浅谈最新制冷技术

合集下载

制冷技术在生活中的应用

制冷技术在生活中的应用

制冷技术在生活中的应用制冷技术在现代生活中无处不在,从家用电器到工业设备,食品保鲜到医药储存,几乎所有领域都需要使用制冷技术。

本文将从家庭和商业两个方面,介绍制冷技术在生活中的应用及其发展趋势。

一、家用制冷技术1. 家电领域家庭制冷设备是我们日常生活中使用最为广泛的制冷设备,如冰箱、冷柜、空调等。

这些冷却设备使用的制冷剂通常是氟利昂或其替代品,用以改变压力和温度差异,从而将热量从内部排出。

家电领域的制冷技术发展迅速,新型材料和新型设计不断涌现,以提高效率和舒适度。

例如,由于老式的压缩式冰箱使用制冷时需要不断换向,因而噪音很大,而新型多门冰箱使用的不振动压缩式制冷技术则有效减小了噪声。

同时采用双循环制冷系统,内外分区域独立,储物间隔可任意分配,方便我们存放不同种类的食品和饮料。

2. 空调领域随着人们生活水平的不断提高,对室内的舒适度的要求也越来越高。

空调作为室内温度调节装置的代表,其技术水平和使用效果也不断提升。

传统的空调制冷剂是CFC,但因其会破坏臭氧层而被禁用。

如今主流的制冷技术则是使用HFC-410A、HFC-407C等替代CFC的制冷剂,并使用高效率压缩机、高效换热器等新型设备,以在节能的同时满足人们对高品质室内环境的需求。

在智能化方面,通过Wi-Fi和手机APP的连接,我们可以轻松实现外出前预约、定时开关等功能,以达到最佳的室内舒适度和效果。

二、商业制冷技术除了家庭使用外,商业领域的制冷技术的应用也十分广泛。

例如,冷链物流领域需要冷库、冷链车等一系列制冷设备,以保证食品和药品等易腐商品在生产、运输和存储过程中的质量和品质。

目前,采用可持续发展的节能技术是商业冷链领域的重点发展方向,如直流变频压缩机、气体密封、环保制冷剂等。

此外,智能化、自动化等技术的应用也在商业制冷领域得到了广泛应用,以提高效率和减少人力成本。

三、发展趋势未来,随着智能化、自动化、可持续性和人性化需求的不断增长,我们可以期待制冷技术在生活中的更广泛应用。

几种新型制冷技术

几种新型制冷技术

浅谈几种新型制冷技术浅谈几种新型制冷技术引言:20世纪初,人们谈论的话题只是能源,而21世纪初,人们谈论的话题则是能源危机。

这说明在当今这个高速发展的社会,能源已经成为支撑国家经济发展的基础和核心问题。

2010年,我国一次能源消费总量超过32亿吨标准煤,能源消费总量已经占世界总量的20%,能源消费总量已经超过美国,但经济总量仅为美国的三分之一左右。

其中,我国的石油对外依存度已经超过55%,天然气也已经超过16%是进口,昨日的煤炭大国在2010年也已经是变成了净进口国。

近年来,由于传统的制冷空调设备对氟利昂类制冷剂的大量使用,以及对电能的大量消耗成为导致当前环境与能源问题的重要因素。

随着我国能源结构的调整,太阳能、地热能、生物质能等可再生能源的应用比例不断提高。

因此,研制和发展对臭氧层无损耗、无温室效应而且可以利用低品位能源作为动力的节能环保型的制冷技术是制冷领域研究的重要课题。

一、太阳能制冷1、背景:人类进入21世纪以来,电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急,据美国石油业协会估计,地球上尚未开采的原油储藏量已不足两万亿桶,可供人类开采时间不超过95年。

在2050年到来之前,世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。

其后在2250到2500年之间,煤炭也将消耗殆尽,矿物燃料供应枯竭。

同时化石燃料燃烧后造成的排放污染问题日益凸显,能源问题日益成为制约国际社会发展的瓶颈。

太阳能既是一次能源,有是可再生能源,可免费使用,又无需运输,对环境也没有污染,具有无可避免的自然优势。

同时,我国幅员辽阔,有着十分丰富的太阳能资源,有2/3以上的地区日照大于2000小时,太阳能资源的理论储量大每年7000亿吨标准煤[1]。

2、原理:主要有吸收式、吸附式、冷管式、除湿式、喷射式和光伏等制冷类型[2-3](1) 太阳能吸收式制冷:用太阳能集热器收集太阳能来驱动吸收式制冷系统,利用储存液态冷剂的相变潜热来储存能量,利用其在低压低温下气化而制冷,目前为止示范应用最多的太阳能空调方式。

空调制冷新技术论文

空调制冷新技术论文

空调制冷新技术论文随着社会市场经济的发展,人们的生活水平也不断提高,空调成为我们生活中必备的家用电器,下面是小编为大家精心推荐的空调制冷新技术论文,希望能够对您有所帮助。

空调制冷新技术论文篇一空调制冷新技术分析摘要:吸附制冷系统以太阳能、工业余热等低品位能源作为驱动力,采用非氟氯烃类物质作为制冷剂,系统中很少使用运动部件,具有节能、环保、结构简单、无噪音、运行稳定可靠等突出优点,因此受到了国内外制冷界人士越来越多的关注。

文章简要叙述了吸附制冷的工作原理,对吸附制冷技术的研究进展进行了综述。

关键词:吸附式制冷空调应用吸附式制冷的基本原理是多孔性固体吸附剂:一个制冷剂气体的吸附,吸附能力的吸附剂温度的变化。

定期冷却和加热的吸附,吸附和解吸的备用的。

解吸,释放出的制冷剂气体在冷凝器,和液体吸附,凝固;蒸发器中的制冷剂液体蒸发,产生冷量。

1.空调吸附制冷技术吸附剂的研究主要包括制冷性能,吸附床的传热传质和循环系统和结构等方面的工作,无论哪一方,都是基于化学和热理论为基础,如传热机理,传质机理等,限于篇幅,本文从仪器技术发展的角度研究进展进行总结,对吸附式制冷。

1.工质对吸附制冷的性能技术可以应用在很大程度上取决于所选择的工作介质制冷剂热力性质,系统性能系数,初始投资和其他重大的影响,根据实际的热源温度对选择合适的工作。

在十九年代初到90年代中期,研究人员为吸附工质对筛选做了大量的工作,逐步优化的几大系统的工作对。

根据分类的吸附剂吸附工质对可分为:硅胶,沸石分子筛系统,活性炭系统(吸附)和金属氯化物体系(化学)。

由于化学吸附经过多次循环后吸附发生变性,和几个物理吸附吸附系统的研究。

近年来,研究人员在吸附工质对方面的研究一直没有停止,从理论和实验两方面的工作流体工作的特点。

考虑强化吸附剂的传热、传质性能,研制出更理想,环保吸附工质对,从根本上改变吸附制冷产业化过程中所面临的困难,是促进固体吸附制冷技术产业化的关键。

制冷技术的国内外发展趋势与应用分析

制冷技术的国内外发展趋势与应用分析

制冷技术的国内外发展趋势与应用分析随着现代工业的普及和社会的发展,各种电子设备的使用越来越广泛。

同时,一些特殊的行业,如航天、地质勘探等行业也对高效、稳定、可靠的制冷系统越来越有需求。

因此,制冷技术显得越来越重要,各个国家都在致力于相关的技术研究和应用。

本文将着重就制冷技术的国内外发展趋势和应用做一些分析和总结。

一、国外制冷技术的发展趋势在国外各个行业中,制冷技术都得到了广泛的应用。

进入21世纪以来,制冷技术逐渐往节能、环保领域发展。

1. 制冷效率提高先进的制冷技术不仅能够使冷却效果更好,同时也能够提高制冷效率。

美国公司Ingersoll Rand就研发出了随着需求调整工作量的变频空调。

它的制冷系统能够自动调整发生器和制冷机的工作中,使其始终处于最佳状态,达到更高的制冷效率。

近年来,各个国家也越来越注重环保和节能方面的研究,制冷系统的效率也已经成为了研究的重点之一。

2. 技术整合不同的制冷技术在运用上往往会出现冲突,一些国外专家就提出了技术整合这一观点,通过整合,可以解决冲突问题,使不同技术在某些领域共存。

例如,一个针对太阳能散热领域的项目考虑采用多种制冷系统整合使用,例如地源热泵、空气源热泵和太阳能光伏板,以获得更佳的结果。

3. 虚拟现实技术的应用虚拟现实(VR)技术的发展也将会给制冷技术带来不小的推动。

通过VR技术,人们可以在模拟的环境中对制冷系统进行测试、维护。

法国一家公司研发出一种利用VR技术来模拟制冷技术维修的应用程序,包括一系列制冷系统的情境模拟,帮助技术人员更好的了解制冷系统的维护和运作原理。

二、国内制冷技术的发展情况中国作为世界上最大的制造国之一,制冷技术的应用也越来越广泛。

同时,随着人们对高效、节能、环保的需求的增加,制冷技术的应用也受到了更多的重视。

下面简单分析一下国内制冷技术发展的现状。

1.市场需求不断增加由于用于制冷的设备种类相对固定,市场竞争机会也相对固定。

但在消费正常和科技进步的情况下,市场需求不断增加。

浅谈冷库制冷新技术新工艺及其对高职制冷专业实践教学的影响——以北海职业学院为例

浅谈冷库制冷新技术新工艺及其对高职制冷专业实践教学的影响——以北海职业学院为例
人工 操 作制冷 系 统和 螺 杆机 全 自动 化制冷系 统 , 目
面 对 工 作 条 件 不 太 理 想 的冷 库 , 笔 者 每 次 带 学 生去 实 习 ,压力 较大 ,担心会 引起 学生 学 习专业
的信心 。因此 , 实习前 作 好实 习计 划 ,安排 好 实 习
内容 ,让 学生有 收 获就 显 得尤 为重 要 。
摘 要 文章介绍 了上 世纪七 、八十代土建冷 库 的现状 ,着重解释 了现代冷库螺杆机 组、油冷却 系统及热虹吸
器 的工作原理 、蒸发式冷 凝器及其安装 设计等几个新技 术新工艺 ,表 明了冷库 制冷新技术新 工艺的发展促进 了
制冷专业 的实践教学 ,对高职 院校 同类 专业实践教学具 有借鉴意义 。 关键词 . 冷库制 冷,新技术 ,新工 艺,实践教学
的设 备 和 陈 旧的厂房 会 让他 们 思想 有松 懈 。
高 职 制 冷 专 业 实 践 教 学 必 须 适 应 科 学 技 术 的 发 展 要 求 ,培 养 区域 经 济 和 社 会 发 展 需 要 的 、与
企业 零距 离对 接 的实用 型技 能人 才 。 因此 ,在专 业
实践 教学 中,摸清 企 业应 用 技术 与 设备现 状 ,适 时 更 新 实践 教学 内容 ,主动 适应 岗位对 人才 的规格 要
《 藏技 术 》2 1年 1 月第4 ( 冷 00 2 期 总第 13 3 期)
浅 谈 冷 库 制 冷 新 技 术 新 工 艺 及 其 对 高 职 制 冷 专 业 实 践 教 学 的影 响
— —
以北 海 职 业 学 院 为 例
孙 小 红
( 北海职 业 学院 广 西 ,北海 5 6 0 ) 3 0 0
较 严重 。要在 短 期 内全部 淘汰 是不 现 实 的,有 些企 业 经 过 改 造 和 更 换 部 分 设 施 设 备 ,依 然 能 投 入 生

制冷技术的研究现状和趋势

制冷技术的研究现状和趋势

制冷技术的研究现状和趋势随着工业和科技的不断发展,制冷技术在人们的生活中扮演了越来越重要的角色。

特别是在夏季高温天气中,制冷技术被广泛应用于空调、冰箱等电器设备中,让人们的生活变得更加舒适和便利。

那么,当前制冷技术研究的现状和趋势是什么呢?一、研究现状1、制冷剂制冷剂是制冷技术中不可或缺的元素,其性能的优劣直接影响到制冷设备的效率和功耗。

传统的制冷剂主要是氟利昂和氯化甲烷等,但是它们存在着对环境和健康的危害。

因此,目前研究人员正在寻找更加环保的制冷剂。

一种被广泛研究的替代品是氢化物,比如氮氢化物和氟氢化物等。

这些氢化物只有在特定条件下才会释放出氢气,可以有效减少对环境的污染。

2、热泵技术热泵技术可以将低温的热量转化为高温的热量,从而实现制冷和供热的双重功能。

目前,热泵技术已经广泛应用于家庭空调、暖风机等设备中。

不过,目前热泵技术存在着效率低、制冷量小等缺陷。

因此,研究人员正在尝试采用新的制冷材料和结构来提高热泵技术的性能。

3、热电制冷技术与传统的制冷技术不同,热电制冷技术利用半导体材料的热电效应实现制冷。

这种技术不需要制冷剂和机械运转,因此具有无噪音、长寿命等优点。

但是,目前热电制冷技术的研究还处于实验室阶段,与商业应用还有一定距离。

二、研究趋势1、环保性目前,全球各个国家都在加强对环境保护的力度,制冷技术也必须紧跟环保的要求。

因此,制冷剂的环保性将成为未来制冷技术发展的一个重要趋势。

研究人员将会加强对更加环保的制冷剂的研究和开发,并且尽可能降低制冷设备的碳排放量。

2、能耗效率制冷技术的能耗效率也是未来的一个重要趋势。

随着全球能源消耗的不断增加,能耗效率的提高已经成为制冷技术研究的必要条件。

因此,未来制冷设备将会趋向于高效、低功耗、节能的方向发展。

3、智能化科技的不断进步也将会推动制冷设备的智能化发展。

比如,利用人工智能技术,可以实现在不同时间段自动调整温度、节能等功能。

同时,智能化还可以实现远程控制,方便用户进行设置和管理。

制冷技术的发展现状与未来发展趋势

制冷技术的发展现状与未来发展趋势

制冷技术的发展现状与未来发展趋势制冷技术是现代社会不可缺少的一项技术,它广泛应用于空调、冰箱、食品冷柜、医药存储等领域。

然而,人们并不是尽善尽美地掌握了制冷技术,仍然在不断改进。

本文将探讨制冷技术的现状和未来发展趋势。

一.制冷技术的现状目前,最常用的制冷技术是压缩式制冷。

这种制冷技术的核心是制冷剂和压缩机。

制冷剂流经四个部分:蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀。

首先,制冷剂在蒸发器中吸收外界热量,变成气态,并吸收热量,然后进入压缩机被压缩,此时温度和压力都会上升,然后被送入冷凝器,这时候因冷凝器中的散热器的冷却作用而冷凝变成液态,温度迅速降低,最后通过节流阀降压,回到蒸发器再一次循环。

这种制冷技术的优点是效率高、成本低,然而这种制冷技术也有它的弊端,如污染问题。

其中,全氟烷(R-12)和氢氟碳化物(R-22)是常用的制冷剂,但它们会破坏臭氧层。

因此,国际上已经禁用这些制冷剂,许多国家也在逐步转向使用更环保的制冷剂,如R410A、R290、R407C等制冷剂。

二.制冷技术的未来发展趋势1. 低温制冷技术随着科学技术的不断进步,制冷技术也不断发展,未来的发展趋势将是低温制冷技术。

低温制冷技术主要应用于特殊的领域,如产业制冷、航空航天等。

它是在相对低温下进行的制冷技术。

低温制冷技术的突破将给航天和石油领域带来重大的发展机遇。

2. 新的制冷剂在制冷剂的发展方面,未来的制冷剂将大规模采用天然制冷剂和低全球变暖潜势制冷剂。

天然制冷剂具有绿色环保、零全球变暖等较好的特点,周围环境的污染很小,而且未来的制冷剂将会发展成多元复合的状态,以供应不同问题的解决方案。

3. 制冷技术的自动化随着智能化的发展和技术领域的提升,未来的制冷技术将逐渐实现自动化和信息化。

这将极大地提高制冷技术的生产效率和稳定性。

自动化制冷技术不仅可以减少人员的操作,也可以更加精确地控制温度和湿度等参数,以达到更好的使用效果。

总结:如今,随着人们生活水平的提高和环境保护意识的抬高,未来的制冷技术将会越来越智能化和环保。

空调制冷技术与节能效果分析

空调制冷技术与节能效果分析

空调制冷技术与节能效果分析随着人们生活水平的不断提高,空调成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。

然而,随之而来的高能耗和环境污染也引发了人们对节能环保的关注。

因此,研究空调制冷技术的节能效果显得尤为重要。

本文将对空调制冷技术与节能效果进行分析,并探讨如何通过使用先进的技术手段来提高空调的节能性能。

一、空调制冷技术概述空调制冷技术是指通过控制空气循环和温度调节,使室内温度降低到所需的舒适范围。

目前,主要的空调制冷技术包括传统制冷循环、换热器技术和制冷剂选择。

1. 传统制冷循环传统制冷循环是目前主流的空调制冷技术。

它主要通过蒸发器吸热、压缩机压缩制冷剂、冷凝器释放热量和膨胀阀调节制冷剂流量等来实现制冷效果。

虽然传统制冷循环成熟可靠,但其能耗较高,效率较低。

2. 换热器技术换热器技术是改善空调制冷效果的重要手段之一。

通过优化换热器的结构和材料,可以提高制冷循环中的传热效率,降低热量损失,从而减少能量消耗。

3. 制冷剂选择制冷剂是空调制冷过程中至关重要的元素。

传统制冷剂如氟利昂对臭氧层有破坏作用,对环境造成严重危害。

因此,研发和使用环保型制冷剂成为了当今空调技术发展的趋势。

环保型制冷剂具有低全球变暖潜势和零臭氧层破坏潜力,能够显著降低空调系统的环境风险。

二、节能效果分析节能是当前空调技术发展的重要目标之一。

下面将从多个角度分析空调制冷技术的节能效果。

1. 能耗降低采用先进的空调制冷技术可以显著降低能耗。

换热器技术的应用可以提高传热效率,减少能量损失。

同时,选择高效制冷剂和减少制冷剂泄漏也能降低能耗。

2. 效果优化空调制冷技术的不断创新可以提高制冷效果,实现更快速、更精准的温度调节。

利用智能控制系统,可以根据实时需求自动调节空调的运行模式和风速,避免能耗的过度浪费。

3. 环境保护采用环保型制冷剂可以有效减少对臭氧层和气候的影响,降低空调系统对环境的破坏性。

与此同时,减少能源消耗也能间接减少对环境的负面影响。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

浅谈最新制冷技术浅谈最新制冷技术赵树男(1.吉林大学汽车工程学院,长春130000)摘要:能源的利用率和环境的要求共同决定了新型制冷技术的发展方向,根据国内外的研究情况,总结了主要的新型制冷技术的制冷原理、特点和发展现状,并对其应用前景进行了展望。

关键词:新型制冷技术;原理;特点;研究现状;应用前景Overview of the new refrigeration technologiesZhao ShunanAbstract:The development direction of the new refrigeration technologies is determined by the utilization rate of energy and the requirements of environment, according to the domestic and foreign research situation, the cooling principle,characteristics and development status of several major new refrigeration technologies have been summarized. At last, an outlook of its application prospect has been put forward. Key words:New refrigeration technologies; Theory;Characteristic;Research status;Application prospect制冷技术已渗透到生产技术、科研领域以及日常生活的各个方面并发挥着巨大的作用。

生活中,制冷在食品冷加工、冷贮藏、冷藏运输、空气调节以及体育运动中制造人工冰场等得到广泛用;工业生产中,为生产环境提供必要的恒温恒湿环境,对材料进行低温处理以及零件间的过盈配合等;农牧业中,对农作物种子进行低温处理等;建筑工程中,利用制冷实现冻土开采土方;现代医学中的低温冷冻骨髓和外周血干细胞、手术中的低温麻醉等;制冷技术在尖端科学领域如微电子技术、新型材料、宇宙开发、生物技术的研究和开发中都发挥作用。

1.发展新型制冷技术的必要性制冷技术的发展水平是衡量一个国家国民经济和人民生活水平的重要标志,我国的制冷行业是国民经济中大耗能行业之一。

目前,我国的环境污染在世界上较严重,由此引发的一系列后效应,将对会的各行各业带来负面影响。

因此,必须实施国家能源政策,改善能源结构,提倡使用清洁优质高效能源,大力推广节能环保新技术。

对于制冷与空调行业,应从环保化、节能化、智能化三方面着手,注重新技术的研发和应用,以及制冷空调技术与相关技术的融合与交叉,以适应二十一世纪的能源战略新需要。

为此,半导体制冷、磁制冷、激光制冷、化学吸附式制冷及热声制冷等新型制冷技术应运而生。

2.主要的新型制冷技术2.1 太阳能制冷2.1.1 主要类型及原理主要有吸收式、吸附式、冷管式、除湿式、喷射式和光伏等制冷类型。

吸收式制冷利用储存液态冷剂的相变潜热来储存能量,利用其在低压低温下气化而制冷;吸附式制冷是将太阳能集热与吸收式制冷相结合的一种蒸发制冷技术;冷管制冷是一种间歇式制冷,主要结构是由太阳能冷管、集热箱、制冷箱、蓄冷器和冷却水回路等组成,是一种特殊的吸附式制冷系统;除湿式制冷技术利用除湿剂来吸附空气中的水蒸气以降低空气湿度,然后再进行一定的冷却和绝热加湿达到制冷目的;喷射式制冷循环包含太阳能集热器子循环(由集热器、发生器组成)和喷射制冷子循环(由发生器、喷射器、冷凝器、蒸发器和循环泵组成);光伏制冷系统将太阳能将转化为直流电,直流电通过控制器驱动压缩机工作。

2.1.2 研究现状吸收式制冷和喷射制冷都已进入了应用阶段,吸收式扩散式制冷系统主要利用低品位热源,在农业废弃物的处理和利用有着广阔的应用前景;吸附式制冷和溶液除湿冷却制冷还处在研究阶段,利用光伏制冷系统制成的直流冰箱在国外已小批量生产。

2.2 磁制冷2.2.1 基本原理磁制冷(又称磁卡效应,Magneto-CaloricEffec t)即利用磁热效应制冷。

磁制冷工质在等温磁化时向外界放出热量,而绝热去磁时从外界吸收热量。

对与铁磁性材料,磁热效应在其居里温度(磁有序- 无序转变的温度)附近最为显著,当作用有外磁场时,该材料的磁熵值降低并放热;反之当去除外磁场时,材料的磁熵值升高并吸热。

2.2.2 制冷特点它采用磁性物质作为制冷工质,也不导致温室效应。

其运动部件少,减小了机械振动和噪声,可靠性高,效率高(能达到卡诺循环的30%~60%)。

其应用范围广,从μK、m K 直到室温以上均适用;在低温(制取液氮、液氦、液氢)领域和高温(特别是近室温)领域都有广泛应用前景。

2.2.3 研究现状当前,低温区(20 K 以下)磁制冷的研究已比较成熟并实用化。

高温区磁制冷还处于试验研究开发阶段,目前80 K 至室温的磁制冷技术是研究的热点。

研究出低成本且具有巨磁卡效应的材料以及利用N dFeB 等永磁体产生外场(不用结构复杂而昂贵的超导磁体)是室温磁制冷关键。

面临的主要困难:①每次磁制冷循环所产生的温差还不够大,只有1~3 K ,磁性材料磁熵太小;②热交换速度不够快,使制冷周期延长,整个循环效率下降;③室温条件下,不利用超导技术,仍利用电磁铁或稀土永磁材料产生磁场,则两磁极面总存在空气隙,进入磁场的磁制冷材料有限,这要求有绝热效果好的隔热层。

其突破方向:①磁场分析,完善磁体结构;②针对相应的温区选择换热介质,设计出最佳的热开关或换热回路,提高换热效率;③制冷材料的研制,通过改进工艺和材料重组制备性能更优越的材料。

2.2.4 应用前景磁制冷技术可广泛应用于木本植物、高体革鯻精子、怀山药种质资源的包埋玻璃化、茅苍术种质资源等的超低温保存,以及水果冷冻贮藏方面。

此外在极低温和液化氦等小型装置中,其高效、无污染、无噪声等众多特点使其在未来的太空开发和民用需要方面让人充满期待;在要求制冷源设备重量轻、振动和噪音小、操作方便、可靠性高、工作周期长、工作温度和冷量范围广的国防领域也有很好前景。

2.3 激光制冷2.3.1 基本原理激光制冷也称反斯托克斯荧光制冷(A ntistokes FluorescentCooling),是正在发展的新概念的制冷方法。

其基本原理是反斯托克斯效应,利用散射与入射光子的能量差实现制冷。

反斯托克斯效应是一种特殊的散射效应,其散射荧光光子波长比入射光子波长短。

因此,散射荧光光子能量高于入射光子能量。

其过程可简单理解为:用低能量激光光子激发发光介质,发光介质散射出高能量的光子,将发光介质中的原有能量带出介质而制冷。

与传统制冷方式相比,激光起到了提供制冷动力的作用,而散射出的反斯托克斯荧光则是热量载体。

2.3.2 制冷特点由于制冷材料对泵浦光的吸收有限,激光冷却材料一般含有杂质离子如Cu2+、Co2+、Cr3+,杂质中心会导致荧光猝灭和非辐射的多声子驰豫振荡和竞争,从而导致制冷效率降低,当前试验效率均不高于3%。

2.3.3 研究现状研究主要集中在:①进一步深化理论研究,寻找更适合能级结构的原子、离子或其他基团,作为制冷元件的荧光中心,以提高制冷循环的制冷量和制冷系数;②优化光路设计,提高激光利用率;③提高介质纯度,减少杂质引起的制冷消耗;④改进系统设计,提高系统绝热系数,优化系统整体结构。

2.3.4 应用前景激光制冷器具有无振动、无噪声、无电磁辐射、体积小、重量轻、可靠性高、寿命长等优点,在农业科技(如电冰箱、制冷机等)、军事、航天等尖端领域均有广阔应用前景。

2.4 化学吸附式制冷2.4.1 基本原理化学吸附是吸附质分子与吸附剂表面原子发生化学反应,生成表面络合物的过程。

无规则运动的气态吸附质分子与固体表面发生碰撞,如果是弹性碰撞,则气相与固相表面均不发生可察觉变化;若发生非弹性碰撞,气相分子一部分能量将被固相分子吸收。

当气态分子与表面碰撞损失的能量超过某一临界值后,分子将没有能力爬出表面势阱而被俘获。

一个基本的化学吸附式制冷系统由吸附反应器和冷凝器、蒸发器构成,工作过程由加热解吸和冷却吸附组成[16]。

2.4.2 制冷特点吸附式制冷采用低品位能源(太阳能和废热)作驱动源,工质对环境无污染。

其整体结构简单、可靠,操作方便,无运动部件,使用寿命长,运转费用低廉,无噪声,特别适用于无电地区、有大量低品位余热排放的工业过程及震动频繁的移动机械上。

2.4.3 研究现状当前对吸附制冷的研究主要集中在对吸附特性和循环特性的理论分析上。

由于化学吸附工质的使用寿命短,反应速度慢,系统的导热效率低,使得吸附制冷的发展和推广利用受到限制。

2.4.4 应用前景近年来,化学吸附制冷技术得到了初步应用。

如法国国家科学研究中心研制了化学吸附供热/制冷机组,其容量为制热60 kW·h、制冷40 kW·h;上海交通大学研制出了以氯化钙/活性炭- 氨为工质对的高效复合交变热管型化学吸附制冰机组。

该技术以其绿色、环保、节能等优势,在农业生产科技、制冷空调领域具良好发展潜力,在低品位热能回收再利用及太阳能等新能源开发方面具有广阔应用前景。

2.5 热声制冷2.5.1 基本原理热声效应即可压缩流体的声振荡与固体介质由于相互作用而产生时均能量效应。

当处于声场中的固体介质与振荡的流体之间有相互作用时,在距固体壁面一定范围内沿声波传播的方向会产生一个时均热流,并在该区域内产生或吸收声功。

热声制冷分线性制冷和非线性制冷两种。

线性热声理论已经成熟,非线性热声理论的研究也不断取得发展,热声制冷机正朝着利用低品位能源的目标前进。

2.5.2 应用前景热声制冷具环保、结构简单、无可动部件、运行可靠等优点,使其在食品冷冻冷藏、天然气液化、普冷领域空调、回收掩埋式垃圾场产生的可燃性气体以及石油液化分离等方面有广阔的应用前景。

近几年,热声理论与试验同步进行,取得了很大进展。

国外正在开发微型热声制冷装置,利用压电驱动器来驱动与微制造结合的热声元件和谐振腔,应用于微电子芯片和微电子电路系统的散热冷却。

目前样机使用一个大气压的空气工质,压电喇叭作为声驱动器,制冷温差达到11℃;由于其仅是试验样机,还有许多改进空间(如用其他惰性气体、提高工质的均压及改进谐振腔形状等)。

3.展望制冷技术发展面临最重要的问题在于不断提高其环保和节能性能。

当前,各种新型制冷技术发展迅速,尽管还没能得到广泛的推广应用,但其优越性已得到了肯定,小范围的应用已比较普遍。

可以预见,新型制冷技术的研究发展必将极大地推动工农业生产的发展。

相关文档
最新文档