引論：我們?yōu)槟砹?3篇制冷技術(shù)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

2．1離心泵與管理特性曲線

從圖1可看出，離心泵在制冷系統(tǒng)的管路工作中，無(wú)論出于哪一種工作狀態(tài)下，都只有一個(gè)工作點(diǎn)，如圖中A、B、C三個(gè)工作點(diǎn)。這三個(gè)工作點(diǎn)也是離心泵的工作曲線與管路工作曲線的交點(diǎn)。離心泵若在B點(diǎn)工作，泵輸出的能量比管路所需要的能量要高出很多，加大了流量，增加了管路的摩擦和阻力;離心泵若在C點(diǎn)工作，泵輸出的能量比管路所需要的能量要少，減少了流量。只有離心泵在A點(diǎn)工作時(shí)，泵輸出的能量等同于管路所需要的能量。

2．2水泵工作狀態(tài)

水泵轉(zhuǎn)速與水泵的流量和揚(yáng)程成正比，水泵在制冷運(yùn)行的過(guò)程中為了保證始終處于高效率區(qū)間內(nèi)，就要調(diào)整水泵的運(yùn)行模式，也就是根據(jù)實(shí)際的需要對(duì)水泵的數(shù)量進(jìn)行增減，提高整個(gè)礦區(qū)的制冷效率，降低制冷降溫所消耗的能量。

3變頻技術(shù)實(shí)施

3．1變頻器

礦井下冷凍水循環(huán)的制冷系統(tǒng)中，每臺(tái)變頻器都會(huì)帶著一臺(tái)水泵，這樣在水泵的運(yùn)行過(guò)程中，即使由于季節(jié)的變化給制冷系統(tǒng)帶來(lái)的負(fù)荷程度存在一定差異，變頻設(shè)備都能根據(jù)工作面的承受狀況，調(diào)節(jié)冷凍水循環(huán)的流量。變頻器是由本體、電抗器、濾波器以及其他輔助的機(jī)器構(gòu)成，變頻器是對(duì)制冷系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度進(jìn)行控制，并且對(duì)制冷系統(tǒng)中可能會(huì)發(fā)生的故障加以預(yù)防，其工作原理主要是依靠變頻器每個(gè)構(gòu)成機(jī)器間的相互配合。變頻器在使用之前要進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試成功之后才能正式投入運(yùn)行。具體操作步驟是在電源接通后，將變頻器上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)調(diào)換到近距離控制模式，礦井制冷系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)在不同溫度下運(yùn)行的所需溫度，都可以通過(guò)在變頻器上選擇不同的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果在變頻器的運(yùn)行或啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)故障，都會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行或啟動(dòng)。

3．2ABB變頻器

ABB公司的變頻器中，根據(jù)制冷系統(tǒng)不同的負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)冷卻水的循環(huán)流量，主要是依靠對(duì)頻率輸出的控制，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)輸出軸的功率。地面的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)安裝了5臺(tái)循環(huán)水泵。

3．3運(yùn)行方式

礦井制冷系統(tǒng)中關(guān)于變頻器的運(yùn)用分為兩種模式，根據(jù)溫度對(duì)礦井制冷的需求分為夏季和冬季。夏季時(shí)，礦井對(duì)制冷降溫的要求比較高，所以制冷系統(tǒng)對(duì)熱量的負(fù)荷比較重，這也增加了冷卻水的流量。針對(duì)這樣的情況，可以通過(guò)調(diào)整變頻器的頻率，使變頻器與水泵達(dá)到同時(shí)運(yùn)行的模式，來(lái)滿足礦井制冷降溫的要求。冬季時(shí)，礦井對(duì)制冷的要求相對(duì)要低得多，那么制冷系統(tǒng)對(duì)熱量的負(fù)荷也隨之降低，同時(shí)也減少了對(duì)冷卻水流量的要求。所以可以減少水泵的臺(tái)數(shù)，采用2臺(tái)水泵的運(yùn)行，并且要求每臺(tái)水泵的運(yùn)行頻率為30HZ左右。并且，由于水泵在冬季消耗的能量較低，一般采用低能耗的運(yùn)行模式。

篇2

吸附制冷系統(tǒng)以太陽(yáng)能、工業(yè)余熱等低品位能源作為驅(qū)動(dòng)力，采用非氟氯烴類(lèi)物質(zhì)作為制冷劑，系統(tǒng)中很少使用運(yùn)動(dòng)部件，具有節(jié)能、環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)噪音、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等突出優(yōu)點(diǎn)，因此受到了國(guó)內(nèi)外制冷界人士越來(lái)越多的關(guān)注。

吸附制冷的基本原理是：多孔固體吸附劑對(duì)某種制冷劑氣體具有吸附作用，吸附能力隨吸附劑溫度的不同而不同。周期性的冷卻和加熱吸附劑，使之交替吸附和解吸。解吸時(shí)，釋放出制冷劑氣體，并在冷凝器內(nèi)凝為液體；吸附時(shí)，蒸發(fā)器中的制冷劑液體蒸發(fā)，產(chǎn)生冷量。圖1是吸附制冷的理想基本循環(huán)系統(tǒng)示意圖，圖2是理想基本循環(huán)熱力圖。

圖1理想基本循環(huán)系統(tǒng)示意圖圖2理想基本循環(huán)熱力圖

圖1中、為切換系統(tǒng)吸附／解吸狀態(tài)的控制閥門(mén)，為節(jié)流閥；圖2中、分別為吸附態(tài)吸附率和解吸態(tài)吸附率，、為吸附起始和終了溫度，、為解吸起始和終了溫度。吸附制冷理想基本循環(huán)的由四個(gè)過(guò)程組成：(1)12，等容升壓；(2)23，等壓解吸；(3)34，等容降壓；(4)41，等壓吸附。(1)(2)過(guò)程需要加熱，(3)(4)過(guò)程需要冷卻，12561為制冷劑循環(huán)過(guò)程，當(dāng)吸附床處于41階段時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生冷量。

2吸附制冷技術(shù)研究進(jìn)展

吸附制冷工作原理最早是由Faraday提出的[1]，而后在20世紀(jì)20年代才真正開(kāi)始了吸附制冷系統(tǒng)的相關(guān)研究，由于當(dāng)時(shí)提出的吸附制冷系統(tǒng)系統(tǒng)在商業(yè)上根本無(wú)法與效率高得多、功率大得多的系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)，因而并未受到足夠的重視。20世紀(jì)70年代的能源危機(jī)為吸附式制冷技術(shù)的發(fā)展提供了契機(jī)，因?yàn)槲街评湎到y(tǒng)可用低品位熱源驅(qū)動(dòng)，在余熱利用和太陽(yáng)能利用方面具有獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著全球環(huán)境保護(hù)的呼聲越來(lái)越高，不使用氟氯烴作為制冷劑的吸附制冷技術(shù)引起了制冷界人士的廣泛興趣，從而使得吸附制冷技術(shù)的研究得以蓬勃的發(fā)展起來(lái)[2]。

吸附制冷吸附研究主要包括工質(zhì)對(duì)性能、吸附床的傳熱傳質(zhì)性能和系統(tǒng)循環(huán)與結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方面的工作，無(wú)論哪一個(gè)方面的研究都是以化工和熱工理論為基礎(chǔ)的，例如傳熱機(jī)理、傳質(zhì)機(jī)理等等，限于篇幅，本文僅從技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)概括吸附制冷的研究進(jìn)展。

2.1吸附工質(zhì)對(duì)性能研究

吸附制冷技術(shù)能否得到工業(yè)應(yīng)用很大程度上取決于所選用的工質(zhì)對(duì)，工質(zhì)對(duì)的熱力性質(zhì)對(duì)系統(tǒng)性能系數(shù)、初投資等影響很大，要根據(jù)實(shí)際熱源的溫度選擇合適的工質(zhì)對(duì)。從20世紀(jì)80年代初到90年代中期，研究人員為吸附工質(zhì)對(duì)的篩選做了大量的工作，逐漸優(yōu)化出了幾大體系的工質(zhì)對(duì)。按吸附劑分類(lèi)的吸附工質(zhì)對(duì)可分為：硅膠體系、沸石分子篩體系、活性炭體系（物理吸附）和金屬氯化物體系（化學(xué)體系）[2,3]。由于化學(xué)吸附在經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后吸附劑會(huì)發(fā)生變性，因而對(duì)幾種物理吸附類(lèi)吸附體系的研究較多。幾種常用工質(zhì)體系的工作特性總結(jié)于表1[4]。

表1固體吸附制冷工質(zhì)對(duì)的工作特性和應(yīng)用范圍工質(zhì)對(duì)

制冷劑

毒性

真空度

系統(tǒng)耐壓強(qiáng)度

解吸溫度

℃

驅(qū)動(dòng)熱能

標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)

℃

汽化潛熱

kJ/kg

沸石－水

100

2258

無(wú)

高

低

＞150

高溫余熱

硅膠－水

100

2258

無(wú)

高

低

100

太陽(yáng)能、低溫余熱

活性炭－甲醇

65

1102

有

高

適中

110

太陽(yáng)能、低溫余熱

活性炭－乙醇

79

842

無(wú)

適中

適中

100

太陽(yáng)能、低溫余熱

活性炭纖維－甲醇

65

1102

有

高

適中

120

太陽(yáng)能、低溫余熱

氯化鈣－氨

－34

1368

有

低

高

95

太陽(yáng)能、低溫余熱

近幾年來(lái)，研究人員在吸附工質(zhì)對(duì)方面的研究始終沒(méi)有停止，從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)各種工質(zhì)對(duì)的工作特性進(jìn)行了廣泛的研究。綜合考慮強(qiáng)化吸附劑的傳熱傳質(zhì)性能，開(kāi)發(fā)出較為理想的、環(huán)保型吸附工質(zhì)對(duì)，從根本上改變吸附制冷工業(yè)化過(guò)程中所面臨的實(shí)際困難，是推動(dòng)固體吸附式制冷工業(yè)技術(shù)早日工業(yè)化的關(guān)鍵。

2.2吸附床的傳熱傳質(zhì)性能研究

吸附床的傳熱傳質(zhì)特性對(duì)吸附式制冷系統(tǒng)有較大的影響。一方面，吸附床的傳熱效率和傳質(zhì)特性直接影響制冷系統(tǒng)對(duì)熱源的利用；另一方面，傳熱傳質(zhì)越快，循環(huán)周期越短，則單位時(shí)間制冷量越大。因此，提高吸附床的傳熱傳質(zhì)性能是吸附式制冷效率提高的關(guān)鍵。

傳質(zhì)速率主要取決于吸附解吸速度和吸附劑的傳質(zhì)阻力，吸附劑的傳質(zhì)阻力主要是由其孔隙率決定的，此外制冷劑氣體在吸附劑內(nèi)的流程也對(duì)傳質(zhì)阻力有很大影響，合理的吸附劑填充方式和吸附器設(shè)計(jì)可以有效降低傳質(zhì)阻力。對(duì)于傳熱來(lái)講吸附床主要存在兩種熱阻[6]：吸附換熱器的金屬材料（換熱管道與翅片）與吸附劑之間的接觸熱阻；固體吸附劑的傳熱熱阻。因此，改善吸附床的傳熱特性，主要從減小這兩個(gè)熱阻的角度出發(fā)，或者依靠增大換熱面積來(lái)增加總的換熱量，也就是通過(guò)合理的吸附器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)增加換熱量。

在加強(qiáng)傳質(zhì)性能方面，比較有效的方法是通過(guò)改變吸附劑顆粒的形狀增加床層孔隙率以及在吸附床設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置制冷劑氣體的流動(dòng)通道。

吸附器傳熱性質(zhì)的加強(qiáng)首先是對(duì)吸附劑的處理，目前比較公認(rèn)的方法有：采用二元混合物，讓小顆粒吸附劑摻雜在大顆粒吸附劑之間以減小吸附床的松散性；在吸附劑中摻入高導(dǎo)熱系數(shù)材料；通過(guò)固結(jié)等手段改變顆粒形狀，增大相互之間的傳熱面積，減少顆粒間的接觸熱阻[5]。減小吸附劑與吸附器翅片或器壁之間接觸熱阻可采用壓實(shí)或粘貼等方法。在吸附床的設(shè)計(jì)上，比較成熟的吸附床結(jié)構(gòu)有翅片管式、板式、螺旋板式等[6]。

傳熱和傳質(zhì)的加強(qiáng)經(jīng)常是關(guān)聯(lián)在一起的，二者有時(shí)是對(duì)立的有時(shí)是統(tǒng)一的，例如床層孔隙率的增加會(huì)減小傳質(zhì)阻力，但卻導(dǎo)致導(dǎo)熱熱阻的增加；而一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)良好的吸附器往往會(huì)同時(shí)對(duì)傳熱和傳質(zhì)起到促進(jìn)作用，例如Melkon[7]所采用的將沸石粉末以極薄的厚度粘附在換熱管表面上的做法。因此，在具體實(shí)施傳熱傳質(zhì)強(qiáng)化措施時(shí)必須綜合全面的考慮，選取最佳的方案。

2.3系統(tǒng)循環(huán)與結(jié)構(gòu)的研究

從工作原理來(lái)看，吸附制冷循環(huán)可分為間歇型和連續(xù)型，間歇型表示制冷是間歇進(jìn)行的，往往采用一臺(tái)吸附器；連續(xù)型則采用二臺(tái)或二臺(tái)以上的吸附器交替運(yùn)行，可保障連續(xù)吸附制冷。如果吸附制冷單純由加熱解吸和冷卻吸附過(guò)程構(gòu)成，則對(duì)應(yīng)的制冷循環(huán)方式為基本型吸附制冷循環(huán)。如果對(duì)吸附床進(jìn)行回?zé)?，則根據(jù)回?zé)岱绞讲煌?，可有雙床回?zé)?、多床回?zé)帷岵ㄅc對(duì)流熱波等循環(huán)方式。下面簡(jiǎn)單闡述一下幾種循環(huán)的基本原理。

基本循環(huán)在吸附制冷基本原理中已作介紹，其制冷過(guò)程是間歇進(jìn)行的，增加床數(shù)并通過(guò)閥門(mén)的切換可實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷，但床與床之間無(wú)能量的交換。

20世紀(jì)80年代后期，Tchernev[8]、Meunier和Douss[9]等構(gòu)建了雙床回?zé)嵫h(huán)，所謂回?zé)峒蠢靡粋€(gè)吸附床吸附時(shí)放出的吸附熱和顯熱作為另一個(gè)吸附床的解吸熱量，回?zé)岬睦寐蕦㈦S著床數(shù)的增加而增加?；?zé)嵫h(huán)依靠床與床之間能量的交換來(lái)實(shí)現(xiàn)顯熱、吸附熱等熱量的回收，不僅可實(shí)現(xiàn)連續(xù)供冷，而且可大大提高系統(tǒng)COP。

熱波循環(huán)也是回?zé)崂玫囊环N循環(huán)方式，是由Shelton[10]提出的。普通回?zé)嵫h(huán)中吸附床的溫度隨時(shí)間逐漸下降，同時(shí)解吸床的溫度逐漸上升，當(dāng)兩床溫度達(dá)到同一溫度后，便無(wú)法繼續(xù)利用回?zé)岫璨捎猛獠繜嵩蠢^續(xù)解吸過(guò)程。Shelton認(rèn)為，在吸附床中，如果能使床溫在與熱媒流動(dòng)相垂直的方向上保持一致，而在熱媒流動(dòng)方向上產(chǎn)生一陡坡（熱波），則能大大提高回?zé)嵝?。這一概念所描述回?zé)嵝屎芨?，但其?shí)現(xiàn)尚有一定困難。

對(duì)流熱波循環(huán)是由Critoph[11]提出的，這種循環(huán)方式利用制冷劑氣體和吸附劑間的強(qiáng)制對(duì)流，采用高壓制冷劑蒸汽直接加熱、冷卻吸附劑而獲得較高的熱流密度。

根據(jù)吸附式系統(tǒng)的特點(diǎn)和溫度源的選擇，還可構(gòu)筑多級(jí)和復(fù)疊循環(huán)制冷系統(tǒng)[2]。

從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)看上述循環(huán)目前都是采用固定床方式實(shí)現(xiàn)的，因此在此有必要提及一種旋轉(zhuǎn)式吸附制冷系統(tǒng)，這種系統(tǒng)形式最早在20世紀(jì)80年代出現(xiàn)在美國(guó)的一些專(zhuān)利文獻(xiàn)中，但直到2000年左右才有比較系統(tǒng)的研究見(jiàn)諸報(bào)道[12,13]。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)方式使多個(gè)吸附制冷單元聯(lián)合運(yùn)行，有效地利用了回?zé)幔⒃诶淞枯敵龅倪B續(xù)性、穩(wěn)定性和系統(tǒng)可控性等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)于以往的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式。

3吸附制冷技術(shù)在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用前景

目前投入實(shí)用的吸附制冷系統(tǒng)主要集中在制冰和冷藏兩個(gè)方面，用于空調(diào)領(lǐng)域的實(shí)踐很少，只有少量在車(chē)輛和船舶上應(yīng)用的報(bào)道。這主要是因?yàn)槲街评湎到y(tǒng)暫時(shí)尚無(wú)法很好的克服COP值偏低、制冷量相對(duì)較小、體積較大等固有的缺點(diǎn)，此外其冷量冷輸出的連續(xù)性、穩(wěn)定性和可控性較差也使其目前不能滿足空調(diào)用冷的要求。趙加寧[14]提出在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，可以結(jié)合冰蓄冷或作為常規(guī)冷源補(bǔ)充兩種方式將吸附制冷用于建筑空調(diào)。本文認(rèn)為吸附制冷技術(shù)在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)立足于本身特殊的優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，在特殊應(yīng)用場(chǎng)合占據(jù)自己的位置。

吸附制冷與常規(guī)制冷方式相比，其最大的優(yōu)勢(shì)在于利用太陽(yáng)能和廢熱驅(qū)動(dòng)，極少耗電，而與同樣使用熱量作為驅(qū)動(dòng)力的吸收式制冷相比，吸附式制冷系統(tǒng)的良好抗震性又是吸收系統(tǒng)無(wú)法相比的。在太陽(yáng)能或余熱充足的場(chǎng)合和電力比較貧乏的偏遠(yuǎn)地區(qū)，吸附制冷具有良好的應(yīng)用前景。

3.1可用于吸附制冷的熱力資源

我國(guó)太陽(yáng)能資源很豐富，年平均日照量為5.9GJ/(m2·a)[14]。利用太陽(yáng)能制冷是非常合理的，因?yàn)樘?yáng)能輻射最強(qiáng)的地區(qū)，通常是最需要能量制冷的地區(qū)，并且太陽(yáng)輻射最強(qiáng)的時(shí)候也是最需要制冷的時(shí)候。

我國(guó)工業(yè)余熱資源的量很大，分布面很廣，溫度范圍也很寬，1990年的工業(yè)余熱統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[15]表明：我國(guó)工業(yè)余熱資源的回收率僅為33.5%，即2/3的余熱資源尚未被利用。

吸附制冷的良好抗震性使其在汽車(chē)和船舶等振動(dòng)場(chǎng)合的應(yīng)用成為可能。雖然吸收式制冷系統(tǒng)的工藝比較成熟，也可直接利用排氣廢熱，COP值相對(duì)于吸附式制冷來(lái)說(shuō)也較高，但在車(chē)船這樣的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，吸收式系統(tǒng)的溶液容易從發(fā)生器進(jìn)入冷凝器以及從吸收器進(jìn)入蒸發(fā)器，從而污染制冷劑以致不能正常運(yùn)行。而吸附制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，能滿足車(chē)船的特殊要求。

常規(guī)汽車(chē)空調(diào)中使用的壓縮機(jī)要消耗大量的機(jī)械功，通常開(kāi)動(dòng)空調(diào)后，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率要降低10～12％，耗油量增加10～20％。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率一般為35％～40％左右，約占燃料發(fā)熱量1/2以上的能量被發(fā)動(dòng)機(jī)排氣及循環(huán)冷卻水帶走，其中排氣帶走的能量占燃料發(fā)熱量的30％以上，在高速大負(fù)荷時(shí)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度都在400℃～500℃以上[16]。

船舶柴油機(jī)的熱效率一般只有30％～40％，約占燃料發(fā)熱量1/2的能量被柴油機(jī)的氣缸冷卻水及排氣等帶走。其中柴油機(jī)冷卻水溫度約為60℃～85℃，所帶走的熱量約占燃料總發(fā)熱量的25％；而柴油機(jī)排氣余熱的特點(diǎn)是溫度高，所帶走的熱量約占燃料總發(fā)熱量的35％[17]。

3.2吸附制冷系統(tǒng)自身的改進(jìn)

吸附制冷系統(tǒng)能否最終在空調(diào)領(lǐng)域取得自己穩(wěn)固的地位，最主要還要依靠吸附制冷系統(tǒng)自身性能的提高。在COP、單位質(zhì)量吸附劑制冷量、單位時(shí)間制冷量的提高等研究方向上，許多研究者已取得了很多的成就并仍在辛勤的努力著。

此外，空調(diào)負(fù)荷對(duì)冷量的要求與制冰和冷藏系統(tǒng)不同，在實(shí)際中無(wú)論是建筑物還是車(chē)船的空調(diào)負(fù)荷都是動(dòng)態(tài)變化的，這就要求冷源能夠及時(shí)響應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)的冷量要求，并且能夠保證連續(xù)的在一定時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)供應(yīng)冷量。吸附式制冷由于本身固有的特點(diǎn)，使其在試圖進(jìn)行連續(xù)供冷時(shí)制冷量以波的形式出現(xiàn)。而且目前吸附式制冷系統(tǒng)運(yùn)行的控制手段比較單一，公認(rèn)的途徑有兩個(gè)：一是通過(guò)改變解吸階段的加熱速率以及吸附階段的冷卻速率來(lái)改變循環(huán)周期；二是強(qiáng)行改變等壓吸附時(shí)間，利用吸附過(guò)程中不同階段的吸附速度不同來(lái)調(diào)節(jié)冷量。由于吸附制冷系統(tǒng)的慢響應(yīng)特性，這樣的控制手段無(wú)法使系統(tǒng)的冷量輸出滿足空調(diào)冷負(fù)荷經(jīng)常變化的要求。冷量供應(yīng)的連續(xù)性、穩(wěn)定性和可控性可以統(tǒng)稱(chēng)為冷量品質(zhì)，目前這方面的研究尚未引起足夠的重視，如何有效地改善冷量品質(zhì)是吸附制冷系統(tǒng)走向空調(diào)領(lǐng)域亟待解決的重要課題。

4結(jié)論

本文簡(jiǎn)要介紹了吸附式制冷的基本原理，并從吸附工質(zhì)對(duì)性能、吸附床傳熱傳質(zhì)性能和系統(tǒng)循環(huán)幾個(gè)方面介紹了吸附制冷技術(shù)的研究概況。吸附制冷技術(shù)目前在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用較少，本文認(rèn)為吸附制冷憑借自身以太陽(yáng)能和廢熱為驅(qū)動(dòng)力、節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行可靠等優(yōu)勢(shì)，將來(lái)很有希望在特殊場(chǎng)合的空調(diào)應(yīng)用中找到自己穩(wěn)固的立足點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

1.EHahre.Thermalenergystoragesomeviewsonsomeproblems.ProceedingConferenceHeatTransfer.1988：279～292

2.王如竹等．吸附式制冷．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002

3.張學(xué)軍，施峰，曾言行．固體吸附工質(zhì)對(duì)的研究．新能源，1998，20（1）：27～31

4.崔群，陶剛，姚虎卿．固體吸附制冷吸附劑的研究進(jìn)展．南京化工大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，21（6）：102～107．

5.王如竹，戴巍，周衡翔．吸附式制冷研究概況．低溫與特氣，1994，（4）：1～7

6.張輝，滕毅，王如竹．吸附式制冷系統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)的簡(jiǎn)化分析及吸附床的設(shè)計(jì)．低溫工程，1995，（6）：43～48

7.MelkonTather.Theeffectsofthermalandmassdiffusivitiesontheperformanceofadsorptionheatpumpsemployingzeolitesynthesizedonmetalsupports.MicroporousandMesoporousMaterials,1999,28:195～203

8.TchernevDI,etal.Highefficiencyregenerativezeoliteheatpump.ASHRAETrans,1998,94：2024～2032

9.DoussN,MeunierFEandSunLM.Predictivemodelandexperimentalresultsforatwoadsorbersolidadsorptionheatpump.Ind.Eng.Chem.Res.,1988,27(2):310～316

10.SheltonSV,Analysisofthesolid/vaporheatpump.ASMEJournalofEnergyResourceTechnology.1990,112(3):69~78

11.CritophRE.Aforcedconvectionregenerativecycleusingthecarbon-ammoniapair.ProcoftheSymposium:SolidSorptionRefrigeration.Paris,1992,80～85

12.RECritoph．Simulationofacontinuousmultiple-bedregenerativeadsorptioncycle．InternationalJournalofRefrigeration,2001，24：428～437

13.JLlobet,VGoetz．Rotarysystemforthecontinuousproductionofcoldbysolid-gassorption:modelingandanalysisofenergyperformance．InternationalJournalofRefrigeration，2000,23：609～625

14.趙加寧，邱玉瑞．太陽(yáng)能固體吸附式制冷技術(shù)在我國(guó)建筑中的應(yīng)用．暖通空調(diào)，2001，31（6）：32～34

篇3

在本文中主要介紹以下三方面的改革措施：

（1）課堂教學(xué)內(nèi)容選取課程改革后教學(xué)內(nèi)容緊緊圍繞“工作崗位職業(yè)能力”這一主線，增添了學(xué)生分析和解決本專(zhuān)業(yè)較復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題（如安裝、調(diào)試等）的專(zhuān)項(xiàng)技能訓(xùn)練，同時(shí)輔以社會(huì)實(shí)踐和技術(shù)大賽、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)生自學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式完成教學(xué)內(nèi)容的有益補(bǔ)充，為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)［2］。刪減了《空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)》課程的課本中原理部分繁瑣的計(jì)算部分，教學(xué)重點(diǎn)放在制冷系統(tǒng)、中央空調(diào)的安裝、運(yùn)行、調(diào)試、節(jié)能控制策略方面的知識(shí)。使學(xué)生了解制冷和空調(diào)的基本原理，掌握各種制冷系統(tǒng)的各組成部件的結(jié)構(gòu)、功用，掌握中央空調(diào)系統(tǒng)的基本組成、管理設(shè)備、負(fù)荷估算、噪音減震等知識(shí)點(diǎn)，掌握空調(diào)系統(tǒng)拆裝與調(diào)試；掌握中央空調(diào)系統(tǒng)的操作管理及常見(jiàn)故障分析的能力，掌握建筑物的節(jié)能控制的策略。增加了實(shí)際產(chǎn)品的部件、系統(tǒng)性能參數(shù)、特性、型號(hào)、操作手冊(cè)等作為必要的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行優(yōu)化、整合，使學(xué)生掌握的知識(shí)更加貼近崗位的職業(yè)技能需要。通過(guò)“兩增一減”的教學(xué)內(nèi)容調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容更貼近高職類(lèi)暖通工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的崗位技能和企業(yè)的需求

（2）建設(shè)校內(nèi)與校外實(shí)訓(xùn)基地為了趕上先進(jìn)的空調(diào)制冷技術(shù)的發(fā)展速度，2008年學(xué)校投入5萬(wàn)，2010年學(xué)校投入10萬(wàn)新建建筑環(huán)境與設(shè)備綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)室。近幾年來(lái)，我校不斷加大對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的投資，加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度，制冷實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中心已經(jīng)建成并投入使用，實(shí)驗(yàn)設(shè)備齊全，可進(jìn)行制冷壓縮機(jī)拆裝、制冷壓縮機(jī)性能測(cè)試、制冷制熱空調(diào)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)故障檢測(cè)、制冷劑充注及系統(tǒng)試運(yùn)行、中央空調(diào)制冷系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題及實(shí)際操作的能力。在校外實(shí)訓(xùn)基地，聘請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富，理論功底深厚的專(zhuān)家做為指導(dǎo)教師，進(jìn)行開(kāi)放式教學(xué)［3］。利用企業(yè)設(shè)備檢修和項(xiàng)目改造機(jī)會(huì)豐富學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)，分別是我校學(xué)生參觀河南某電廠集控室中央空調(diào)調(diào)試和廠房通風(fēng)改造現(xiàn)場(chǎng)的教學(xué)一景。

（3）教學(xué)資源開(kāi)發(fā)我們對(duì)制冷技術(shù)方面現(xiàn)有公開(kāi)出版教材全面篩選，選取更加適合專(zhuān)科生能力培養(yǎng)需求的教材，并形成了一套相對(duì)固定的課程教學(xué)資源。

①教材使用黃奕沄主編.《空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)》（第二版）（國(guó)家級(jí)十一五規(guī)劃教材），中國(guó)電力出版社，2007.3。

②擴(kuò)充性資料學(xué)校圖書(shū)館累計(jì)藏書(shū)5萬(wàn)多冊(cè)，電子閱覽室安裝了中文電子圖書(shū)系統(tǒng)，豐富的館藏為學(xué)生提供大量的輔助學(xué)習(xí)資料，擴(kuò)充知識(shí)面，陶冶情操。同時(shí)課程相關(guān)教學(xué)文件均已上網(wǎng)，包括理論教學(xué)大綱、實(shí)踐教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)、授課計(jì)劃等，指導(dǎo)學(xué)生自主、有效地學(xué)習(xí)。校園網(wǎng)絡(luò)課程輔助教學(xué)課件，內(nèi)容結(jié)構(gòu)層次清晰，圖文并茂，為學(xué)生提供網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及課程指導(dǎo)。電子教案，幫助學(xué)生課后復(fù)習(xí)。附設(shè)多套自測(cè)試卷，學(xué)生可以自我檢查學(xué)習(xí)效果，網(wǎng)上考試系統(tǒng)方便教師對(duì)學(xué)生考核，及時(shí)反饋信息，有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)。開(kāi)設(shè)校園網(wǎng)網(wǎng)上答疑，暢通學(xué)生與教師的溝通。

篇4

引言

混凝土施工的主材選擇通常是水泥和砂石。如果砂石規(guī)格不統(tǒng)一，或是摻有較多雜質(zhì)，其質(zhì)量不合標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)導(dǎo)致混凝土施工后的質(zhì)量。因此，砂石、水泥的選擇不僅要考慮到生產(chǎn)廠家、質(zhì)量證明等，還要考慮到材料的雜質(zhì)。建筑工程混凝土中的模板通常的重復(fù)利用的，在重復(fù)利用時(shí)模板表面難免會(huì)殘留浮土、雜物，使用前應(yīng)做好清理工作。厚大體積混凝土施工是建筑工程施工中的基礎(chǔ)部分，施工環(huán)節(jié)相對(duì)復(fù)雜。本文主要從厚大體積混凝土入手，分析鋼筋支架兼做冷凝水管降溫原理。

1.分析厚大體積混凝土具有的特征

大體積混凝土其實(shí)就是體積大的混凝土，體積的橫斷面大于一米，且其面積大到可以使混凝土出現(xiàn)水化熱變化。在建筑工程之中，會(huì)使用許多大體積的混凝土，以滿足工程的結(jié)構(gòu)要求。大體積混凝土本身具有以下特征：一是，對(duì)施工技術(shù)有很高的要求，特別是高層建筑和大型設(shè)備之中，對(duì)其要求更高，因?yàn)樵诟邔咏ㄖ写篌w積混凝土的使用頻率更高。且該技術(shù)在施工的過(guò)程之中需連續(xù)澆筑，無(wú)法預(yù)留施工縫，無(wú)法中途停歇。二是，因?yàn)樵摶炷恋捏w積大，因此在澆筑的過(guò)程之中會(huì)產(chǎn)生較高的水化熱量，因?yàn)樵谶@個(gè)過(guò)程之中熱量不易散發(fā)，因此會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部的溫度出現(xiàn)較大的差距，使其出現(xiàn)溫度應(yīng)力，這對(duì)施工質(zhì)量造成一定的影響。因此，在建筑工程中使用該技術(shù)，需要全面的了解該技術(shù)的施工流程，掌握合理的施工技術(shù)，保障工程的順利完成。

2.大體積混凝土具體的施工流程

厚大體積混凝土的具體施工流程本來(lái)就是較為復(fù)雜的項(xiàng)目，這個(gè)過(guò)程是屬于動(dòng)態(tài)目標(biāo)控制的過(guò)程，需要根據(jù)大體積混凝土本身具有的特點(diǎn)進(jìn)行分析。在項(xiàng)目施工之前，需要做好以下的準(zhǔn)備工作：

一是，在施工之前需要深入了解工程的相關(guān)概況，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地地質(zhì)條件、物理學(xué)指標(biāo)、氣候環(huán)境等。在此基礎(chǔ)之上，需要準(zhǔn)備好施工材料、設(shè)備以及人力等。

二是，評(píng)估施工地情況。混凝土地基施工前通常已經(jīng)對(duì)地基施工進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，評(píng)估施工的安全性。因而在施工中，需要按照預(yù)先制定的計(jì)劃進(jìn)行施工，因此需要評(píng)估施工地的狀況。如地基施工環(huán)境復(fù)雜，往往會(huì)存在各種因素影響施工進(jìn)度，甚至改變施工計(jì)劃。因此，混凝土地基施工中要按照預(yù)定計(jì)劃先進(jìn)行深基礎(chǔ)施工，再進(jìn)行淺基礎(chǔ)施工，根據(jù)地基施工情況來(lái)調(diào)整施工進(jìn)度。地基開(kāi)挖中做好支護(hù)防護(hù)工作，確保施工環(huán)境安全[1]。

三是，制定施工方案。根據(jù)材料、設(shè)備、施工現(xiàn)場(chǎng)狀況、環(huán)境等制定施工方案，以施工溫度指標(biāo)作為依據(jù)，合理且科學(xué)的進(jìn)行方案的制定。施工方案需要按照相關(guān)的具體流程進(jìn)行：第一，需要做好施工之前的準(zhǔn)備工作；第二，混凝土的配置以及攪拌；第三，澆筑；第四，養(yǎng)護(hù)；第五，運(yùn)輸。但是需要注意，大體積混凝土因?yàn)闇囟壬l(fā)不容易，因此需要控制好溫度，才能保障整個(gè)建筑項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

3.鋼筋支架兼做冷凝水管

3.1 降溫原理

按照施工單位的進(jìn)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在底板混凝土施工在氣溫較高的月份，但是為了保障施工質(zhì)量，在施工的過(guò)程之中需要采取措施以此降低混凝土內(nèi)部的溫度，確?；炷恋臏夭畈怀^(guò)25攝氏度。因?yàn)榛A(chǔ)底板較厚，且鋼筋較多，因此在施工的過(guò)程之中將鋼筋支架兼做冷凝水管，通過(guò)循環(huán)水以此降低混凝土內(nèi)部的溫度。

3.2 布置

很多的建筑工程大體積混凝土中會(huì)存在上、中、下三層的鋼筋網(wǎng)，因此在綁扎鋼筋時(shí)，需要確定各層鋼筋網(wǎng)的平面位置和標(biāo)高無(wú)誤后，方能進(jìn)行鋼筋安裝。標(biāo)高調(diào)整結(jié)束后，用粉筆在底板和側(cè)板畫(huà)上相應(yīng)的間距，對(duì)號(hào)布設(shè)鋼筋，側(cè)墻箍筋，配合底板橫向筋布設(shè)，縱筋在箍筋里面的，待全部鋼筋就位后，才能穿去。應(yīng)增設(shè)底板上層鋼筋的定位撐筋，直徑不小于20的鋼筋做成板凳筋，托住上層鋼筋，不致應(yīng)操作人員走動(dòng)而變形。底板和側(cè)墻的鋼筋，適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)進(jìn)行焊接，確保網(wǎng)格的穩(wěn)固不變形。設(shè)置好鋼筋支架的間距，并且將鋼筋固定，支架則采用48mm的鋼管。除此之外，鋼管支架的中間層需要兼做冷凝的水管，而冷凝的水管在中間層的鋼筋W管底部，為了保障鋼筋支架的穩(wěn)定，需要將立柱和地層的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行焊接。為了保障冷凝水管的水循環(huán)的暢通性，需要在鋼管的支架上焊接，當(dāng)做是止水片。

3.3 冷凝水管的制作以及循環(huán)設(shè)計(jì)

在建筑工程中冷凝管主要采用的是48mm的鋼管，端頭攻絲，將彎管接頭與直管的接頭連接。南北設(shè)置一條進(jìn)水管，流向?yàn)閺奈髦翓|。為了保障水壓和水流量，在進(jìn)水管的位置設(shè)一臺(tái)加壓泵。在出水管的部位利用原有集水坑或電梯基坑作集水井，主要是用于收集流出的水，并且能夠方便加壓泵及時(shí)的將水抽上來(lái)重復(fù)灌入冷凝管進(jìn)。一臺(tái)抽水加壓泵管多個(gè)循環(huán)冷凝管，每一個(gè)循環(huán)冷凝管進(jìn)水口均設(shè)計(jì)一個(gè)閥門(mén)，以此控制水流速度和流量，達(dá)到控制混凝土內(nèi)部溫度高低的功能。冷凝管主要是按照矩形排列，在地下室底板中間設(shè)置一層冷凝管，間距為兩米。為了保障冷凝管鏈接的牢固性，需要纏好膠帶以防漏水，并且在鋼筋和冷凝管兩者之間進(jìn)行加固，減少振搗、灌注的損壞和失效。

3.4 厚大體積混凝土的表面養(yǎng)護(hù)和降溫

大體積混凝土施工工序是一個(gè)完整且比較復(fù)雜的過(guò)程，施工工序通常為選料-混凝土配置-攪拌-澆筑-拆模。為保證混凝土的完整性，通常從一邊開(kāi)始澆筑。如果混凝土施工時(shí)有坡度，則要注意澆筑效果，應(yīng)確?；炷翝仓浦另敳?，并預(yù)防出現(xiàn)蜂窩、空洞、麻面等缺陷。混凝土澆筑后要注意養(yǎng)護(hù)，保證混凝土澆筑的效果[3]。在混凝土澆筑完畢之后，需要覆蓋薄膜。薄膜和薄膜之間的搭接需嚴(yán)密，以此才能封住水分。并且需要以天氣作為根據(jù)，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)密觀察混凝土的表面，確?；炷帘砻娴臐駶?rùn)，這樣才能達(dá)到養(yǎng)護(hù)降溫。

3.5 囟鵲募嗖夂涂刂

因?yàn)榛炷潦┕さ某跗谏郎剌^為快速，內(nèi)部的溫度升高主要是在澆筑后的三天至五天，一般會(huì)在五天內(nèi)溫度會(huì)升高至最高峰，因此需要根據(jù)溫度的變化進(jìn)行澆筑。通過(guò)控制溫度，才能起到很好的降溫效果，避免混凝土出現(xiàn)裂縫。

4.結(jié)束語(yǔ)

建筑工程大體積混凝土施工過(guò)程中工序比較復(fù)雜，在施工前，把控好混凝土各種材料的選擇，做好各種材料的配置工作，才能保證混凝土質(zhì)量達(dá)到要求?？傮w來(lái)講，大體積混凝土施工技術(shù)是運(yùn)用會(huì)直接影響混凝土施工質(zhì)量。雖然混凝土施工過(guò)程比較復(fù)雜，工序多，但只要嚴(yán)格按照混凝土相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行，通過(guò)降溫原理，進(jìn)行鋼筋支架和冷凝水管的布置，冷凝水管的制作以及循環(huán)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)厚大體積混凝土的表面養(yǎng)護(hù)和降溫，才能把控好混凝土施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈盧明，王忠海.通麥特大橋錨碇無(wú)降溫管大體積混凝土溫控技術(shù)應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2015，（03）：69-73.

[2] Su Qi，Ye Zhang，Shu Hao Liu，Xiong Song. Experimental Research of Bending Capacity of Normal Section of Steel Fiber Reinforced Concrete Wall-Beams Simply Supported[J]. Applied Mechanics and Materials，2012，19（10）：151-153.

[3] Xuejian Liu，Tarun Pareek，Shih-Ho Chao. New Methodology for Design and Construction of Concrete Members with Complex Stress Fields Using Steel FiberCReinforced Concrete[J]. Journal of Structural Engineering，2016，02（16）：78.

篇5

1 引言

6T超導(dǎo)Wiggler磁體是合肥同步輻射加速器的重要部件，它使光源的應(yīng)用范圍由真空紫外和軟X波段擴(kuò)展至1?左右的硬X射線領(lǐng)域，Wiggler磁體系統(tǒng)后面現(xiàn)連接有三條硬X射線光束線站：XAFS光束線站、X—光衍射光束線站、LIGA光束線站，這三條光束線站自運(yùn)行以來(lái)，貢獻(xiàn)出很多重要科研成果。Wiggler磁體是采用NbTi低溫超導(dǎo)線繞組和鐵芯組合的方式，有三對(duì)磁極為單周期結(jié)構(gòu)(1-3)。Wiggler磁體系統(tǒng)運(yùn)行已有13年，其設(shè)計(jì)使用壽命為10年左右。Wiggler磁體系統(tǒng)液氦消耗量設(shè)計(jì)值約為每天40升，實(shí)際測(cè)量值約為每天50升。2009年8月之前，液氦日均消耗量約為56升，3-4天輸液一次，2009年8月到2010年5月，液氦日均消耗量約為81升，相比之下增加了約44%的消耗量物理論文，2-3天要輸液一次。液氦消耗量的劇增，直接導(dǎo)致了每年運(yùn)行經(jīng)費(fèi)多增加約100萬(wàn)元，操作人員的工作強(qiáng)度增加。超導(dǎo)磁體運(yùn)行安全性下降，液氦消耗過(guò)快有可能會(huì)導(dǎo)致失超。目前液氦價(jià)格很高，供應(yīng)緊張。液氦供應(yīng)量不足時(shí)，Wiggler磁體系統(tǒng)就無(wú)法運(yùn)行，為保證三條光束線站的持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，大幅降低運(yùn)行成本，有必要對(duì)Wiggler磁體系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造(4-6)。

2 Wiggler磁體系統(tǒng)改造目標(biāo)

2.1改造主要內(nèi)容

為解決液氦消耗量大幅增加的問(wèn)題，以及更進(jìn)一步降低液氦消耗量，降低運(yùn)行成本，擬將當(dāng)前的Wiggler磁體系統(tǒng)改造成液氦零揮發(fā)系統(tǒng)論文提綱怎么寫(xiě)。由于液氦零揮發(fā)系統(tǒng)引入小型制冷機(jī)，需要對(duì)制冷機(jī)工作時(shí)振動(dòng)對(duì)Wiggler磁體的影響進(jìn)行評(píng)估，判斷是否能達(dá)到合肥國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室提出的振動(dòng)限定要求，以避免振動(dòng)對(duì)同步輻射光源的性能造成影響。

2.2改造的主要性能指標(biāo)

改造后的Wiggler磁體系統(tǒng)主要性能指標(biāo)如下：

(1)保持束流管道高度1400mm不變；

(2)實(shí)現(xiàn)液氦零揮發(fā)系統(tǒng)；

(3)Wiggler磁體的振動(dòng)幅度小于1μm；

(4)Wiggler磁體系統(tǒng)整體高度降低。

3 Wiggler液氦零揮發(fā)系統(tǒng)振動(dòng)評(píng)估

由于合肥國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室對(duì)Wiggler磁體的振動(dòng)提出限定要求，因此在液氦零揮發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮隔振，振動(dòng)的主要來(lái)源是小型制冷機(jī)。建立一個(gè)三位直角坐標(biāo)系，選定一個(gè)垂直地面的方向?yàn)閆方向，選定相應(yīng)的一組平行于地面且相互垂直的兩個(gè)方向?yàn)閄、Y方向。

3.1 單個(gè)制冷機(jī)的振動(dòng)測(cè)試

采用振動(dòng)采集儀分別測(cè)量住友公司的4KG-M制冷機(jī)和南京柯德超低溫技術(shù)有限公司的4K G-M制冷機(jī)的二級(jí)冷頭的Z方向位移振動(dòng)，將傳感器固定在二級(jí)冷頭的位置，振動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置如圖1所示。振動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[7]中的數(shù)據(jù)如表1所示。從表1數(shù)據(jù)可以看到，制冷機(jī)沒(méi)有工作時(shí)，其二級(jí)冷頭的Z方向振動(dòng)位移峰峰值為0.669μm，是由測(cè)試環(huán)境造成的，比如測(cè)試環(huán)境中的其他運(yùn)行的設(shè)備、大地的脈動(dòng)等等；制冷機(jī)工作時(shí)物理論文，實(shí)驗(yàn)測(cè)得住友公司的4K G-M制冷機(jī)二級(jí)冷頭的Z方向振動(dòng)位移峰峰值為28.661μm，文獻(xiàn)中住友公司的4K G-M制冷機(jī)二級(jí)冷頭的Z方向振動(dòng)位移峰峰值為26μm，兩個(gè)數(shù)據(jù)比較接近。測(cè)試環(huán)境、測(cè)量設(shè)備、4K G-M制冷機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等因素的不同會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生一些差異，也說(shuō)明振動(dòng)采集儀和測(cè)量方法是可靠的。

圖1 4K G-M制冷機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置

表1 4K G-M制冷機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)Z方向振動(dòng)位移比較

 

位置

狀態(tài)

Z方向位移峰峰值（μm）

4K G-M制冷機(jī)二級(jí)冷頭

制冷機(jī)停止

0.669

住友4K G-M制冷機(jī)二級(jí)冷頭

制冷機(jī)工作

28.661

柯德4K G-M制冷機(jī)二級(jí)冷頭

制冷機(jī)工作

24.704

篇6

主辦單位：中國(guó)制冷學(xué)會(huì)

出版周期：雙月刊

出版地址：北京市

語(yǔ)

種：中文

開(kāi)

本：大16開(kāi)

國(guó)際刊號(hào)：0253-4339

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：11-2182/TB

郵發(fā)代號(hào)：892101

發(fā)行范圍：

創(chuàng)刊時(shí)間：1979

期刊收錄：

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)

中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊榮譽(yù)：

聯(lián)系方式

期刊簡(jiǎn)介

篇7

1概述

制冷技術(shù)是研究獲得低溫的方式及其機(jī)理和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，從廣義上講，凡是低于環(huán)境溫度的都稱(chēng)為低溫。

低溫技術(shù)不僅與人們當(dāng)代高質(zhì)量生活息息相關(guān)，同時(shí)與世界上許多尖端科學(xué)研究(諸如超導(dǎo)電技術(shù)、航天與航空技術(shù)、高能物理、受控?zé)岷司圩?、遠(yuǎn)紅外探測(cè)、精密電磁計(jì)量、生物學(xué)和生命科學(xué)等)密不可分?？萍颊撐?，林德循環(huán)。在超低溫條件下，物質(zhì)的特性會(huì)出現(xiàn)奇妙的變化：空氣變成了液體或固體；生物細(xì)胞或組織可以長(zhǎng)期貯存而不死亡；導(dǎo)體發(fā)生超導(dǎo)電現(xiàn)象和完全抗磁現(xiàn)象，其電阻消失了，而磁力線不能穿過(guò)超導(dǎo)體；液體氦發(fā)生超流現(xiàn)象，黏滯性幾乎為零，而且具有比高純銅還好的導(dǎo)熱性能。

氣體具有相當(dāng)?shù)偷姆悬c(diǎn)，將氣體液化可以獲得低至的低溫。具有目前常用節(jié)流過(guò)程或者節(jié)流過(guò)程與絕熱膨脹相結(jié)合的方法來(lái)液化氣體。

篇8

一、前言

制冷劑是制冷循環(huán)系統(tǒng)的重要工作介質(zhì)，又稱(chēng)為制冷工質(zhì)。在制冷劑發(fā)展史上，氟利昂制冷劑對(duì)制冷技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了積極的推動(dòng)作用。氟利昂制冷劑以其無(wú)毒、無(wú)味、不易爆炸、化學(xué)性和熱穩(wěn)定性好、腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。但相關(guān)研究表明，氟利昂在強(qiáng)烈的紫外線照射下會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生環(huán)境污染氣體。化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氯原子與臭氧分子不斷地反應(yīng)，嚴(yán)重破壞了臭氧層，造成臭氧層空洞，臭氧層的保護(hù)迫在眉睫。與此同時(shí)，大氣中氟利昂濃度的不斷增加造成了溫室效應(yīng)問(wèn)題也越來(lái)越受到受到關(guān)注。

HCF類(lèi)工質(zhì)對(duì)臭氧層不具有破壞力，但由于其化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，能量釋放后會(huì)積累，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)。近年來(lái)，世界各國(guó)均在致力于合成高性能的工質(zhì)，但由于制冷劑的用量在不斷增加，很難避免工質(zhì)泄露的問(wèn)題，這勢(shì)必會(huì)造成環(huán)境污染。考慮到工質(zhì)環(huán)境效應(yīng)的長(zhǎng)期性和安全性，工質(zhì)的研究應(yīng)盡量使用對(duì)生態(tài)平衡有影響到一些非自然工質(zhì)。高效、低毒、無(wú)害的自然工質(zhì)的研究與應(yīng)用已成為目前解決環(huán)境問(wèn)題最重要的方案。二氧化碳（CO2）制冷劑作為一種無(wú)毒、無(wú)害的自然工質(zhì)，其研究與推廣應(yīng)用已成為現(xiàn)代制冷劑的主要發(fā)展方向。

二、二氧化碳制冷劑的性質(zhì)

隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，現(xiàn)代制冷劑的研發(fā)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)工質(zhì)的環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟(jì)性以及高循環(huán)效率。CO2是一種性能良好的自然工質(zhì)，其作為制冷劑具有很多其他工質(zhì)不具有的優(yōu)點(diǎn)，基本符合現(xiàn)代工質(zhì)研發(fā)的要求。CO2作為制冷劑的具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（一）優(yōu)良的環(huán)境性能

CO2是一種天然物質(zhì)，其對(duì)臭氧的破壞潛能為0，即ODP=0，且其導(dǎo)致溫室效應(yīng)的潛能指數(shù)為1，即GWP=1。就其在實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，CO2多應(yīng)用于化工副產(chǎn)品的生產(chǎn)中，用CO2作為制冷劑可以有效地將排放到大氣中的廢物收回，因此其溫室效應(yīng)等于零。

（二）經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

CO2是一種天然存在的物質(zhì)，無(wú)需再生或者回收，并且其運(yùn)行費(fèi)用和操作費(fèi)用均較低，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。

（三）化學(xué)穩(wěn)定性和安全性良好

CO2具有無(wú)毒、安全、不可燃等特性，在高溫條件下也不會(huì)分解出環(huán)境優(yōu)污染氣體，能夠適應(yīng)常用油的各種機(jī)械零部件。CO2溶于水后，水溶液呈弱酸性，對(duì)部分普通金屬具有一定的腐蝕性，例如碳鋼等。而對(duì)于不銹鋼類(lèi)金屬不具有腐蝕性。而當(dāng)運(yùn)輸條件較干燥時(shí)，由于CO2本身不具有腐蝕性，在不與水接觸的條件下可以采用碳素鋼作為容器。

（四）熱物理性質(zhì)與制冷循環(huán)系統(tǒng)及其設(shè)備相適應(yīng)

CO2的分子量為44.1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CFC，具有較大的蒸發(fā)汽化潛熱，且具有很高的飽和壓力，因此，在單位容積內(nèi)，CO2具有很大的制冷量且運(yùn)動(dòng)粘度很低。除此之外，CO2還具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)，其液體密度與蒸汽密度之比很小，進(jìn)行節(jié)流后，各個(gè)回路之間的制冷劑能夠均勻地分配。相比傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)，CO2制冷系統(tǒng)具有更小的容積流量，由此，壓縮機(jī)閥門(mén)及尺寸與管道流通面積之比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于制冷系統(tǒng)，從而使得整個(gè)系統(tǒng)變得更加緊湊。

三、二氧化碳制冷劑的應(yīng)用

（一）二氧化碳制冷劑在汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

二氧化碳制冷劑在汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用最初是由J.Petterson等人提出，隨后，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)被先后建立起來(lái)，對(duì)CO2制冷劑在汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并取得了較好的結(jié)果。上世紀(jì)90年代，挪威SINTEF將CO2的跨臨界制冷循環(huán)應(yīng)用于汽車(chē)制冷系統(tǒng)中，并開(kāi)發(fā)了其樣機(jī)。J. Kohler等也進(jìn)行了相關(guān)的研究。第一臺(tái)CO2制冷空調(diào)系統(tǒng)公共汽車(chē)樣機(jī)與1996年言之成功，并且運(yùn)行良好。一系列的研究表明，在車(chē)輛空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用CO2超臨界循環(huán)系統(tǒng)不僅可以減少環(huán)境污染，同時(shí)也大大提高了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。相關(guān)研究表明，CO2制冷系統(tǒng)與CFC12具有同樣優(yōu)良的性能，且在對(duì)適應(yīng)環(huán)境溫度變化的性能上，CO2空調(diào)系統(tǒng)比CFC12系統(tǒng)更優(yōu)，在較高的環(huán)境溫度下，其性能系數(shù)也較高。國(guó)外一系列相關(guān)的研究也表明，CO2制冷系統(tǒng)的性能與CFC12系統(tǒng)的性能相當(dāng)。

在汽車(chē)空調(diào)中應(yīng)用CO2跨臨界循環(huán)系統(tǒng)充分地利用了CO2的熱力學(xué)性能良好、飽和壓較高力、單位容積內(nèi)的制冷量較大等優(yōu)點(diǎn)，確保了空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)保性能。此外，采用了CO2循環(huán)系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)釋放的潛在能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一個(gè)CO2滅火器還，在保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)及監(jiān)控作用下，完全能夠確保機(jī)械系統(tǒng)的安全可靠。在優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的循環(huán)參數(shù)以及各部件的配合等，可以有效地確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。近年來(lái)，CO2制冷劑在車(chē)輛空空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究越來(lái)越成熟，CO2制冷系統(tǒng)車(chē)輛的研究將更加深入。

（二）二氧化碳制冷劑在工業(yè)制冷中的應(yīng)用

CO2制冷工質(zhì)具有自身液化作用，近年來(lái)，一些研究者認(rèn)為其在工質(zhì)充灌以及操作維護(hù)等方面具有較多的優(yōu)勢(shì)，并逐漸代替了傳統(tǒng)的R502在制冷中的研究與應(yīng)用。CO2制冷劑的液化方案逐漸被應(yīng)用。其主要原理是對(duì)CO2氣體進(jìn)行過(guò)濾、干燥，并在壓縮機(jī)中作升壓處理，然后與低溫制冷工質(zhì)在冷凝蒸發(fā)器中混合，并降溫液化。經(jīng)過(guò)節(jié)流處理后，CO2工質(zhì)與CO2氣體直接混合，可有效地減少傳熱溫差，從而有效地提高能量的利用率。在運(yùn)輸車(chē)?yán)鋬鰴C(jī)的應(yīng)用方面，采用CO2制冷劑可以有效地降低溫室效應(yīng)，不僅避免了環(huán)境的污染，且不會(huì)增加能耗。此外，采用CO2制冷劑無(wú)需對(duì)其進(jìn)行回收和抽吸，便于設(shè)備的護(hù)養(yǎng)。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)CO2制冷工質(zhì)的研究與應(yīng)用越來(lái)越重視，CO2汽車(chē)空調(diào)以及熱泵等正被推廣推廣應(yīng)用。相比于國(guó)外的工業(yè)制冷領(lǐng)域中CO2制冷工質(zhì)的應(yīng)用研究，我國(guó)在這方面還相對(duì)落后，還應(yīng)進(jìn)一步加大投入和研究力度。

（三）二氧化碳制冷劑在熱泵中的應(yīng)用

CO2制冷劑的另外一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域是HPWH，即熱泵熱水器。在熱泵熱水器中采用CO2跨臨界的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)始于1987年，一些可用于可以在商業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的樣機(jī)逐漸被研發(fā)出來(lái)，相關(guān)研究者在一系列論文分析了這類(lèi)熱泵的結(jié)構(gòu)、特性及相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果等。且各類(lèi)研究結(jié)果均顯示，CO2制冷劑在熱泵熱水中的應(yīng)用具有很多的優(yōu)勢(shì)。CO2熱泵熱水器能夠在極其簡(jiǎn)單的操作條件下將水加熱到90℃以上。并且，在采用內(nèi)部熱很大的熱交換器時(shí)，仍然可以保持適宜的排氣溫度，且不會(huì)影響條件。這一系列的研究及應(yīng)用表明，CO2制冷系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，比傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)具有更為廣闊的應(yīng)用空間。此外，CO2跨臨界系統(tǒng)可在干燥的熱泵中應(yīng)用，相關(guān)研究表明其比傳統(tǒng)的R134a熱泵具有更少的能量損失，由此可知，CO2工質(zhì)在熱泵中的應(yīng)用不會(huì)影響熱泵的耗能，值得在干燥熱泵中推廣應(yīng)用。

四、結(jié)束語(yǔ)

CO2是一種安全可靠、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的天然制冷劑，其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用不僅可以降低能耗、實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)環(huán)境保護(hù)也具有重要意義。大量相關(guān)的研究表明，CO2制冷系統(tǒng)具有與R134a和R12相當(dāng)?shù)男阅?，在某些方面甚至更?yōu)，且其設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)便，CO2不需要回收和循環(huán)利用，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，是未來(lái)制冷劑研究和應(yīng)用的重要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉訓(xùn)海,王棟,李蒙.應(yīng)用于展示柜的CO2蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)循環(huán)的分析[A].第四屆中國(guó)冷凍冷藏新技術(shù)新設(shè)備研討會(huì)論文集[C].2009:84-86.

篇9

CD――開(kāi)度系數(shù)

Z――軸向長(zhǎng)度，m

Te. Tc――蒸發(fā)、冷凝溫度，℃

Tin――室內(nèi)溫度，℃

Tα――換熱器進(jìn)口風(fēng)溫，℃

Fi――壓縮機(jī)頻率，Hz

Gr――制冷劑流量，kg/s

Gα――風(fēng)量，m3/h

Tsu――過(guò)熱度，℃

Tsb――過(guò)冷度，℃

Q――換熱量，kW

ρ――介質(zhì)密度，kg/m3

P-壓力，Pa

h――介質(zhì)焓，J/kg

A――管內(nèi)截面積，m2

S――管內(nèi)截面周長(zhǎng)，m

A（z）――開(kāi)度對(duì)應(yīng)的截面積

d――管徑

τ――管內(nèi)表面切應(yīng)力，N/m2

q――熱流密度，W/m2

α――兩相流空泡系數(shù)

g――重力加速度，9.8m/s2

u――流速，m/s

Ov――電子膨脹閥開(kāi)度

下標(biāo)

l――液相制冷劑

v――汽相制冷劑

a――空氣

1.引言

隨著制冷空調(diào)技術(shù)的迅速發(fā)展，空調(diào)器正在從傳統(tǒng)的單室內(nèi)機(jī)、單室外機(jī)的結(jié)構(gòu)逐漸向單室外機(jī)多室內(nèi)機(jī)及多室內(nèi)機(jī)和多室外機(jī)系統(tǒng)發(fā)展，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逐漸趨于復(fù)雜，具有代表性的變流量制冷系統(tǒng)（Variable Refrigerant Volume Air - conditioning System， 簡(jiǎn)稱(chēng)VRV）也從單元變流量制冷系統(tǒng)（SVRV）向多元變流量制冷系統(tǒng)發(fā)展（MVRV）[1-3]。對(duì)于多室內(nèi)機(jī)的熱回收系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，室內(nèi)機(jī)可能同時(shí)做冷凝器或蒸發(fā)器使用，而且隨著人民生活水平的提高，對(duì)室內(nèi)熱舒適性也提出了更高的要求，傳統(tǒng)的一些控制方法已不能再適應(yīng)新空調(diào)系統(tǒng)的需要。由于系統(tǒng)的復(fù)雜程度的增加，傳統(tǒng)的一些基于制冷空調(diào)系統(tǒng)整體的控制算法都由于其兼容性和可擴(kuò)展性等因素而受到了很大的局限，因此各室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)獨(dú)立控制的思想已經(jīng)被引入到制冷空調(diào)系統(tǒng)的控制之中，一些控制理論和算法如矩陣電子控制算法、人工神經(jīng)元算法和模糊控制算法都已經(jīng)被引用到實(shí)際的制冷空調(diào)系統(tǒng)中[4-8]。為使制冷空調(diào)系統(tǒng)能安全穩(wěn)定的運(yùn)行，除了在控制技術(shù)上提高之外，更要注重研究制冷空調(diào)系統(tǒng)本身的運(yùn)行調(diào)節(jié)特性。本文在通過(guò)分析系統(tǒng)在制冷模式下電子膨脹閥開(kāi)度、室內(nèi)溫度、室內(nèi)機(jī)風(fēng)量、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度等對(duì)室內(nèi)機(jī)換熱的影響的基礎(chǔ)上，得出了室內(nèi)機(jī)的調(diào)節(jié)特性，找出了對(duì)室內(nèi)機(jī)制冷模式下更合理的控制策略。

2.數(shù)學(xué)模型

2.1 電子膨脹閥

電子膨脹閥是通過(guò)步進(jìn)電機(jī)等手段使閥芯產(chǎn)生連續(xù)位移，從而改變制冷劑流通面積的節(jié)流裝置。研究表明，電子膨脹閥的流量特性可借鑒熱力膨脹閥的研究成果[9-12]，其模型描述為：

能量方程：

hin=hout

(1)

動(dòng)量方程：

2.2 蒸發(fā)管路及蒸發(fā)器模型

2.2.1管內(nèi)制冷劑側(cè)穩(wěn)態(tài)模型

在VRV空調(diào)系統(tǒng)中，由于膨脹閥可能設(shè)置在離蒸發(fā)器較遠(yuǎn)的位置，節(jié)流后的兩相制冷劑沿膨脹閥后的管路進(jìn)入蒸發(fā)器，所以在該段管路及蒸發(fā)器內(nèi)部的大部分區(qū)域制　劑處于兩相流動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)液體過(guò)冷度較小時(shí)，由于管道阻力及上升立管中重力的影響，液態(tài)制冷劑將會(huì)出現(xiàn)閃蒸，閃蒸之后管路內(nèi)的流動(dòng)也為氣、液兩相流動(dòng)；當(dāng)室內(nèi)換熱器制熱采用其出口電子膨脹閥控制制冷劑過(guò)冷度時(shí)，膨脹閥之后的高壓液體管內(nèi)仍然可能呈氣、液兩相狀態(tài)。在制冷空調(diào)領(lǐng)域內(nèi)，蒸發(fā)管路內(nèi)制冷劑兩相流呈環(huán)狀流[13，14]，故本文以環(huán)狀流建模。因制冷劑蒸發(fā)現(xiàn)象可能發(fā)生上述管段的任何位置，建模時(shí)必須在動(dòng)量議程中考慮重力項(xiàng)。

能量守恒議程：

整理上述議程，分別得到氣、液兩相流的質(zhì)量守恒方程和動(dòng)量守恒方程。

質(zhì)量守恒方程：

動(dòng)量守恒方程：

式中　Ρtp=αρv+(1-α) ρl是微元管段中兩相流體單位容積的質(zhì)量，稱(chēng)為兩相流體的密度。

在式（3）～（5）中存在P、α、uv和u1四個(gè)未知數(shù)，方程無(wú)法封閉求解。傳統(tǒng)的方法采用空隙率經(jīng)驗(yàn)公式作為補(bǔ)充方程，使方程封閉。但目前還不存在公認(rèn)準(zhǔn)確的空隙率模型計(jì)算公式；本文采用文獻(xiàn)［4］所提出的兩相界面關(guān)系方程使方程封閉。

氣、液兩相界面關(guān)系方程：

在式（3）～（6）四個(gè)方程中，共有P、α、uv和u1四個(gè)未知數(shù)，方程組封閉可解。

2.2.2 空氣側(cè)換熱模型

因橫流蒸發(fā)器外側(cè)的空氣流速較低，一般Re＜2000，且蒸發(fā)器沿氣流方向的管排數(shù)較少，故忽略空氣側(cè)壓降，只考慮質(zhì)量守恒和能量守恒方程。

質(zhì)量守恒方程：

能量守恒方程：

3.調(diào)節(jié)特性

數(shù)值求解蒸發(fā)管路和電子膨脹閥的數(shù)學(xué)模型，可以得出系統(tǒng)的仿真特性。對(duì)于選定的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，換熱器的幾何參數(shù)為定值，是一個(gè)不可調(diào)的參數(shù)。因此，影響電子膨脹閥－蒸發(fā)器部分換熱效果的因素主要有電子膨脹閥開(kāi)度、換熱風(fēng)量、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、室內(nèi)環(huán)境溫度、換熱器幾何參數(shù)。

3.1 膨脹閥開(kāi)度對(duì)蒸發(fā)器換熱量的影響

如圖1所示，當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)量為600m3/h其他參數(shù)不變時(shí)，蒸發(fā)器換熱量隨膨脹閥相對(duì)開(kāi)度的變化曲線。

圖1　換熱量隨膨脹閥相對(duì)開(kāi)度變化曲線

當(dāng)電子膨脹閥開(kāi)度很小時(shí)，通過(guò)蒸發(fā)器的制冷劑流量也很小，制冷劑很容易在蒸發(fā)器內(nèi)變成熱氣體，在蒸發(fā)器出口處有一定的過(guò)熱度，蒸發(fā)器兩端的制冷劑焓差基本為一定值。因?yàn)橹评鋭┝髁侩S電子膨脹閥開(kāi)大而增加，在換熱條件仍能保證蒸發(fā)器出口制冷劑過(guò)熱時(shí)，出口制冷劑焓值變化不大，所以蒸發(fā)器的換熱量也隨流量的增加而逐漸增加。當(dāng)膨脹閥繼續(xù)開(kāi)大，制冷劑流量增大到一定程度以后，換熱條件已經(jīng)不能使制冷劑出口有過(guò)熱度，出口已經(jīng)處于兩相區(qū)，管外空氣側(cè)的流量和換熱系數(shù)基本為定值，制冷劑流量的增大造成出口干度的降低，但管內(nèi)制冷劑的換熱系數(shù)會(huì)有所上升，因此，蒸發(fā)器換熱量只隨電子膨脹閥相對(duì)開(kāi)度的增加略有上升。這說(shuō)明，在蒸發(fā)器出口有過(guò)熱度的情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的換熱量的效果是很明顯的，而當(dāng)蒸發(fā)器出口已出現(xiàn)回液的情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的換熱量收效甚微。

3.2 室內(nèi)機(jī)風(fēng)量對(duì)蒸發(fā)器換熱量的影響

換熱量隨室內(nèi)機(jī)風(fēng)量的變化曲線如圖2所示，當(dāng)風(fēng)量很小時(shí)，不能使管內(nèi)的制冷劑完全蒸發(fā)，蒸發(fā)器出口有一定的回液，隨著風(fēng)量的增加，管外的換熱系數(shù)也逐漸增加，空氣帶走的熱量增多，因此蒸發(fā)器出口處的制冷劑干度也逐漸增加，制冷劑在蒸發(fā)器進(jìn)出口的焓差逐漸增大，在制冷劑流量不變的情況下，換熱量逐漸增大，當(dāng)風(fēng)量增大到一定程度以后，蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑能夠完全蒸發(fā)，風(fēng)量增加使制冷劑只能進(jìn)行顯熱交換，出口焓值變化已經(jīng)不大，所以換熱量隨風(fēng)量增大而略有增加。

圖2　換熱量隨風(fēng)量變化曲線

3.3 冷凝溫度對(duì)蒸發(fā)器換熱量的影響

在其他因素不變的情況下，冷凝溫度、冷凝壓力的變化主要通過(guò)影響制冷劑流量來(lái)影響蒸發(fā)器的換熱量，如圖3所示。隨著冷凝壓力的升高，電子膨脹閥的進(jìn)出口壓差也隨著增大，在蒸發(fā)器能夠保證制冷劑完全蒸發(fā)的情況下，制冷劑流量的增加也就意味著蒸發(fā)器換熱量的增加。

圖　3　換熱量隨冷凝溫度變化曲線

3.4 蒸發(fā)溫度對(duì)蒸發(fā)器換熱量的影響

在其他因素不變的情況下，蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)壓力的變化從兩個(gè)方面來(lái)影響蒸發(fā)器的換熱量，一方面隨著蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)壓力）的升高，電子膨脹閥的進(jìn)出口壓差減小，使得通過(guò)電子膨脹閥的制冷劑流量減?。涣硪环矫?，蒸發(fā)溫度的升高，使得制冷劑與空氣的換熱溫差減小，也使換熱效果降低。兩個(gè)方面的因素共同使蒸發(fā)器的換熱量隨著蒸發(fā)溫度的升高而降低。如圖4所示。

圖4　換熱量隨蒸發(fā)溫度變化曲線

3.5　室溫對(duì)蒸發(fā)器換熱量的影響

室內(nèi)溫度對(duì)蒸發(fā)器換熱量的影響如圖5所示。室內(nèi)溫度就是蒸發(fā)器空氣側(cè)的入口溫度，當(dāng)蒸發(fā)溫度一定時(shí)，室內(nèi)溫度主要影響管內(nèi)外的換熱溫差，由于經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器冷卻，空氣溫度最多只能降低到蒸發(fā)溫度，所以當(dāng)風(fēng)量一定時(shí)也決定了蒸發(fā)器的最大換熱量。當(dāng)室內(nèi)溫度很低時(shí)，蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑不能完全蒸發(fā)，蒸發(fā)器出口有回液現(xiàn)象，隨著室內(nèi)溫度的上升，換熱器的換熱量也逐漸上升，蒸發(fā)器出口的制冷劑干度也逐漸上升；當(dāng)室內(nèi)溫度上升至一定值時(shí)，制冷劑能夠完全蒸發(fā)，蒸發(fā)器出口有一定的過(guò)熱度，由于制冷劑溫度最高只能升到室內(nèi)溫度，制冷劑的在蒸發(fā)器出口的焓值變化很小，換熱量隨室溫的增加略有上升。

圖5　換熱量隨室溫變化曲線

3.6 調(diào)節(jié)參數(shù)的聯(lián)合影響

影響蒸發(fā)器換熱量的參數(shù)中蒸發(fā)溫度和冷凝溫度是表征系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)，不能直接作為調(diào)節(jié)參數(shù)，室內(nèi)溫度是被控對(duì)象；如果系統(tǒng)正常運(yùn)行，還需要蒸發(fā)器出口制冷劑保持一定的過(guò)熱度以防止回液。因此，要控制的參數(shù)是室內(nèi)溫度和過(guò)熱度，能作為調(diào)節(jié)參數(shù)的只有室內(nèi)機(jī)風(fēng)量和電子膨脹閥開(kāi)度。室內(nèi)機(jī)風(fēng)量和電子膨脹閥開(kāi)度對(duì)室內(nèi)蒸發(fā)器的聯(lián)合影響結(jié)果如圖6所示。

圖6　制冷量、過(guò)熱度隨膨脹閥開(kāi)度和室內(nèi)機(jī)風(fēng)量的變化曲線

電子膨脹閥和蒸發(fā)器聯(lián)合工作輸入、輸出狀態(tài)方程可以用下式來(lái)表示：

結(jié)合前面的分析可以發(fā)現(xiàn)：

(1) 當(dāng)蒸發(fā)器出口制冷劑已經(jīng)過(guò)熱時(shí)，因制冷劑出口焓值變化不大，電子膨脹閥所決定的制冷劑出流量是決定換熱量的主要因素；風(fēng)量對(duì)換熱量不大，而對(duì)過(guò)熱度影響較大。各調(diào)節(jié)手段民對(duì)應(yīng)的控制對(duì)象之間可近似認(rèn)為是相互獨(dú)立的，此時(shí)B（t）是對(duì)角占優(yōu)的。

(2) 當(dāng)蒸發(fā)器出口為兩相流時(shí)，蒸發(fā)器空氣側(cè)進(jìn)出口溫差基本為定值，換熱量主要由風(fēng)量決定，電子膨脹閥開(kāi)度對(duì)換熱量影響不大，但進(jìn)、出口焓差與流量近似成反比，對(duì)出口干度的影響較大。室內(nèi)機(jī)風(fēng)量對(duì)過(guò)熱度同樣有較大的影響。此時(shí)B（t）是上三角矩陣。調(diào)節(jié)手段對(duì)控制對(duì)象的影響是有一定的耦合度的。

(3) 只要保證蒸發(fā)器出口為過(guò)熱狀態(tài)，就能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)手段與控制對(duì)象之間的獨(dú)立調(diào)控。而在制冷空調(diào)系統(tǒng)中，保證蒸發(fā)器出口過(guò)熱又是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行所必需的條件之一。所以在過(guò)熱度優(yōu)先控制的模式下，獨(dú)立調(diào)節(jié)是可以實(shí)現(xiàn)的。

(4) 在蒸發(fā)器出口未過(guò)熱的情況下，調(diào)節(jié)風(fēng)量和調(diào)節(jié)膨脹閥開(kāi)度對(duì)過(guò)熱度有同等程度的影響。仍可以采用風(fēng)量控過(guò)熱度優(yōu)先的方法，同時(shí)用膨脹閥開(kāi)度來(lái)改善風(fēng)量對(duì)過(guò)熱度的調(diào)節(jié)，獨(dú)立控制與適當(dāng)?shù)鸟詈弦材苋〉猛瑯有Ч?/p>

根據(jù)上述分析，提出了風(fēng)量Gα控制過(guò)熱度Tsu，電子膨脹閥開(kāi)度Qυ控制室內(nèi)溫度Tin的控制策略。

5.結(jié)論

在兩個(gè)優(yōu)先原則下，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)機(jī)風(fēng)量與電子膨脹閥開(kāi)度對(duì)室內(nèi)溫度與過(guò)熱度的解耦控制，獨(dú)立控制策略是可以實(shí)現(xiàn)的；獨(dú)立控制策略可用于復(fù)雜的系統(tǒng)，可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)采用分布式控制模式；獨(dú)立控制策略便于實(shí)現(xiàn)模塊化，不會(huì)因系統(tǒng)形式的改變而對(duì)控制方法產(chǎn)生較大的影響；獨(dú)立控制策略有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，不會(huì)由于系統(tǒng)的復(fù)雜而增加控制部分的成本。

參考文獻(xiàn)

1 彥啟森.　空調(diào)技術(shù)的發(fā)展與展望.　中國(guó)暖通空調(diào)制冷，1998年學(xué)術(shù)年會(huì)學(xué)術(shù)文集，1998：1-5

2 荒野喆也.　空調(diào)環(huán)境技術(shù)の展望.　三菱電機(jī)技報(bào)，1992，66（4）：2-3

3 石文星.　變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)特性及其控制策略研究.　清華大學(xué)博士學(xué)位論文，　2000

4 Fumio Matsuok. Electric Control Methods in matrix form in Air Conditioners， Refrigeration， 984; 59: (679)

5 松岡文雄.　空調(diào)機(jī)におけるマトリりクス電子制御方式. 冷凍， 1985; 60：（693）

6 松岡文雄.　空調(diào)機(jī)のホロニクス制御.　三菱電機(jī)技報(bào)，　1987；61（5）

7 Fumio Matsuok. Fuzzy Technology in the Refrigeration & Airconditioning systems， Trans. of the JAR， 1991; 8(1)

8 中尾正喜他，年間冷房空調(diào)機(jī)の高效率制御（第1報(bào)）.　空氣調(diào)和.衛(wèi)生工學(xué)會(huì)論文集，1995；59

9 中尾正喜他，年間冷房空調(diào)機(jī)の高效率制御（第2報(bào)）.　空氣調(diào)和（衛(wèi)生工學(xué)會(huì)論文集，1996；60

11 Nakashima Y et al. Reversible Flow Type Linear Expansion Valve for Heat Pumpt. Hi-85-31;93)1555-1568

篇10

1 太陽(yáng)能制冷空調(diào)的基本類(lèi)型與技術(shù)特點(diǎn)

目前，太陽(yáng)能制冷空調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：一是先實(shí)現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換，再用電力驅(qū)動(dòng)常規(guī)壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷；二是利用太陽(yáng)能集熱器等實(shí)現(xiàn)光-熱轉(zhuǎn)換，用太陽(yáng)的熱能驅(qū)動(dòng)進(jìn)行制冷。由于太陽(yáng)能光-電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)成本要比太陽(yáng)能光-熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)高出許多倍，目前難以推廣應(yīng)用，因此目前應(yīng)用的太陽(yáng)能空調(diào)多為光-熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。采用這種系統(tǒng)的太陽(yáng)能空調(diào)一般又可分以下幾種類(lèi)型：(1)太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)；（2）太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)；（3）太陽(yáng)能?chē)娚涫街评湎到y(tǒng)，以及其他形式的制冷系統(tǒng)。如圖1所示。其中，太陽(yáng)能吸收式制冷和太陽(yáng)能?chē)娚涫街评涠家堰M(jìn)入應(yīng)用階段，太陽(yáng)能吸附式尚處于研究階段。在吸收式和噴射式制冷中又以吸收式制冷在太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。

1.1 太陽(yáng)能吸收式制冷

吸收式制冷是利用兩種物質(zhì)所組成的二元溶液作為工質(zhì)對(duì)來(lái)進(jìn)行制冷的。工質(zhì)對(duì)的兩種物質(zhì)在同一壓強(qiáng)下具有不同的沸點(diǎn)，沸點(diǎn)高的物質(zhì)稱(chēng)為吸收劑、沸點(diǎn)低的稱(chēng)為制冷劑。吸收式制冷就是利用兩種物質(zhì)沸點(diǎn)的差異，將制冷劑與溶液分離，通過(guò)制冷劑的蒸發(fā)而制冷，繼而又通過(guò)溶液實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷劑的吸收。常用的工質(zhì)對(duì)一種為氨-水，另一種為溴化鋰-水，應(yīng)用這兩種工質(zhì)對(duì)的制冷機(jī)分別為氨吸收式制冷機(jī)和溴化鋰吸收式制冷機(jī)。在氨吸收式制冷機(jī)中,氨為制冷劑,水為吸收劑,其制冷溫度在-45～1℃范圍內(nèi),因而多用作生產(chǎn)工藝制冷；在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中,溴化鋰為吸收劑,水為制冷劑,其制冷溫度在0℃以上,因而可用于制取空調(diào)用冷凍水或工藝用冷卻水。

太陽(yáng)能吸收式制冷的原理如圖2所示。利用太陽(yáng)能集熱器將水加熱，為吸收式制冷機(jī)提供所需的熱媒水，使吸收式制冷機(jī)運(yùn)行而達(dá)到制冷的目的。采用太陽(yáng)能集熱器與溴化鋰吸收式制冷機(jī)相結(jié)合的太陽(yáng)能吸收式制冷空調(diào)技術(shù)已非常成熟,在目前太陽(yáng)能制冷領(lǐng)域中應(yīng)用最成功也最廣泛。但這種空調(diào)系統(tǒng)也存在易結(jié)晶、腐蝕性強(qiáng)、真空度要求高、蒸發(fā)溫度只能在0℃以上等缺陷。另外，由于太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)在成本上比傳統(tǒng)壓縮式制冷系統(tǒng)高，所以，采用這種技術(shù)的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)主要應(yīng)用在大型制冷空調(diào)系統(tǒng)中。

1.2 太陽(yáng)能吸附式制冷

吸附式制冷技術(shù)是利用固體吸附劑對(duì)制冷劑的吸附作用來(lái)制冷，常用的有分子篩-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。在太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)中，白天太陽(yáng)輻射充足時(shí)吸附器吸收太陽(yáng)輻射后，溫度升高使制冷劑從吸附劑中解吸，吸附器內(nèi)壓力升高。解吸出來(lái)的制冷劑進(jìn)入冷凝器，經(jīng)冷卻后凝結(jié)為液態(tài)，經(jīng)節(jié)流閥減壓進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)；夜間或太陽(yáng)輻射不足時(shí)環(huán)境溫度降低，吸附器自然冷卻后，其溫度、壓力下降，吸附劑開(kāi)始吸附制冷劑，產(chǎn)生制冷效果。

太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)能效低、體積大、吸附和解吸時(shí)間長(zhǎng)，不能在白天直接制冷，使用時(shí)段受到很大限制。因而推廣價(jià)值不大。

1.3 太陽(yáng)能?chē)娚涫街评?/p>

太陽(yáng)能?chē)娚涫街评涫抢弥评鋭┙?jīng)太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)生一定壓力的蒸汽，再通過(guò)噴嘴噴射制冷。該系統(tǒng)一般分為兩個(gè)循環(huán)：動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán)。液態(tài)制冷劑在集熱器中吸熱沸騰，產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽進(jìn)入噴射器，經(jīng)噴嘴高速?lài)姵霾⑴蛎?，在噴嘴附近產(chǎn)生真空，將蒸發(fā)器中的低壓蒸汽吸入噴射器，經(jīng)過(guò)噴射器的混和氣體進(jìn)入冷凝器放熱、液化，冷凝產(chǎn)生的液體分為兩部分：一部分經(jīng)節(jié)流閥減壓后進(jìn)入蒸發(fā)器，另一部分經(jīng)循環(huán)泵加壓后回到換熱器。蒸發(fā)器中制冷劑蒸發(fā)吸熱即產(chǎn)生制冷效果。

噴射式制冷系統(tǒng)相比吸收式制冷系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，但系統(tǒng)性能系數(shù)COP較低。

2 太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用前景

現(xiàn)階段，我國(guó)的制冷空調(diào)行業(yè)正處于快速發(fā)展的黃金時(shí)期，各種類(lèi)型的制冷空調(diào)產(chǎn)品不斷推陳出新，市場(chǎng)需求逐年攀升。然而，無(wú)論是傳統(tǒng)家用空調(diào)、輕型商用空調(diào)還是大型中央空調(diào)，目前使用的空調(diào)制冷技術(shù)主要是以電能為動(dòng)力、把室內(nèi)熱量加以吸收排放到室外的循環(huán)系統(tǒng)，普遍存在著耗電量巨大、HCFCs制冷劑泄漏導(dǎo)致大氣臭氧層空洞、溫室氣體效應(yīng)、空調(diào)冷凝熱排放加劇城市熱島效應(yīng)等缺點(diǎn)，在節(jié)能、環(huán)保、低碳的大趨勢(shì)下，它們已成為阻礙傳統(tǒng)空調(diào)進(jìn)一步發(fā)展的主要因素。

太陽(yáng)能作為一種清潔、安全、無(wú)污染、取之不盡用之不竭的能源，應(yīng)用于制冷空調(diào)領(lǐng)域前景十分廣闊。太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力隨著太陽(yáng)輻射能的增加而增大，而這正好與夏季人們對(duì)空調(diào)的迫切需求相一致，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧的理想境界；太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)大大減少了電力消耗，在目前以火電為主的電力結(jié)構(gòu)下，相當(dāng)于大大削減了CO2等的排放，有助于低碳經(jīng)濟(jì)建設(shè)；使用太陽(yáng)能空調(diào)的結(jié)果，既創(chuàng)造了室內(nèi)宜人的溫度，又能降低大氣的環(huán)境溫度，還減弱了城市中的熱島效應(yīng)；太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)一般采用非氟氯烴類(lèi)物質(zhì)作為制冷劑，因而不會(huì)造成對(duì)大氣臭氧層的破壞和產(chǎn)生溫室氣體效應(yīng)。太陽(yáng)能空調(diào)的上述優(yōu)勢(shì)，順應(yīng)節(jié)能減排政策導(dǎo)向和時(shí)展的潮流，因而極具市場(chǎng)應(yīng)用前景。

3 存在的問(wèn)題及可能的解決辦法

任何新技術(shù)的應(yīng)用，從出現(xiàn)到完善都會(huì)面臨一系列的問(wèn)題。太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)應(yīng)用當(dāng)然也不例外。對(duì)此我們嘗試提出了一些解決辦法。

（1）因受太陽(yáng)能集熱器和光電轉(zhuǎn)化設(shè)備的影響，太陽(yáng)能空調(diào)普遍存在著系統(tǒng)效率低的問(wèn)題。隨著蓄熱技術(shù)和蓄熱載體的不斷開(kāi)發(fā)和進(jìn)步，太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的不可靠性和間斷性將會(huì)逐步改善。

（2）太陽(yáng)能空調(diào)雖然節(jié)能，但是由于太陽(yáng)能集熱器等設(shè)備造價(jià)高，初投資大，超出一般單位、個(gè)人的承受能力。因此加快工藝和技術(shù)創(chuàng)新，不斷降低太陽(yáng)能集熱器等設(shè)備的成本，將有助于太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。

（3）從目前研制的太陽(yáng)能空調(diào)產(chǎn)品來(lái)看，大多數(shù)產(chǎn)品都是大型機(jī)組，只適用于大型中央空調(diào)系統(tǒng)，無(wú)法應(yīng)用于戶式空調(diào)系統(tǒng)中。因此加快小型機(jī)、家用機(jī)的研發(fā)，對(duì)太陽(yáng)能空調(diào)的推廣有著重要的意義。

（4）由于自然條件下的太陽(yáng)輻照度不高，使集熱器采光面積與空調(diào)建筑面積的配比受到限制，目前只適用于層數(shù)不多的建筑。為此，需要研制新型真空管集熱器，以便與吸收式制冷機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提高集熱器與空調(diào)建筑面積的配比。

（5）對(duì)于城市密集的住宅樓來(lái)說(shuō)，集熱器的安裝可能受到很大的限制。這主要是因?yàn)槟壳疤?yáng)能空調(diào)的使用安裝尚不普遍，樓房的設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到太陽(yáng)能空調(diào)的安裝可行性和方便性。設(shè)計(jì)院在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，可從集熱器充分發(fā)揮作用的角度出發(fā)，綜合考慮，設(shè)計(jì)有利的建筑物屋頂結(jié)構(gòu)。

（6）目前，國(guó)內(nèi)暖通行業(yè)缺乏太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安裝技術(shù)規(guī)范，缺乏統(tǒng)一的配套設(shè)備和零配件。太陽(yáng)能空調(diào)如要加快發(fā)展步伐，形成一定的市場(chǎng)規(guī)模，離不開(kāi)政府和相關(guān)技術(shù)部門(mén)在政策扶持、資源傾斜、技術(shù)推廣等方面的支持。

4結(jié)語(yǔ)

我國(guó)太陽(yáng)能蘊(yùn)藏豐富，而且市場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)能空調(diào)需求的前景巨大。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)逐漸走向成熟，已經(jīng)開(kāi)始邁入實(shí)用化階段。相信在政府和社會(huì)的大力支持下，在不久的將來(lái)，這種低碳、環(huán)保的空調(diào)產(chǎn)品，必將逐漸進(jìn)入各行各業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 太陽(yáng)能制冷空調(diào)的基本類(lèi)型與技術(shù)特點(diǎn)

目前，太陽(yáng)能制冷空調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：一是先實(shí)現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換，再用電力驅(qū)動(dòng)常規(guī)壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷；二是利用太陽(yáng)能集熱器等實(shí)現(xiàn)光-熱轉(zhuǎn)換，用太陽(yáng)的熱能驅(qū)動(dòng)進(jìn)行制冷。由于太陽(yáng)能光-電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)成本要比太陽(yáng)能光-熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)高出許多倍，目前難以推廣應(yīng)用，因此目前應(yīng)用的太陽(yáng)能空調(diào)多為光-熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。采用這種系統(tǒng)的太陽(yáng)能空調(diào)一般又可分以下幾種類(lèi)型：(1)太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)；（2）太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)；（3）太陽(yáng)能?chē)娚涫街评湎到y(tǒng)，以及其他形式的制冷系統(tǒng)。如圖1所示。其中，太陽(yáng)能吸收式制冷和太陽(yáng)能?chē)娚涫街评涠家堰M(jìn)入應(yīng)用階段，太陽(yáng)能吸附式尚處于研究階段。在吸收式和噴射式制冷中又以吸收式制冷在太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛?？萍颊撐??？萍颊撐?。

1.1 太陽(yáng)能吸收式制冷

吸收式制冷是利用兩種物質(zhì)所組成的二元溶液作為工質(zhì)對(duì)來(lái)進(jìn)行制冷的。工質(zhì)對(duì)的兩種物質(zhì)在同一壓強(qiáng)下具有不同的沸點(diǎn)，沸點(diǎn)高的物質(zhì)稱(chēng)為吸收劑、沸點(diǎn)低的稱(chēng)為制冷劑。吸收式制冷就是利用兩種物質(zhì)沸點(diǎn)的差異，將制冷劑與溶液分離，通過(guò)制冷劑的蒸發(fā)而制冷，繼而又通過(guò)溶液實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷劑的吸收?？萍颊撐?。常用的工質(zhì)對(duì)一種為氨-水，另一種為溴化鋰-水，應(yīng)用這兩種工質(zhì)對(duì)的制冷機(jī)分別為氨吸收式制冷機(jī)和溴化鋰吸收式制冷機(jī)。在氨吸收式制冷機(jī)中,氨為制冷劑,水為吸收劑,其制冷溫度在-45～1℃范圍內(nèi),因而多用作生產(chǎn)工藝制冷；在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中,溴化鋰為吸收劑,水為制冷劑,其制冷溫度在0℃以上,因而可用于制取空調(diào)用冷凍水或工藝用冷卻水。

太陽(yáng)能吸收式制冷的原理如圖2所示。利用太陽(yáng)能集熱器將水加熱，為吸收式制冷機(jī)提供所需的熱媒水，使吸收式制冷機(jī)運(yùn)行而達(dá)到制冷的目的。采用太陽(yáng)能集熱器與溴化鋰吸收式制冷機(jī)相結(jié)合的太陽(yáng)能吸收式制冷空調(diào)技術(shù)已非常成熟,在目前太陽(yáng)能制冷領(lǐng)域中應(yīng)用最成功也最廣泛。但這種空調(diào)系統(tǒng)也存在易結(jié)晶、腐蝕性強(qiáng)、真空度要求高、蒸發(fā)溫度只能在0℃以上等缺陷。另外，由于太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)在成本上比傳統(tǒng)壓縮式制冷系統(tǒng)高，所以，采用這種技術(shù)的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)主要應(yīng)用在大型制冷空調(diào)系統(tǒng)中。

1.2 太陽(yáng)能吸附式制冷

吸附式制冷技術(shù)是利用固體吸附劑對(duì)制冷劑的吸附作用來(lái)制冷，常用的有分子篩-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。在太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)中，白天太陽(yáng)輻射充足時(shí)吸附器吸收太陽(yáng)輻射后，溫度升高使制冷劑從吸附劑中解吸，吸附器內(nèi)壓力升高。解吸出來(lái)的制冷劑進(jìn)入冷凝器，經(jīng)冷卻后凝結(jié)為液態(tài)，經(jīng)節(jié)流閥減壓進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)；夜間或太陽(yáng)輻射不足時(shí)環(huán)境溫度降低，吸附器自然冷卻后，其溫度、壓力下降，吸附劑開(kāi)始吸附制冷劑，產(chǎn)生制冷效果。

太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)能效低、體積大、吸附和解吸時(shí)間長(zhǎng)，不能在白天直接制冷，使用時(shí)段受到很大限制。因而推廣價(jià)值不大。

1.3 太陽(yáng)能?chē)娚涫街评?/p>

太陽(yáng)能?chē)娚涫街评涫抢弥评鋭┙?jīng)太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)生一定壓力的蒸汽，再通過(guò)噴嘴噴射制冷。該系統(tǒng)一般分為兩個(gè)循環(huán)：動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán)。液態(tài)制冷劑在集熱器中吸熱沸騰，產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽進(jìn)入噴射器，經(jīng)噴嘴高速?lài)姵霾⑴蛎洠趪娮旄浇a(chǎn)生真空，將蒸發(fā)器中的低壓蒸汽吸入噴射器，經(jīng)過(guò)噴射器的混和氣體進(jìn)入冷凝器放熱、液化，冷凝產(chǎn)生的液體分為兩部分：一部分經(jīng)節(jié)流閥減壓后進(jìn)入蒸發(fā)器，另一部分經(jīng)循環(huán)泵加壓后回到換熱器。蒸發(fā)器中制冷劑蒸發(fā)吸熱即產(chǎn)生制冷效果。

噴射式制冷系統(tǒng)相比吸收式制冷系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，但系統(tǒng)性能系數(shù)COP較低。

2 太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用前景

現(xiàn)階段，我國(guó)的制冷空調(diào)行業(yè)正處于快速發(fā)展的黃金時(shí)期，各種類(lèi)型的制冷空調(diào)產(chǎn)品不斷推陳出新，市場(chǎng)需求逐年攀升。然而，無(wú)論是傳統(tǒng)家用空調(diào)、輕型商用空調(diào)還是大型中央空調(diào)，目前使用的空調(diào)制冷技術(shù)主要是以電能為動(dòng)力、把室內(nèi)熱量加以吸收排放到室外的循環(huán)系統(tǒng)，普遍存在著耗電量巨大、HCFCs制冷劑泄漏導(dǎo)致大氣臭氧層空洞、溫室氣體效應(yīng)、空調(diào)冷凝熱排放加劇城市熱島效應(yīng)等缺點(diǎn)，在節(jié)能、環(huán)保、低碳的大趨勢(shì)下，它們已成為阻礙傳統(tǒng)空調(diào)進(jìn)一步發(fā)展的主要因素。

太陽(yáng)能作為一種清潔、安全、無(wú)污染、取之不盡用之不竭的能源，應(yīng)用于制冷空調(diào)領(lǐng)域前景十分廣闊。太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力隨著太陽(yáng)輻射能的增加而增大，而這正好與夏季人們對(duì)空調(diào)的迫切需求相一致，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧的理想境界；太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)大大減少了電力消耗，在目前以火電為主的電力結(jié)構(gòu)下，相當(dāng)于大大削減了CO2等的排放，有助于低碳經(jīng)濟(jì)建設(shè)；使用太陽(yáng)能空調(diào)的結(jié)果，既創(chuàng)造了室內(nèi)宜人的溫度，又能降低大氣的環(huán)境溫度，還減弱了城市中的熱島效應(yīng)；太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)一般采用非氟氯烴類(lèi)物質(zhì)作為制冷劑，因而不會(huì)造成對(duì)大氣臭氧層的破壞和產(chǎn)生溫室氣體效應(yīng)。太陽(yáng)能空調(diào)的上述優(yōu)勢(shì)，順應(yīng)節(jié)能減排政策導(dǎo)向和時(shí)展的潮流，因而極具市場(chǎng)應(yīng)用前景。

3 存在的問(wèn)題及可能的解決辦法

任何新技術(shù)的應(yīng)用，從出現(xiàn)到完善都會(huì)面臨一系列的問(wèn)題。太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)應(yīng)用當(dāng)然也不例外。對(duì)此我們嘗試提出了一些解決辦法。

（1）因受太陽(yáng)能集熱器和光電轉(zhuǎn)化設(shè)備的影響，太陽(yáng)能空調(diào)普遍存在著系統(tǒng)效率低的問(wèn)題。隨著蓄熱技術(shù)和蓄熱載體的不斷開(kāi)發(fā)和進(jìn)步，太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的不可靠性和間斷性將會(huì)逐步改善。

（2）太陽(yáng)能空調(diào)雖然節(jié)能，但是由于太陽(yáng)能集熱器等設(shè)備造價(jià)高，初投資大，超出一般單位、個(gè)人的承受能力。因此加快工藝和技術(shù)創(chuàng)新，不斷降低太陽(yáng)能集熱器等設(shè)備的成本，將有助于太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。

（3）從目前研制的太陽(yáng)能空調(diào)產(chǎn)品來(lái)看，大多數(shù)產(chǎn)品都是大型機(jī)組，只適用于大型中央空調(diào)系統(tǒng)，無(wú)法應(yīng)用于戶式空調(diào)系統(tǒng)中。因此加快小型機(jī)、家用機(jī)的研發(fā)，對(duì)太陽(yáng)能空調(diào)的推廣有著重要的意義。

（4）由于自然條件下的太陽(yáng)輻照度不高，使集熱器采光面積與空調(diào)建筑面積的配比受到限制，目前只適用于層數(shù)不多的建筑。為此，需要研制新型真空管集熱器，以便與吸收式制冷機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提高集熱器與空調(diào)建筑面積的配比。

（5）對(duì)于城市密集的住宅樓來(lái)說(shuō)，集熱器的安裝可能受到很大的限制。這主要是因?yàn)槟壳疤?yáng)能空調(diào)的使用安裝尚不普遍，樓房的設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到太陽(yáng)能空調(diào)的安裝可行性和方便性。設(shè)計(jì)院在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，可從集熱器充分發(fā)揮作用的角度出發(fā)，綜合考慮，設(shè)計(jì)有利的建筑物屋頂結(jié)構(gòu)。

（6）目前，國(guó)內(nèi)暖通行業(yè)缺乏太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安裝技術(shù)規(guī)范，缺乏統(tǒng)一的配套設(shè)備和零配件。太陽(yáng)能空調(diào)如要加快發(fā)展步伐，形成一定的市場(chǎng)規(guī)模，離不開(kāi)政府和相關(guān)技術(shù)部門(mén)在政策扶持、資源傾斜、技術(shù)推廣等方面的支持。

4結(jié)語(yǔ)

我國(guó)太陽(yáng)能蘊(yùn)藏豐富，而且市場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)能空調(diào)需求的前景巨大。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)逐漸走向成熟，已經(jīng)開(kāi)始邁入實(shí)用化階段。相信在政府和社會(huì)的大力支持下，在不久的將來(lái)，這種低碳、環(huán)保的空調(diào)產(chǎn)品，必將逐漸進(jìn)入各行各業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

（1）薛德千.太陽(yáng)能制冷技術(shù)〔M〕.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

（2）羅運(yùn)俊.太陽(yáng)能利用技術(shù)〔M〕.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2005.

篇11

天然氣的主要成分是甲烷CH4，將普通天然氣在常壓下，通過(guò)一定方式深冷至-162℃就可得到液化天然氣（LNG）；相對(duì)于壓縮天然氣（CNG），LNG具有如下優(yōu)點(diǎn)：①能量密度大、儲(chǔ)運(yùn)成本低；②燃點(diǎn)較高，安全性好；③使用潔凈，幾乎無(wú)污染。目前的LNG主要依賴(lài)進(jìn)口，已建和在建的LNG接收站主要分布在沿海大型港口碼頭；而由于缺乏成熟的技術(shù)，利用當(dāng)?shù)靥烊粴庾孕薪ㄔO(shè)LNG生產(chǎn)裝置的工廠并不多。而本文作者曾從事天然氣液化綜合利用項(xiàng)目，通過(guò)分析歸納，對(duì)一種國(guó)外進(jìn)口LNG制取技術(shù)進(jìn)行了解析。

1、概述

以建設(shè)一套調(diào)峰型LNG生產(chǎn)裝置，天然氣利用為50萬(wàn)立方/天，LNG產(chǎn)量為10萬(wàn)噸/年為例。項(xiàng)目分三大部分：LNG工藝裝置、LNG運(yùn)輸、LNG相關(guān)系統(tǒng)配套，其中，LNG工藝裝置引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)單循環(huán)混合制冷劑液化方式。不同于老式的級(jí)聯(lián)式液化流程，丙烷/MCR和其他混合制冷劑系統(tǒng)等復(fù)雜的制冷工藝，單一制冷系統(tǒng)的使用不但減少了設(shè)備的數(shù)量（包括消耗），簡(jiǎn)化了操作，而且控制系統(tǒng)當(dāng)中的儀表數(shù)量也減少了50%以上，從而使維護(hù)成本更加降低。

該工藝裝置主要分三大階段，一是預(yù)處理階段，主要是通過(guò)脫除酸性CO2、H2O等雜質(zhì)凈化原料天然氣，二是液化分離階段，通過(guò)由N2及多分子烴類(lèi)物質(zhì)等組成的混合制冷劑對(duì)已得到凈化的天然氣進(jìn)行液化分離，三是冷劑的補(bǔ)充和儲(chǔ)存，LNG產(chǎn)品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

2、工藝流程及設(shè)備

2.1 脫碳流程：在液化之前，管道天然氣（CNG）中所含的水分和二氧化碳必須除掉，否則這些組分在液化單元的低溫環(huán)境中會(huì)凍結(jié)，并堵塞設(shè)備或影響熱交換器的工作。因此整個(gè)工藝中必須包含兩道預(yù)處理步驟，以保證裝置的正常工作，即進(jìn)料天然氣將以4.0~4.5Mpa的壓力，20℃的溫度從管道進(jìn)入預(yù)處理工藝界區(qū)：首先經(jīng)過(guò)進(jìn)料過(guò)濾分離器以祛除從管線帶來(lái)的銹渣和碎片，接著進(jìn)入胺液處理區(qū)，通過(guò)在胺接觸塔內(nèi)自下而上與胺液（甲基二乙醇MDEA溶液吸收劑）的充分接觸，天然氣中的CO2基本被胺液體所吸收掉，此時(shí)天然氣溫度已上升到40.7℃；再經(jīng)過(guò)冷卻器，則進(jìn)料天然氣中CO2的濃度減少到50ppmv以下，此時(shí)壓力為3.9Mpa，溫度上升至30.4℃。

另一方面，吸收了大量CO2的飽和富胺液（3.9Mpa，57.9℃）從胺接觸塔底部流出進(jìn)入閃蒸罐減壓，并于罐內(nèi)分離掉其在吸收CO2過(guò)程當(dāng)中所夾雜吸收的部分原料天然氣雜質(zhì)；經(jīng)過(guò)減壓和凈化的富胺液通過(guò)貧富胺換熱器加熱升溫至96.0℃進(jìn)入胺汽提塔，通過(guò)在胺汽提塔內(nèi)的反應(yīng)，富胺液體中的CO2被分離出來(lái)，此時(shí)，胺液（0.086Mpa,120.5℃）已得到初步再生；

得到初步再生的胺液于胺汽提塔底部被貧胺吸收罐吸收，再被5.5KW電動(dòng)離心泵增壓至0.42Mpa后分別進(jìn)入貧富胺換熱器、胺液冷卻器、貧胺過(guò)濾器及活性碳過(guò)濾器等，經(jīng)過(guò)以上的降溫和凈化再生，胺液體（0.28Mpa，40.3℃）得到了完全再生，最后，其通過(guò)15KW電動(dòng)循環(huán)泵加壓至4.2Mpa進(jìn)入胺接觸塔，開(kāi)始準(zhǔn)備進(jìn)行下一輪CO2的吸收工作，至此， 胺再生流程全部完成，當(dāng)然，整個(gè)過(guò)程是不斷循環(huán)的，并且由分布系統(tǒng)DCS進(jìn)行自動(dòng)控制，保證脫碳裝置的可靠運(yùn)行。碩士論文，天然氣。

篇12

在現(xiàn)代，CCD相機(jī)在多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，成為人類(lèi)獲取信息的主要工具之一。做為一種半導(dǎo)體集成器件，CCD相機(jī)對(duì)環(huán)境溫度變化非常敏感，環(huán)境溫度過(guò)高，引起光學(xué)和機(jī)械誤差將導(dǎo)致相機(jī)的視軸漂移和光學(xué)系統(tǒng)的波前畸變，造成影像模糊，嚴(yán)重破壞成像質(zhì)量，而環(huán)境溫度過(guò)低直接會(huì)導(dǎo)致CCD相機(jī)不能工作。這就限制了其在一些溫度環(huán)境相對(duì)惡劣條件下的使用 。如產(chǎn)品環(huán)境模擬試驗(yàn)，環(huán)境溫度低溫達(dá)到-40℃，高溫要60℃，這就要求CCD相機(jī)應(yīng)具有較寬的工作溫度適應(yīng)能力，通常有兩種方法，一是采用制造工藝，生產(chǎn)寬溫器件，二是采用保溫措施保證CCD器件的工作環(huán)境溫度，因后者的成本較前者低，被廣泛采用。據(jù)此文中設(shè)計(jì)了多通道CCD保溫儀，采用DS18b20為溫度傳感器和TEC半導(dǎo)體為制冷制熱器件，STC89c52為中心控制器件，可實(shí)現(xiàn)-50℃～+70℃較惡劣環(huán)境溫度下CCD相機(jī)正常過(guò)工作條件。

1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本次設(shè)計(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)不僅要求能夠?qū)崿F(xiàn)多通道同時(shí)測(cè)溫，而且測(cè)溫精度較高，圖1是保溫儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的總體框架。

1.1單片機(jī)控制系統(tǒng)

整個(gè)系統(tǒng)由STC89C52進(jìn)行集中控制和管理。STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案 。

1.2單總線測(cè)溫系統(tǒng)

DS18b20是由美國(guó)DALLAS公司推出的第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)，可以直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)供處理器處理 。

DS18b20獨(dú)特的單線接口方式，它與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18b20的雙向通信，并且支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫，在使用中不需要任何元件，全部傳感器及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)，測(cè)量溫度范圍為-55℃―+125℃，可編程分辨率為9―12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃，0.25℃，0.125℃，在-10℃―+85℃時(shí)精度為±0.5℃ 。

1.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要是控制保溫儀的加熱、制冷，以及散熱。通常制冷有風(fēng)冷、水冷、壓縮機(jī)制冷、TEC制冷等幾種方式 。本系統(tǒng)采用TEC加熱/制冷，TEC是利用半導(dǎo)體的熱―電效應(yīng)制取冷量的器件，又稱(chēng)熱―電制冷片 。利用半導(dǎo)體材料的帕爾貼效應(yīng)，當(dāng)直流電通過(guò)兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時(shí)，在電偶兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，實(shí)現(xiàn)制冷的目的 。本系統(tǒng)采用TEC1-12706。系統(tǒng)采用了6片制冷片，同時(shí)控制六個(gè)保溫儀，輸入電壓選用12V，總的制冷功率達(dá)到 330W。為了保證TEC加熱制冷功率，會(huì)在TEC的一面加上散熱組件（風(fēng)扇和散熱片）。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路如圖4（a）所示，由單刀雙擲繼電器、PNP8550、IN4007以及 兩端接的TEC組成，通過(guò)三極管 、 的導(dǎo)通和截止來(lái)控制繼電器的吸合與斷開(kāi)，從而使TEC兩端導(dǎo)通，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行加熱或是制冷。繼電器兩端反接的二極管IN4007為消耗二極管，用來(lái)消耗反向電動(dòng)勢(shì)。

1.4 LCD顯示系統(tǒng)

顯示系統(tǒng)采用128×64 的 LCD 顯示器。5V電壓驅(qū)動(dòng)，帶背光，液晶顯示模塊是 128×64 點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置國(guó)標(biāo) GB2312碼簡(jiǎn)體中文字庫(kù)（16×16 點(diǎn)陣）、128 個(gè)字符（8×16 點(diǎn)陣）及 64×256 點(diǎn)陣顯示 RAM（GDRAM）。與 CPU 直接接口，提供兩種接口來(lái)連接微處理機(jī)：8位并行及串行兩種連接方式 。 本系統(tǒng)采用并行鏈接方式。圖5是其和單片機(jī)的接口。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)是保溫儀的重要組成部分，軟件流程圖如圖6所示。

上電以后，單片機(jī)首先對(duì)其進(jìn)行初始化設(shè)置，設(shè)置與繼電器連接的個(gè)引腳輸出低電平，繼電器斷開(kāi)，制冷組件停止工作，然后初始化12864，初始化DS18b20溫度傳感器，開(kāi)始測(cè)溫，需要注意的是由于系統(tǒng)是多通道DS18b20同時(shí)測(cè)溫，所以需要先將DS18b20溫度傳感器的序列號(hào)讀取出來(lái)，然后在測(cè)溫時(shí)通過(guò)匹配序列號(hào)判斷所讀取的是哪個(gè)保溫儀的溫度，最后將各保溫儀的溫度與設(shè)定值相比較，如果不在設(shè)定溫度范圍內(nèi)則調(diào)用溫控子程序。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，在最開(kāi)始將系統(tǒng)的溫度值設(shè)定為高溫25℃，低溫20℃，也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境需要，設(shè)定溫度警報(bào)值，當(dāng)某個(gè)保溫儀內(nèi)溫度超出警報(bào)溫度范圍，則調(diào)用報(bào)警程序，并盡快將系統(tǒng)關(guān)閉，以免將其他器件燒毀。

3 應(yīng)用試驗(yàn)

應(yīng)用在高低溫環(huán)境下對(duì)瞄準(zhǔn)鏡進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，，需要CCD相機(jī)進(jìn)行圖像采集，試驗(yàn)溫度要求在-50℃～60℃。圖9（a）為高低溫箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，將CCD相機(jī)及保溫儀系統(tǒng)放到放在高低溫箱內(nèi)部，高低溫箱負(fù)責(zé)給實(shí)驗(yàn)提供溫度條件。（b）保溫儀實(shí)物圖。

℃

高低溫箱溫度 1號(hào)保溫箱內(nèi)溫度 2號(hào)保溫箱內(nèi)溫度 3號(hào)保溫箱內(nèi)溫度 4號(hào)保溫箱內(nèi)溫度

-50℃ 19.8℃ 19.6℃ 19.4℃ 19.6℃

-40℃ 19.9℃ 19.7℃ 19.6℃ 19.4℃

0℃ 21.3℃ 22.1℃ 21.4℃ 21.7℃

40℃ 23.2℃ 24.1℃ 23.8℃ 24.0℃

50℃ 24.9℃ 25.1℃ 24.8℃ 25.0℃

保溫儀是為確保在一些極端溫度下實(shí)驗(yàn)可以正常進(jìn)行，所以系統(tǒng)采用的測(cè)溫精度為0.1，由測(cè)量結(jié)果可以看出在高溫和低溫情況下保溫儀內(nèi)溫度合理的控制在了CCD相機(jī)的工作溫度范圍呢，且四通道恒保溫儀溫度一致性比較好，溫度波動(dòng)性小與±1℃，滿足了設(shè)計(jì)要求。

5結(jié)論

采用DS18b20為溫度傳感器的多通道TEC保溫儀，電路簡(jiǎn)單，不易干擾，不僅為高低溫下進(jìn)行的CCD圖像采集實(shí)驗(yàn)提供了溫度保障，并且也可以應(yīng)用與其他極端溫度下的實(shí)驗(yàn)，為工作溫度范圍較窄的電子器件提供溫度保障，保證了個(gè)電子器件在高溫或是低溫下正常工作，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，并且生產(chǎn)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，適合與多種實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)中。

參考文獻(xiàn)

[1]黃誼.基于工業(yè)CCD相機(jī)圖像處理和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]碩士學(xué)位論文.山西：中北大學(xué).2013

[2]郭天祥.51單片機(jī)C語(yǔ)言教程―入門(mén)、提高、開(kāi)發(fā)、拓展全攻略[M].北京：電子工業(yè)出版社.2009：2-16.342-349.147-167

篇13

土壤、地表水以及地下水體具有較大的蓄熱能力，在冬季的時(shí)候其溫度比室外平均氣溫高，在夏季時(shí)比室外平均氣溫低。因此，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)比空氣源熱泵和非熱泵式空調(diào)系統(tǒng)具有更好的節(jié)能效果。

1 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)介紹

地源熱泵是一種利用地下土壤中的地?zé)豳Y源, 既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。這種空調(diào)系統(tǒng)是把熱交換器埋于地下, 通過(guò)水在由高強(qiáng)度塑料管組成的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行冷熱交換的目的。夏季通過(guò)機(jī)組將房間內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下,對(duì)房間進(jìn)行降溫。同時(shí)儲(chǔ)存熱量,以備冬用。冬季通過(guò)熱泵將土壤中的熱量轉(zhuǎn)移到房間, 對(duì)房間進(jìn)行供暖, 同時(shí)儲(chǔ)存冷量,以備夏用, 大地土壤提供了一個(gè)很好的免費(fèi)能量存貯源泉, 這樣就實(shí)現(xiàn)了能量的季節(jié)轉(zhuǎn)換。通常機(jī)組消耗1kW的電量,用戶可以得到4～5kW左右的熱量或冷量。與鍋爐供熱系統(tǒng)相比,地源空調(diào)系統(tǒng)要比電鍋爐節(jié)省三分之二以上的電能,比燃煤、燃油鍋爐節(jié)省約二分之一的能量;由于地下土壤的溫度全年較為穩(wěn)定,一般為15～20℃,在夏季遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于室外空氣溫度,在冬季遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于室外空氣溫度,機(jī)組運(yùn)行工況穩(wěn)定, 無(wú)論在制冷還是制熱都一直處于高效率運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),制冷、制熱的性能 與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,要高出40%左右, 因此其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的系統(tǒng)的40％～50％。因此,近十幾年來(lái),地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美北歐等國(guó)家取得了很快的發(fā)展, 中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)在最近幾年來(lái)也更加活躍, 在新的建設(shè)項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用.可以預(yù)計(jì),該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的高效、環(huán)保、節(jié)能的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。

2 地源熱泵原理及特點(diǎn)

在制熱狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組蒸發(fā)器中的制冷劑吸收室外地下熱交換器環(huán)路系統(tǒng)中與大地交換的熱量而蒸發(fā)。在冷凝器中，制冷劑所攜帶的熱量傳遞給室內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑放出熱量后而凝結(jié)成液體。室內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中的循環(huán)液體在吸收了冷媒的熱量后，將該部分熱量攜帶到建筑物內(nèi)。這樣，各環(huán)路不斷地循環(huán)，地下熱量就不斷地被轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)建筑物的供暖。在制冷狀態(tài)下，在冷凝器中，制冷劑所攜帶的熱量傳遞到室外的地下熱交換器環(huán)路系統(tǒng)中，制冷劑在放出熱量后凝結(jié)成液體。而室外地下熱交換器環(huán)路系統(tǒng)圖1地源熱泵系統(tǒng)工作原理圖罔中的循環(huán)液體在吸收了制冷劑的熱量后，將該部分熱量釋放到大地中。這樣，各環(huán)路不斷地循環(huán)，室內(nèi)的熱量就不斷地被轉(zhuǎn)移到地下，從而實(shí)現(xiàn)建筑物的制冷。制熱與制冷兩狀態(tài)的切換是通過(guò)四通換向閥將制冷劑流動(dòng)方向換向來(lái)實(shí)現(xiàn)。地源熱泵技術(shù)的主要特點(diǎn)是：

1)利用地球表面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源，屬于可再生能源利用技術(shù)；

2)供暖時(shí)利用電能將土壤中的熱量搬運(yùn)到室內(nèi)，能量的70％來(lái)自土壤，制熱系數(shù)高達(dá)3．5～4．5，遠(yuǎn)高于鍋爐，制冷時(shí)要比普通空調(diào)節(jié)能40％～50％，運(yùn)行費(fèi)用低

3)由于相同需求情況下，用的電能減少，帶來(lái)的環(huán)境效益相當(dāng)顯著

4)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物的供熱和制冷，還能提供生活熱水，一機(jī)多用，設(shè)備利用率高。

3 地源熱泵兩種形式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

分散式地源熱泵的室內(nèi)系統(tǒng)沒(méi)有主末端裝置,直接吹冷風(fēng)或熱風(fēng),功能相當(dāng)于冷水機(jī)組+風(fēng)機(jī)盤(pán)管。分散式系統(tǒng)的特點(diǎn)是體積小、容量小, 無(wú)需設(shè)置大型專(zhuān)用機(jī)房, 初期投資較小, 控制簡(jiǎn)單, 使用靈活,可實(shí)現(xiàn)真正意義的分戶計(jì)量。分散式地環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用地下土壤中的地?zé)豳Y源通過(guò)水環(huán)路將此小型機(jī)組并聯(lián)在一起, 構(gòu)一個(gè)以回收建筑物內(nèi)部余熱為主要特點(diǎn)的熱泵供冷、供暖的空調(diào)系統(tǒng)。分散式室內(nèi)系統(tǒng)有兩種類(lèi)型,一種是水循環(huán)系統(tǒng)+ 分散式地源泵機(jī)組+ 小型風(fēng)管系統(tǒng),這種類(lèi)型具有空氣品質(zhì)好、系統(tǒng)效率高、末端區(qū)域沒(méi)有噪聲和冷凝水問(wèn)題等優(yōu)勢(shì),但這種系統(tǒng)對(duì)建筑層高有一定要求,機(jī)組位置需要進(jìn)行減噪處理, 且易分室控制。另一種是水循環(huán)系統(tǒng)+分散式地源泵機(jī)組+小區(qū)式末端換熱裝置,這種類(lèi)型具有末端裝置布局靈活、可結(jié)合地板采暖系統(tǒng)使用、可同時(shí)提供生活熱水、可實(shí)現(xiàn)分室控制 的優(yōu)勢(shì),但存在室內(nèi)管道需要保溫、有冷凝 水滴漏風(fēng)險(xiǎn)、會(huì)占用一定室內(nèi)空間以及末 端區(qū)域存在噪聲等問(wèn)題。 由于分散式地源熱泵是分散布置在各 戶或各室的,它和普通家用空調(diào)一樣,實(shí)行 單獨(dú)電費(fèi)計(jì)量, 克服了鍋爐采暖和中央空 調(diào)制冷時(shí)的分戶計(jì)量難題。正由于它是分 散安裝的,可分期分批投資,解決了中央空 調(diào)機(jī)組必須一次投資到位的要求, 從而降 低了融資成本。

中央式地源熱泵空調(diào)室外系統(tǒng)是利用 地下土壤中的地?zé)豳Y源通過(guò)室外地下水環(huán) 路系統(tǒng)輸送給集中設(shè)置在一個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)的所 有機(jī)組,機(jī)組換熱、制冷后通過(guò)空氣輸送管 道或水系統(tǒng)送入各個(gè)房間的空調(diào)系統(tǒng)。中 央式地源熱泵系統(tǒng)換熱設(shè)備集中, 可以為 整個(gè)建筑進(jìn)行冷熱供給, 是最早出現(xiàn)的地 源熱泵室內(nèi)系統(tǒng)的基本形式。 中央式地源熱泵系統(tǒng)機(jī)組設(shè)備易維 護(hù), 初期投資相對(duì)較低, 施工難度小, 非常 適合升級(jí)改造項(xiàng)目。中央式系統(tǒng)由水循環(huán) 系統(tǒng)、中央式地源熱泵機(jī)組以及末端換熱 裝置(風(fēng)機(jī)盤(pán)管、地板采暖、頂板輻射、組合 式空調(diào)等)構(gòu)成, 具有末端裝置布局靈活、 可結(jié)合地板采暖系統(tǒng)使用、可同時(shí)提供生 活熱水、可實(shí)現(xiàn)分室控制等顯著優(yōu)勢(shì);但存在系統(tǒng)效率相對(duì)較低、有冷凝水滴漏風(fēng)險(xiǎn)、 占用一定室內(nèi)空間、末端區(qū)域存在噪聲、室 內(nèi)管道需保溫等問(wèn)題。

4 地源熱泵兩種系統(tǒng)形式設(shè)計(jì)應(yīng)用

2007年,濱海客運(yùn)站及薊縣客運(yùn)站設(shè)計(jì)面積基本 相同,當(dāng)時(shí)都采用的地源熱泵空調(diào)形式?？?調(diào)系統(tǒng)形式濱?？瓦\(yùn)站采用的是分散式地 源熱泵系統(tǒng), 薊縣客運(yùn)站采用的是中央式 地源熱泵系統(tǒng)。通過(guò)兩年來(lái)的使用以及客 運(yùn)站的使用特點(diǎn)對(duì)兩個(gè)客運(yùn)站的空調(diào)運(yùn)行 費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在相同條件 下濱海客運(yùn)站空調(diào)運(yùn)行費(fèi)只有薊縣客運(yùn)站 空調(diào)運(yùn)行費(fèi)的67%。兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行分 析總結(jié); 薊縣客運(yùn)站一是中央式水系統(tǒng)為 二次低溫水在送入各個(gè)功能房間時(shí)沿途損 失較大。二是中央地源熱泵大機(jī)組卸載能 力低于分散式地源熱泵小機(jī)組, 分散式地 源熱泵小機(jī)組可根據(jù)房間使用情況卸載停 機(jī)。以上兩種因素導(dǎo)致薊縣客運(yùn)站空調(diào)運(yùn) 行費(fèi)高于濱海客運(yùn)站空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用33%。但 地源熱泵形式空調(diào)機(jī)組與傳統(tǒng)的中央水冷 空調(diào)機(jī)組相比還是能夠節(jié)約40%的能耗。

5建筑物負(fù)荷計(jì)算

設(shè)計(jì)地源熱泵系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分就是確定建筑物的負(fù)荷，而且 要遵守如下原則：

動(dòng)態(tài)逐時(shí)計(jì)算負(fù)荷原則

多樣性原則

節(jié)能性原則

制備生活熱水優(yōu)先原則

在地源熱泵室內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，首先要核算建筑物的建筑面積 和空調(diào)面積，而要算準(zhǔn)空調(diào)面積，就要對(duì)建筑物進(jìn)行空調(diào)分區(qū)，根 中央式與分散式地源熱泵設(shè)計(jì) 。中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì) 李元普 王曄華 據(jù)每個(gè)分區(qū)的面積、結(jié)構(gòu)、功能、用途，然后計(jì)算每個(gè)分區(qū)的負(fù)荷。 如果是分散式系統(tǒng)，每個(gè)分區(qū)的冷熱負(fù)荷就是該分區(qū)機(jī)組的選型依 據(jù)；如果是中央式系統(tǒng)，則要求將各個(gè)分區(qū)的負(fù)荷加起來(lái)，同時(shí)考 慮輸送過(guò)程中的冷熱損失，確定項(xiàng)目總的冷熱負(fù)荷。 地源熱泵系統(tǒng)的負(fù)荷值是系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)組選型和配套設(shè)備選擇 的重要參考依據(jù)。 因?yàn)楝F(xiàn)代建筑的進(jìn)深一般都比較大，具有多個(gè)朝向，而且功能 用途的不同，都造成不同空間的冷熱濕負(fù)荷都不一樣，所以在設(shè)計(jì) 時(shí)進(jìn)行空調(diào)分區(qū)非常必要。一個(gè)空調(diào)分區(qū)可以有一個(gè)溫控器也可以 有幾個(gè)溫控器，如果是分散式系統(tǒng)可以根據(jù)需要設(shè)有一臺(tái)或多臺(tái)機(jī) 組，或在中央式系統(tǒng)中通過(guò)風(fēng)系統(tǒng)或水系統(tǒng)承擔(dān)負(fù)荷。

影響分區(qū)負(fù)荷的因素

影響室內(nèi)不同區(qū)域冷負(fù)荷的因素有外墻和屋面的逐時(shí)冷負(fù)荷、 外窗溫差傳熱冷負(fù)荷、外窗太陽(yáng)輻射冷負(fù)荷、內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱冷 負(fù)荷、人體冷負(fù)荷、燈光冷負(fù)荷等，在一些特殊環(huán)境中還要考慮設(shè) 備冷負(fù)荷、食物顯熱散熱冷負(fù)荷、伴隨散濕過(guò)程中的潛熱冷負(fù)荷等。 影響熱負(fù)荷的因素有圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量、人員、燈光、設(shè)備散熱 量、內(nèi)區(qū)散熱量，以及附近熱負(fù)荷包括朝向修正率、風(fēng)力附加和高 度附加。 此外，對(duì)于面積比較大、內(nèi)外區(qū)沒(méi)有空氣流通的樓層，要避免 冷熱不均的現(xiàn)象，合理劃分內(nèi)外區(qū)非常重要。尤其，冬季在空調(diào)分 區(qū)系統(tǒng)中，內(nèi)外區(qū)的冷熱負(fù)荷并不同步，甚至?xí)霈F(xiàn)外區(qū)供熱、內(nèi) 區(qū)供冷的情況。這就要考慮采用分散式系統(tǒng)的布置，以便在冬季供 暖時(shí)通過(guò)布置在內(nèi)區(qū)的機(jī)組回收建筑物余熱，達(dá)到節(jié)能目的。還有 對(duì)于空間的高度較高的建筑，是否有吊頂、風(fēng)口位置高低、是否有 回風(fēng)口，都對(duì)負(fù)荷量有一定影響。這就對(duì)地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的 技術(shù)水平要求比較高，要在方案初期就充分考慮項(xiàng)目的功能和用途， 對(duì)各個(gè)分區(qū)有一個(gè)整體的把握。

一般建筑物的冷熱負(fù)荷

對(duì)于建筑物的冷熱負(fù)荷的計(jì)算應(yīng)采用動(dòng)態(tài)逐時(shí)計(jì)算的方法，這 樣才能反應(yīng)出地上建筑與地下巖土的真實(shí)換熱量，這也是進(jìn)行地下 換熱器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

分散式地源熱泵是最為節(jié)能的系統(tǒng)形 式, 它減少了一半水泵能耗, 每個(gè)區(qū)域, 或 房間一臺(tái)機(jī)組可以用多少開(kāi)多少, 另外由 于減少了空氣輸送管道或水系統(tǒng)送路程損 失則比中央式系統(tǒng)節(jié)能30%以上,有些情況 還可以減少主管網(wǎng)管溝投資。

參考文獻(xiàn)：

1.包濤;董玉軍;周翔熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析[期刊論文]-制冷 2004(02)