上海交通大学王如竹教授获国际吸收吸附热泵Georg Alefeld纪念奖

8月22—25日,由德国柏林工业大学主办的第21届国际吸收吸附热泵大会(ISHPC 2021)线上召开,《制冷技术》主编、上海交通大学王如竹教授获国际吸收吸附热泵GeorgAlefeld纪念奖(GeorgAlefeld MemorialAward)。此次授奖主要是表彰王如竹教授在吸收吸附热泵领域,为学术创新、人才培养和产业推动做出的杰出贡献。

低温储粮太阳能吸附式制冷系统研究

低温储粮是一种具有广阔应用前景及实用价值的科学储粮方法。从降低低温储粮能耗的角度出发，设计与建造了一种用于低温储粮的太阳能吸附式制冷系统。该系统主要由太阳能热水子系统、吸附式制冷机、冷却塔及风机盘管单元构成。在中央贮备粮某直属库对该系统进行了实验运行，测试分析了其热性能。实验结果表明：系统的太阳能制冷系数约为0．1～0．13，电制冷系数约为2．0～2．77。与传统的谷物冷却机相比，该太阳能吸附式制冷系统具有较大的节能优势。

基于斯特林制冷机的氦气氛高低温箱深冷试验研究

为了模拟航天产品试验所需极端温度环境和测试航天产品在较大升降温速率条件下的耐受能力,研制了区别于传统热真空罐的氦气氛高低温试验箱,其净空间尺寸为2m×2.2m,可以通过强制对流与辐射换热相结合的方式提高升降温速率.同时,以液氮和四缸两级斯特林制冷机为双冷源,对高低温箱的降温性能进行测试,考察了高低温箱内空间的降温极限以及达到多个目标温度的降温速率等.结果表明,在液氮与斯特林制冷机共同作用的条件下,通过氦气的强制对流、再将氦气抽除的技术手段,可使热沉温度降至-210℃以下.

热容和热阻法抑制低温制冷机冷头温度波动实验研究

为了满足基于低温制冷机的干式低温恒温器温度稳定性需求,本文采用基于氦气的热容法和基于不锈钢叠片的热阻法,研究了4~20 K温区其对二级G-M低温制冷机冷头温度波动的抑制效果。实验结果表明:在4.2 K温区热容模块充注9 mL液氦可将冷头温度波动减小75%左右;但随着恒温器控温点的升高,难以保持高效的控温稳定性和波动抑制效果;相比热容法,热阻法可有效地将与冷头相连的恒温块温度波动降低一个数量级;对比分析不同厚度热阻片的作用效果,发现采用厚度超过0.5 mm以上的不锈钢热阻片可使恒温块的温度波动抑制在10 mK以内。

低温制冷热点研究

1会议基本情况 第5届国际低温制冷会议（The5thInternational Conferenceon Cryogenicsand RefrigerationICCR2013）于2013年4月6-9日在浙江大学紫金港校区举行。会议由浙江大学主办，上海交通大学、中国制冷学会和国际制冷学会协办，浙江大学邱利民教授和上海交通大学王如竹教授担任会议主席。

“可再生能源与建筑集成技术研究与示范”项目——课题四/示范工程:上海闵行区档案库地热应用

档案库房室内不适宜的温湿度会影响档案的保存。采用地源热泵空调系统满足档案库房需要的室内恒温恒湿,能够有效的节约能源。同时,对于上海地区有时需要制冷,有时需要供热,有时需要除湿,有时需要加湿的情况,采用一套地源热泵空调系统就能够满足。实验测试表明,在上海市闵行区档案保管中心,地源热泵空调系统能够满足档案库房室内温湿度的要求,而在夏季运行时采用的冷凝热回收技术能缓解夏季土壤的热堆积问题。

低温真空泵用紧凑型两级G-M制冷机实验研究

文章详细描述了针对低温真空泵用的紧凑型两级G-M制冷机的实验系统和测试方法;试验测试了不同的蓄冷材料,尤其是磁性蓄冷材料来提高制冷机性能;在一种结构十分紧凑的两级G-M制冷机上,在12K获得了4W的制冷量,最低制冷温度为7.3K。文中还对该制冷机在没有吸附装置的情况下做了对比实验研究,有利于扩展G-M制冷机的用途。

低温空气源热泵系统新型节能技术研究

为了提高空气源热泵供热的实时系统能效,本文从热泵系统制冷剂循环和水循环两方面考虑,提出了气液耦合喷射的准二级压缩技术和大温差热泵技术,前者通过调节制冷剂循环流量提高机组能效,而后者则是增大机组进出水温差,减小水流量,降低输配系统能耗占比,从而提高系统整体能效,并对上述两种技术进行了实验研究,结果表明:气液耦合喷射热泵系统比补气增焓热泵系统具有更好的低温适应性,由于制冷剂循环流量增加而制热能力和能效均有所提高,分别提高约5%和6.95%。相比于小温差(5℃),大温差(15℃)热泵技术可以使水泵在供热系统中的能耗占比降低70%以上,系统全年制热季能效提升了16.1%~24.4%。

基于制冷剂大流量除霜的空气源热泵系统性能研究

为了解决空气源热泵逆向循环除霜方法除霜时间长的问题,本文提出制冷剂大流量除霜技术,该技术通过增加旁通流路改进制冷剂循环系统的节流部件,增大制冷剂循环流量,实验研究了空气源热泵大流量除霜性能及可靠性。结果表明:与传统除霜系统相比,制冷剂大流量系统的除霜时间最长可以缩短约1/3,即使在极端环境也能够保证良好的除霜效果;制冷剂大流量系统降低了除霜运行对制热性能的影响,制热量和性能系数分别提高了14.60%~32.44%和2%~11.76%。

低温真空泵用紧凑型两级G-M制冷机实验研究

详细描述了针对低温真空泵用的紧凑型两级G-M制冷机的实验系统和测试方法,试验测试了不同的蓄冷材料,尤其是磁性蓄冷材料来提高制冷机性能,在一种结构十分紧凑的两级G-M制冷机上在12K获得了4W的制冷量,最低制冷温度为7.3K。还对该制冷机在没有吸附装置的情况做了对比实验研究,有利于扩展G-M制冷机的用途。

基于制冷机的稳态与动态低温温度计标定研究

本文基于两级G-M制冷机搭建了高精度控温低温温度计标定系统,最低温度可至3.2 K。为降低制冷机冷头温度波动对等温载体的干扰并提升稳态标定温区上限,在冷头与等温铜块之间插入多层不锈钢片制造传热热阻,实现了4 K^150 K稳态标定温区内等温载体±1 m K以内的温度波动。以温度偏移量小见长的渗碳陶瓷温度计为例进行标定,对比了4 K^90 K稳态标定与动态标定的精度,发现动态标定在60 K以下最大偏差为0.28 K,而稳态标定偏差仅0.05 K,总体上温度越低,偏差越大;60 K以上最大偏差为0.08 K。本文据此提出了4 K^60 K稳态标定与60 K以上动态标定相结合的温度计标定方法,实现了4 K^310 K全温区0.08 K以内的标定偏差。

液氮辅助制冷的高低温冲击实验箱系统研究

为了满足高低温冲击实验系统对温度冲击实验的要求,本文基于复叠式制冷系统进行高低温冲击实验,并分析实验结果,得出单一使用压缩式制冷无法满足实验要求。提出了增加一路液氮冷源以获得更大的制冷能力,并建立系统的相关参数模型。基于所建立的模型进行了相关的模拟与实验,实验与仿真结果表明:增添液氮辅助降温系统能够强化低温箱系统的制冷能力,实现了实验条件的恢复时间由最初的19 min缩减到5 min以内,并且温度的上升幅度由20℃降至8℃,满足了低温冲击实验的要求。

固体吸附式制冷的关键技术研究

描述吸附容量的Ｄ－Ａ方程、吸附床内的传热传质、新型热力循环的潜力与可行性、吸附系统的技术经济性和优化控制、实际吸附循环理论以及双效／多效吸附式制冷等是吸附式制冷尚需进行研究的基础课题。本文对固体吸附式制冷机的关键技术进行了探讨。

低温储罐抽真空工艺试验研究

文中研究了低温储罐的两种抽真空工艺,并比较了它们的抽真空时间、日漏放气率、冷态真空度以及日蒸发率等。试验结果表明,CO2置换抽真空工艺可以有效的降低储罐日漏放气率、提高储罐冷态真空度以及降低储罐的日蒸发率。

真空集热型太阳能固体吸附式制冷的理论研究

为提高太阳能吸附制冷系统的集热性能 ,提出了采用真空集热管式吸附床的太阳能固体吸附制冷系统 ,并对选择吸收式和直接吸热式的真空集热制冷系统分别进行了理论分析与计算模拟。这两种系统均具有较高的制冷性能 ,前者宜以沸石 -水为制冷工质对 ,而后者则宜采用活性碳 -甲醇工质对。分析了工作参数对这两种真空集热型制冷系统的影响 ,并对系统结构进行了优化研究。

含油制冷剂在小管径换热管内流动沸腾换热特性实验研究

对含油制冷剂在6．34和2．50mm换热管内的流动沸腾换热特性进行了实验研究，测试质量流率为200～400kg／（m^2·s），热流密度为3．2～14kW／m^2，蒸发温度为5℃，进口干度为0．1～O．8，干度变化0．1～O．2，平均油质量分数为0～O．05．定量分析了不同质量流率和干度时，润滑油对制冷剂在小管径换热营内流动沸腾换热的影响。与大管径换热管相比，油的换热增强效果在小管径换热营内减弱甚至消失，在高干度和高油浓度区，油的存在使换热严重恶化。对于上述换热管，换热系数、油影响因子以及基于制冷剂物性的两相换热增强因子随油浓度的变化规律缺乏一致性。采用局部油浓度下的制冷剂-润滑油混合物性计算得到的两相换热增强因子能较好地反映润滑油对制冷剂流动沸腾换热的影响。

低温推进剂双管输送系统循环预冷实验研究

为了抑制火箭发动机中低温推进剂输送管路中产生的间歇泉现象,采用液氮为工质,进行了低温推进剂双管输送循环预冷模拟实验研究。研究了输送管壁不同绝热条件、贮箱增压及气体引射对自然循环预冷过程的影响。通过实验获得了循环管路的循环压差及管路温度分布。结果表明:管壁绝热条件相差越大,循环压差越大;贮箱压力增大,循环压差降低;气体引射的作用不大;双管输送循环预冷系统中的低温流体形成了自然循环,可以有效抑止低温推进剂输送管路中的间歇泉现象产生。

翅片管整体传热传质强化的太阳能吸附式制冷系统性能研究

针对太阳能金属管式吸附床传热传质存在的不足,采用增加吸附管传热翅片及增大传质通道的方法,提出一种整体强化传热传质的新型翅片管设计方法,分别设计两种结构形式的太阳能吸附集热器,建立采用活性炭-甲醇为工质对的太阳能吸附式制冷系统。实验表明,采用吸附管横放、两端分别连接汇流导管形式的太阳能翅片管式吸附集热床可明显改善系统制冷性能,其吸附制冷效率是采用吸附管纵向放置、从翅片管上部通过导管连接到汇流导管的吸附床的太阳能吸附式制冷系统的3.56倍。采用性能较好的吸附床可构建太阳能吸附式制冷系统,并在晴朗无云、晴天有时有云、多云辐射强烈及多云辐射微弱4种典型天气情况下,进行吸附制冷系统运行特性和制冷性能实验研究,结果表明前三种天气条件下吸附床维持较高温度(≥80℃)超过4 h,制冷剂解吸较为充分,均产生制冰效果,制冷效率较高,COP最高达0.129;在多云太阳辐射微弱天气条件下,虽然吸附床维持在较高温度(≥80℃)时间不到2 h,但COP可达0.039,体现出该翅片管式吸附床良好的天气适应性。

电子膨胀阀制冷剂流量系数的试验研究

在自搭建的液环法节流机构流量特性试验台上 ,采用R2 2制冷剂 ,试验研究节流阀开度 (流通面积 )、节流前后压差、入口密度、入口过冷度、出口比容、干度以及阀头半锥角和径向间隙对电子膨胀阀制冷剂流量系数的影响 ,获得了流量系数的量化关系并进行了试验验证。结果表明 ,误差在± 10 .5 %以内。

基于遗传算法和支持矢量机参数优化的制冷机组故障检测与诊断研究

针对制冷机组故障诊断中特征多、诊断准确率低的特点,提出一种复合诊断模型,利用遗传算法搜索特征空间,与带参数优化的支持矢量机(Support vector machine,SVM)结合,同时进行故障特征提取和模型训练。用该模型研究7种典型的制冷机组故障,从64个原始特征中筛选出8个与试验辅助系统关系甚微、均十分靠近核心制冷循环的特征,作为故障指示特征,总体诊断准确率从96.95%提高到99.53%,测试时间下降70%以上。用命中率和虚警率评价模型对各故障的诊断性能,所提复合模型除个别故障外,均优于无特征提取及带主元分析特征提取的SVM模型。复合模型在制冷机组故障诊断中有良好的应用前景。