近期，课题组硕士研究生郭炜辰（导师：叶蔚副教授）将关于超高精度恒温冷却水系统优化设计研究的相关成果发表在Applied Thermal Engineering（Q2,IF:6.4）该研究关注将间接接触式和直接接触式热交换器应用于超高精密级恒温冷冻水系统中，对比了温度波动衰减能力和可行参数区域。

引用：Weichen Guo, Zeng Wang, Yusong Hong, Difei Chen, Xuejin Zhu, Zhe Zhu, Wei Ye, Xu Zhang, Comparing temperature fluctuation attenuation capabilities and feasible parameter regions of indirect- and direct-contact heat exchangers for an ultra-high precision constant-temperature chilled water system: An experimental and Modelica-based study, Applied Thermal Engineering, Volume 241, 2024, 122379,https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.122379.

该论文关注到仅对空气进行恒温控制难以满足超高精密对于日益升高的恒温控制需求，需要进一步对冷冻水的温度稳定性进行控制，从而有效提升恒温空调的温度控制精度。本文研究了冷冻水系统中两种常见的温度波动衰减器：间接接触式和直接接触式热交换器，例如板式热交换器（PHE）和混水泵（WMP）。首先，建立了两个系统的 Modelica 模型，并通过能够在 PHE 和 WMP 环路之间切换的实验装置进行了验证。其次，对四个关键因素的衰减效果进行了正交分析评估。结果表明，PHE 和 MWP 都能提供所需的恒温精度，但存在细微差别。MWP 系统的稳定时间更快，主要受阀门调节精度的影响。相比之下，PHE 的波动控制能力更强，阀门调节精度和输入冷冻水温度波动幅度是关键因素。最后，对两种衰减器在超高精度目标下的可行参数区域进行了划分和分析。

以下为论文部分内容：

图1 基于中间接接触式和直接接触式热交换器的恒温冷冻水系统设计图

图2 执行器精度对动态效果的影响

图3 稳态误差影响因素分析

图4 控制系统设计参数可行域研究