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制冷技術(shù)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：吸附制冷研究概況空調(diào)應(yīng)用

1引言

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)幔瑒t根據(jù)回?zé)岱绞讲煌?，可有雙床回?zé)?、多床回?zé)?、熱波與對(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)。

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制冷技術(shù)論文范文第2篇

論文關(guān)鍵詞：同步輻射，Wiggler磁體，零揮發(fā)，振動(dòng)

 

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

文獻(xiàn)(7)中住友4K G-M制冷機(jī)二級(jí)冷頭

制冷技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：二氧化碳；天然工質(zhì)；制冷系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ116.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

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?；瘜W(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)男阅埽谀承┓矫嫔踔粮鼉?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)：

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制冷技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：天然氣，天然氣液化，裝置

 

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。

 

制冷技術(shù)論文范文第5篇

本文就是利用單片機(jī)控制制冷機(jī)從而達(dá)到溫度控制的目的。在本設(shè)計(jì)中利用溫度傳感器AD590可實(shí)現(xiàn)溫度采集。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809實(shí)現(xiàn)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。送單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)的要求，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間，溫度，故障代碼顯示等功能。

本系統(tǒng)具有高精度，高靈敏性，高可靠性等特點(diǎn)。可以高速采集數(shù)據(jù)，具有實(shí)時(shí)性，并且具有很強(qiáng)的抗干擾能力和自動(dòng)循環(huán)及自動(dòng)診斷能力。

關(guān)鍵詞：制冷機(jī)，AT89C51，AD590，溫度控制

Title Temperature control system of refrigeration machine

Abstract

Refrigeration plane our country every profession and trade technological transformation carry on corollary equipment that equipment's introducing need badly at present， Improve product quality ， the important equipment which enterprises upgraded too. And the traditional one observes and controls the method and adopt the simulation way from measurement to showing， the data are gathered slowly， does not possess real-time character ， anti-interference ability is bad. Measure the precision and totally rely on with the characteristic of the hardware. Since the one-chip computer comes out ， arise at the historic moment too instead of relevant observing and controlling the instrument， especially the figure tests the combination of the one-chip computer of technology. The technology of the one-chip computer is with its high efficiency even more， high accuracy， the multi-functional advantage replaces the traditional method of observing and controlling gradually.

This text utilize one-chip computer control refrigeration plane to purpose to achieve temperature control. Utilize temperature sensor AD590 to realize temperature is gathered in this design. Realized simulation- the figure is changed by converter ADC0809 of A/D. Give it comes to be whole without being realized demand that design to one-chip computer，can time， temperature now not real， such functions as the trouble code shows.

This system has high accuracy， high sensitivity， such characteristics as high dependability ，etc.. Can gather the data at a high speed ， have real-time character， and have very strong anti-interference ability and automatic circulation and diagnose ability automatically.

Keyword: Refrigeration machine， AT89C51， AD590，Temperature control

目 錄

第一章 緒論 ………………………………………………………………………………1

1.1 選題背景………………………………………………………………………………1

1.2 壓縮機(jī)的分類(lèi)和工作原理……………………………………………………………4

1.2.1空氣壓縮機(jī)的分類(lèi)…………………………………………………………4

1.2.2空壓機(jī)的組成及工作原理 ………………………………………………5

1.3 制冷機(jī)溫度控制要求 ………………………………………………………………6

第二章 方案論證 …………………………………………………………………………8

第三 章 單片機(jī) …………………………………………………‥………‥…………10

3.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 ………………………………‥… ……‥…………………10

3.2 主要性能參數(shù) ………………………………………‥……………………………10

3.3 主要功能特性概述 …………………………………‥……………………………11

3.4 引腳功能說(shuō)明 ………………………………………‥……‥‥‥‥……………11

3.5 時(shí)鐘震蕩器 ……………………………………‥……‥‥‥‥‥………………13

第四章 硬件電路設(shè)計(jì)………………………………………‥……‥‥……‥………14

4.1溫度測(cè)量環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì) ………………………………………………‥‥…………14

4.1.1 集成溫度傳感器AD590 …………………………………………………14

4.1.2 電壓跟隨器-通用運(yùn)放UA741……………………………………………15

4.1.3 運(yùn)算放大器0P-07 ………………………………………………………16

4.1.4 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809…………………………………………‥‥………17

4.2 可編程并行接口8255設(shè)計(jì)………………………………‥………………………20

4.2.1 并行通信與接口 …………………………………………………………20

4.2.2 8255A的編程結(jié)構(gòu)……………………………………‥…………………20

4.2.3 8255A的引腳功能…………………………………………………………22

4.2.4 8255A的工作方式…………………………………………………………23

4．3顯示電路設(shè)計(jì) ………………………………………‥‥…………………………25

4.3.1 鍵盤(pán)部分設(shè)計(jì) ……………………………………………………………25

4.3.2 顯示環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………25

4．4 復(fù)位及看門(mén)狗電路設(shè)計(jì)…………………………………………‥‥‥…………26

4.4.1 DS1232的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) ……………………………………………………26

4.4.2. DS1232的功能 …………………………………………………… ……27

4.4.3 使用注意事項(xiàng)……………………………………………………………28

4.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………28

4.5.1 DS1307實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介………………………………………………………29

4.6電源系統(tǒng)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………32

4.7驅(qū)動(dòng)器的選用 ………………………………………………………………………34

4.8光電隔離 ……………………………………………………‥……………………35

4．9控制電路的分析與設(shè)計(jì)……………………………………………………………37

4.9.1電磁繼電器 ………………………………………………………………37

4.9.2壓力繼電器的選擇 ………………………………………………………37

4.9.3 熱繼電器 …………………………………………………………………37

第五 章程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………39

5.1主程序：主要實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)的溫度控制工藝 ………………………………………40

5.2溫度控制子程序………………………………………………………………………44

5.3將顯示緩沖區(qū)中的溫度值送顯示子程序…………………‥………………………45

5.4壓力，負(fù)載消斗子程序………………………………………………………………47

5.5鍵值子流程……………………………………………………………………………48

5.6排水測(cè)試處理子程序…………………………………………………………………49

5.7是否有鍵按下判斷子程序 …………………………………………………………50

第六章軟件設(shè)計(jì)部分 ………………………………………………‥…………………51

結(jié)束語(yǔ) ………………………………………………………‥‥‥‥‥………………63

致謝 …………………………………………………………………‥…………………64

參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………65

第一章 緒論

1.1 選題背景

本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)控制制冷機(jī)來(lái)達(dá)到控制溫度的目的.

制冷機(jī)是我國(guó)目前各行業(yè)技術(shù)改造和進(jìn)行設(shè)備引進(jìn)所急需的配套設(shè)備，也是提高產(chǎn)品質(zhì)量，企業(yè)升級(jí)的重要設(shè)備。廣泛的應(yīng)用與汽車(chē)，機(jī)械，紡織，化工，儀器儀表，電子，醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)。在工業(yè)上，壓縮空氣作為一種僅次于電力的第二大動(dòng)力源，以被廣大企業(yè)界所公認(rèn)

壓縮式制冷機(jī)：該種制冷機(jī)由電動(dòng)機(jī)提供機(jī)械能，通過(guò)壓縮機(jī)對(duì)制冷系統(tǒng)作功。制冷系統(tǒng)利用低沸點(diǎn)的制冷劑，蒸發(fā)時(shí)，吸收汽化熱的原理制成的。其優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng)，使用方便，目前世界上91～95％的制冷機(jī)屬于這一類(lèi)。

一般制冷機(jī)的絕大多數(shù)都是壓縮型。吸收型屬于少數(shù)。壓縮型的制冷機(jī)中的液體制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，變成制冷劑氣體。這氣體被活塞和氣缸組成的壓縮機(jī)壓縮后導(dǎo)入冷凝器中，在這里氣體再被冷凝器成為液體制冷劑。壓縮機(jī)中電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸中的制冷劑被往復(fù)運(yùn)動(dòng)所壓縮。也就是說(shuō)壓縮機(jī)相當(dāng)于人體的心臟，起到了循環(huán)血液的作用如下圖就是一個(gè)封閉式壓縮機(jī)。

圖1.1 封閉式壓縮機(jī)

封閉型壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)是直接和壓縮部分相連接的。壓縮機(jī)全體成為一個(gè)整體裝起來(lái)，另外為了避免產(chǎn)生熱量，以致溫度上升，電動(dòng)機(jī)用制冷機(jī)油和制冷氣體進(jìn)行冷卻。

國(guó)外溴化鋰制冷機(jī)的發(fā)展過(guò)程

美國(guó)是溴化鋰制冷機(jī)的創(chuàng)始國(guó)，目前日本、前蘇聯(lián)等國(guó)的溴冷機(jī)也都有較大的發(fā)展。

美國(guó)開(kāi)利公司于1945年試制出第一臺(tái)制冷量為523KW（45×104kcal/h）的單效溴冷機(jī)，開(kāi)創(chuàng)了利用溴化鋰水溶液為工質(zhì)對(duì)做為吸收劑的吸收式制冷新領(lǐng)域。美國(guó)不僅創(chuàng)造了單效溴冷機(jī)，而且在世界上又率先研制出了雙效溴冷機(jī)?，F(xiàn)已研制出了直燃型、熱水型和太陽(yáng)能型等新型溴冷機(jī)。同時(shí)還研制了冷溫水機(jī)組和吸收式熱泵等新機(jī)組。

日本一家汽車(chē)公司于1959年研制出制冷量為689KW（60×104kcal/h）的單效溴冷機(jī)，1962年茬原制造所又研制出雙效溴冷機(jī)。日本溴冷機(jī)無(wú)論在生產(chǎn)數(shù)量、性能指標(biāo)、應(yīng)用范圍和新技術(shù)、新產(chǎn)品研制等方面，均超過(guò)了美國(guó)，成為世界上溴冷機(jī)研究與生產(chǎn)領(lǐng)先的國(guó)家。特別是燃?xì)鈨尚厮畽C(jī)組的產(chǎn)量很大，約占世界上溴冷機(jī)生產(chǎn)總臺(tái)數(shù)的2/3；目前已致力于第三種吸收式熱泵和溴化鋰熱電并供機(jī)組的研制工作。

前蘇聯(lián)奔薩化工廠于1965年研制出2908KW（250×104kcal/h）溴冷機(jī)。目前溴冷機(jī)的應(yīng)用范圍已從化纖廠擴(kuò)展到其它紡織廠、橡膠廠釀酒廠、化工廠、冶金廠和核電站。

中國(guó)溴化鋰制冷機(jī)的發(fā)展過(guò)程

我國(guó)研制溴冷機(jī)起步于60年代初期，至今已有四十多年，其發(fā)展過(guò)程大體分為四個(gè)階段：

研制階段 60年代初船舶總公司704所（原六機(jī)部704所）、一機(jī)部通用機(jī)械研究所與高等院校以及設(shè)備制造廠通力合作，試制了兩臺(tái)樣機(jī)。1966年上海第一冷凍機(jī)廠試制出了制冷量1160KW（100×104kcal/h）全鋼結(jié)構(gòu)的單效溴冷機(jī)，安裝于上海國(guó)棉十二廠。60年代末期，許多單位都著手研制單效溴冷機(jī)，這一研制工作持續(xù)到了70年代初期。

單效機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用階段 70年代初先后有上海、青島、天津、北京和長(zhǎng)沙等地的棉紡廠為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要，各自設(shè)計(jì)與制造了單效溴冷機(jī)。繼而更多地區(qū)也都自行設(shè)計(jì)制造單效溴冷機(jī)，尤以上海、天津兩地更為突出。以天津?yàn)槔?0年代初至80年代初，制造出3480KW（300×104kcal/h）大型溴冷機(jī)七臺(tái)，總制冷能力達(dá)到24360KW（2100×104kcal/h）。單效溴冷機(jī)在這一時(shí)期雖然有了較大發(fā)展，但仍有許多問(wèn)題尚待解決，如嚴(yán)重的腐蝕、冷量的衰減和機(jī)器的壽命等，限制了溴冷機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展。

雙效機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用階段 80年代初期開(kāi)始研制雙效溴冷機(jī)，并于1982年由開(kāi)封通用機(jī)械廠生產(chǎn)出1744KW（150×104kcal/h）雙效溴冷機(jī)組。雙效機(jī)組的熱力系數(shù)可提高到1.1以上，而單效機(jī)組一般為0.6～0.7，雙效機(jī)組的蒸汽單耗比單效機(jī)減少約1/2，冷卻水量減少約1/3，是值得提倡的節(jié)能型制冷機(jī)組。86年我廠研制出省內(nèi)首臺(tái)雙效溴冷機(jī)1160KW（100×104kcal/h）并首家通過(guò)省級(jí)鑒定。

多種新型機(jī)研制應(yīng)用階段 80年代末期國(guó)家計(jì)委提出，凡有蒸汽等熱源的地區(qū)要發(fā)展溴冷機(jī)；1991年我國(guó)在世界禁用氟里昂（CFC）生產(chǎn)與使用的“蒙特利爾議定書(shū)”上簽了字，這對(duì)進(jìn)一步發(fā)展溴冷機(jī)創(chuàng)造了良好條件。大專(zhuān)院校、科研院所和制造廠家共同協(xié)力，一方面在加緊改進(jìn)與提高雙效溴冷機(jī)的加工技術(shù)和性能水平，另一方面也竟相研制新型的多種溴冷機(jī)?，F(xiàn)已推出的和正在研制的有熱水型、直燃型、低壓型、降膜式溴冷機(jī)和吸收式熱泵等。

溴化鋰溶液的特性

在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中，水作為制冷劑用來(lái)產(chǎn)生冷效應(yīng)，溴化鋰溶液作為吸收劑，用來(lái)吸收產(chǎn)生冷效應(yīng)后的冷劑蒸汽。因此，水和溴化鋰溶液組成制冷機(jī)中的工質(zhì)對(duì)。

溴化鋰水溶液是由固體的溴化鋰溶質(zhì)溶解在水溶劑中而成。常壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，而溴化鋰的沸點(diǎn)為1265℃。供制冷機(jī)應(yīng)用的溴化鋰，一般以水溶液的形式供應(yīng)。性狀為無(wú)色透明液體；濃度不低于50％；水溶液PH值8以上。

20℃時(shí)溴化鋰溶解至飽和時(shí)量為111.2克，即溴化鋰的溶解度為111.2克。溶解度的大小與溶質(zhì)和溶劑的特性的關(guān)，還于溫度有關(guān)，一般隨溫度升高而增大，當(dāng)溫度降低時(shí)，溶解度減小，溶液中會(huì)有溴化鋰的晶體析出而形成結(jié)晶現(xiàn)象。這一點(diǎn)在溴冷機(jī)中是非常重要，運(yùn)行中必須注意結(jié)晶現(xiàn)象，否則常會(huì)由此影響制冷機(jī)的正常運(yùn)行。

溴化鋰溶液對(duì)普通金屬有腐蝕作用。尤其在有氧氣存在的情況下腐蝕更為嚴(yán)重。

溴化鋰制冷原理

溴化鋰吸收式制冷原理和蒸汽壓縮制冷原理有相同之處，都是利用液態(tài)制冷劑在低溫、低壓條件下，蒸發(fā)、汽化吸收載冷劑的熱負(fù)荷，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。所不同的是，溴化鋰吸收式制冷是在利用“溴化鋰-水”組成的二元溶液為工質(zhì)對(duì)，完成制冷循環(huán)的。

在溴化鋰吸收式制冷機(jī)內(nèi)循環(huán)的二元工質(zhì)中，水是制冷劑。水在真空狀態(tài)下蒸發(fā)，具有較低的蒸發(fā)溫度（6℃），從而吸收載冷劑熱負(fù)荷，使之溫度降低。溴化鋰水溶液是吸收劑，在常溫和低溫下強(qiáng)烈地吸收水蒸氣，但在高溫下又能將其吸收的水分釋放出來(lái)。吸收與釋放周而復(fù)始制冷循環(huán)不斷。制冷過(guò)程中的熱能為蒸汽，也可叫動(dòng)力。

傳統(tǒng)的測(cè)控方法，由于從測(cè)量到顯示采用模擬方式，數(shù)據(jù)采集速度慢，不具備實(shí)時(shí)性，抗干擾能力差。精度測(cè)量完全依賴(lài)于硬件特性，因?yàn)椴痪邆滠浖€性化處理功能，傳感器的非線性嚴(yán)重影響測(cè)控精度。而采用線性化好的傳感器又增加了測(cè)控系統(tǒng)成本，因此，為保證安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，必須對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)控方法加以改進(jìn)。

自單片機(jī)問(wèn)世以來(lái)，與其相關(guān)的測(cè)控儀器也應(yīng)運(yùn)而生，尤其是數(shù)字測(cè)控技術(shù)單片機(jī)的結(jié)合。單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展更是以高效率。高精度，多功能的優(yōu)勢(shì)逐漸取代傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的模擬測(cè)試手段。與傳統(tǒng)的測(cè)控技術(shù)相比，智能化測(cè)控系統(tǒng)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）具有高精度，高靈敏性和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

（2）具有直觀，操作方便等功能。

（3）具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

（4）可高速采集數(shù)據(jù)，具有實(shí)時(shí)性。