实现冷冻的目的。2.3应用前景目前半导体制冷技术成熟，且价格相对于压缩机是制冷技术有明显的优势，如果能成功的将半导体制冷片式冰箱的制冷效果提升到实现制冷温度达到0以下，这样将能够满足车载冰箱对于制冷的要求，然后基于其价格的优势，该产品一旦推出必将得到消费者的亲睐。.2.三、研究方案1、研究内容、研究目标、拟解决的关键问题我们采用市售的200w制冷半导体作为工作原件，购买保温箱，进行制冷原件的结构布置，实现冰箱内采用风冷技术实保证箱体内均匀快速制冷。通过水循环的原理，利用散热水箱和风扇实现半导体热量的对外散失。验证制冷效率和实际箱体内外最大温度温差，采集记录可靠数据。然后将各项性能稳定的冰箱装车，进行各项试验，得到理论数据，最后进行耐久性试验和商业化运行评估。目标实现制冷半导体式车载冰箱冷冻的目的。解决的关键技术:通过水冷加风冷的散热制冷方式，将半导体冰箱的内外温差升高到30-40。2、拟采取的研究方法、技术方案及可行性分析(1)搜集资料，确定研究方向；(2)理论计算，进行可行性分析，制定实施方案；(3)运用catia建立三维模型及生成二维工程图纸，进行制冷系统系统的CFD流场分析；(4)进行材料、标准件的采购；(5)加工零件，制作冰箱箱体；(6)进行组装试运行，检测制冷效果。3、本项目的创新之处（1）采用了半导体制冷原件，具有无噪音、既能制冷也能制热的优点；（2）采用了风冷的冰箱冷循环的技术；（3）采用了水循环进行热能对外散失的方案。将水箱置于汽车座舱之外，可避免冰箱所散发的热量导致的车内温度升高。同时可利用车外冷空气和汽车行驶带来的空气流动改善散热效果。4、年度研究计划及预期进展2011年11月至2012年1月 项目调研，资料搜集，进行项目前期研究；2012年1月至2012年2月项目功能分析和总体方案设计；2012年2月至2012年3月项目三维模型建立和强度分析和模拟仿真；2012年3月至2012年5月完成实物制作，并进行试验和调试；2012年6月至2012年7月结果分析，结题报告撰写和项目验收。5、预期研究成果1、建立整体结构的三维模型及完成二维工程图纸的生成；2、完成制冷系统和冰箱箱体的制作；3、发表论文12篇或专利1项；4、项目结题报告1份。.3.四、研究基础（与项目有关工作和成绩）1、已参与或主持的科研项目参与第四届机械创新设计大赛，获得安徽省三等奖；参与上一节创新项目，完成了实物制作和论文的发表，顺利结题；参与了FSC大学生方程式大赛。2、已具备的研究条件熟练掌握了车辆专业的专业课程，制冷技术有一定的了解，通过以前参与的项目，我们能够熟料操作各种加工设备。3、近两年来已发表的主要论文、著作目录和获奖情况（论文：作者、题目、刊名、年份、卷、期、页码、引用情况，专著：作者、书名、出版者、年份、本人贡献）发表论文：“基于inventor的模块化逃生窗三维设计及其二维图形的快速实现” 第一作者：何雨雷 刊名：机械 文章编号：10060316 (2011) 10000100 五、经费预算支 出 科 目金额 (万元)计 算 根 据1.设备、材料费0.09购买加工材料、工具及标准件等2.试验外协、租赁费0.07加工费