英国制冷协会1998-1999年的总结文摘

英国制冷协会1998-1999年的总结文摘建筑体系设计大学 南岸大学 伦敦103号街建筑环境大学 诺丁汉大学 英国大学公寓诺丁汉2路1999年10月25日收到摘要 这篇文章是1998年10月到1999年4月英国制冷协会提供的7篇技术论文的精要概括.这篇文章的目的是为英国制冷协会的研究与发展指明更广阔的道路.它的主题包括空气调节在内的空气循环，液体压力的放大，大面积沸腾制冷剂的用运和冷冻食品最佳条件下保存的经验.。它也包括了热力学制冷在最近的发展状况,为细胞提供制冷的可能性.这些出版物还包括了一篇由专家提出的关于提高制冷剂效率的最新研究.关键词: 制冷工业 空气调节 科研 成果展示相关权威电话: +44-207-8157676 传真：+44-207-8157699 名词术语： V/Ud2 不扩散流动系数 V 流入压缩机入口的流量 单位: M3/S U 压缩机的最高速度 单位:M/S d 汽缸的直径 单位:M 1: 前言 为了发展制冷科学,英国制冷协会在1899年成立.。从那时开始,它有了一定的发展，并且做出了在最新最前沿的制冷领域有重要影响的技术论文.这些文章由协会的领导,专家,还有一些英国制冷工业的人士所写的。.对协会作过贡献的将近有3000多个成员(他们大部分现在还健在)。这篇文章的目的是将协会的巨大研究推到更为广阔的制冷协会的应用。它的主题包括空气调节的空气循环，液体压力的放大，大面积沸腾制冷剂的用运和冷冻食品最佳条件下保存的经验.它也包括了热力学制冷在最近的发展状况,为细胞提供制冷的可能性.这些出版物还包括了一偏由专家提出的关于提高制冷剂效率的最新研究。2: 过程回顾2.1 液体压力的放大 MacWhirter的报告提到把液体压力放大的放大系数用运到制冷系统.专家在液体流程中把封闭式通过泵来输送制冷剂作为连续蒸汽压缩系统的例子来描述液体压力放大系统,如图 1所示。加压泵把管道中的压力升到相当于1到1。5巴左右。专家称，液体压力放大的用运，避免了一般在管道里由于管线损失引起的压力降。这样以来，加强了节流膨胀阀的作用，提高了制冷的容量，并降低了能量消耗。MacWhirter使用压焓图来阐明液体压力放大规律，如图2所示。制冷循环用点A.B.C.D.E.F和G来表示，相关的参数如图1所示。这篇有关液体压力放大报告的优点是:提高了系统的效率 ,提高了系统的容量和克服了现场安装上的缺点。这篇权威报告还认为 ,虽然可以通过建立基础设施使效率提高,但是不能从本质上提高系统的参数. 长期以来的理论与实践和系统的运行都要求满足液体压力放大的规律.2.2 环保理想的空气循环与空气调节 Giles 阐述了制冷空气循环的基本规律,具体的流程如图3所示. 专家指出,在19世纪所建立起来的较早的制冷系统的效率较低. 而且不能够解决冰在管道里面膨胀的问题。随着加压式航天器的成功发展,空气循环被发展用于航空工业，并且 Giles 阐述了这些体系。在所有的系统中，都说明了压缩空气是不合适用于发动机中的这一焦点问题。 近年来，以空气为介质的制冷循环已经被广泛用于航空工业。 据报道，有两个主要问题影响了这项技术的广泛应用. 首先,空气不能被用做于制冷剂的这样的一个事实,如果空气被用做制冷剂就意味着该制冷循环有一个较底的单位容积热容量, 从而导致其效率的降低。 其次, 没有在航空方面的应用,就没有压缩空气较稳定的发展。而且,由于使用了压缩机,提高了运行成本。 专家认为，空气循环系统压缩机的在全负荷条件下运行的全效率低于蒸汽压缩式循环。然而,不象蒸汽压缩式循环蒸汽压缩式循环那样，空气循环系统在部分负荷条件下的运行可以设计的象它在全负荷条件下运行的全效率一样。这样，空气循环系统在一般状况下的能量节约可以控制在蒸汽压缩式循环的15%之内。 据专家介绍，许多研究被用来进一步提高系统效率。两中不同的提高单位体积热交换的方法被采用。主要的，在比一般大气压力高的情况下，比一般单位体积的热容量大的封闭式循环压力系统被用来运行空气循环。 其次是在低压下运行的开式循环。这样允许不凝气体在空气里蒸发与冷凝。因此，极大的提高了有效的空气的比热容。 Giles还认为，机构的影响涉及到空气循环系统的运行。并且也影响着通过改善透平器和压缩机来提高压缩机的全效率。还影响到降低内部损失以及提高热交换的设计。图4显示了在最近20年里如何革新压缩机和对改善压缩机的理论分析。根据这个时代的统计结果，专家预测，通过空气循环系统压缩机的效率提高了1.3倍。2.3 环保条件下食品冷藏的最佳选择 Maidmeng et al汇报了最近在冷藏库设计方面完成的调查结果。在四五年内，这些工厂建立在旧式制冷工厂的基础上。Maidmeng et al指出，这些冷藏库由于在食品质量保存方面名声狼籍。主要的问题是在烘干表面的同时，食品黏附在了盛放器具上。这样由于黏附作用造成了巨大的商业性损失。专家称，食品保存中的这种损失，据统计大5%之多。 专家门总结以前的研究后声明，目的是为减少表面干燥通过建立最佳环保条件来使损失最少的实验被采用过。尽管这样，在冷藏库的设计方面，设计者仍没有多大的改变。这是由于在热质交换过程没有突破性的发展。 为了克服这样的缺陷，专家建议采用热力学模型来优化熟菜冷藏的环境。这个模型综合了建立在制冷系统和熟菜冷藏库的环境中发生的热质交换过程。通过即考虑食品重量损失的价值也考虑到压缩机的成本和能量的消耗，熟菜冷藏库设计的经济性研究正在开展。研究的结构如图5所示。总结传统文献的结果表明，有可能选择出更为理想的储藏环境。如图6所示，图表所指的熟菜冷藏库可以把放在其上的损失减少65%左右。最后，专家们讨论了最优的环境关键是损失最小。2.4 空气调节的自动化控制制冷的新发展 Blachhurt提出了在空气调节的自动化控制制冷的新发展。 在英国，早在13年前，自动化控制系统已经被起用。在协会中，早在1990年被提出。在低于周围环境情况下，产生“自由冷量”的一种方法如图所示。它由压缩机，冷凝器，4个阀门构成。不使用压缩机通过循环制冷剂到冷凝器可以产生在周围环境条件允许下的“自由冷量”。但是，通过正中方法，由于被冷冻水与周围环境的温度不同，而造成了压力差。据Blachhurt报道，对于冷却器而言，在一般情况下产生的系统用行系数大约在10到13。直到1998年，在英国有17项措施将理想制冷量提高到45兆瓦特。在这些文献中，Blachhurt提到了2种新理想制冷系统的研究。这2种系统代表了理想设计的新发展。他们被应用在英国铁路局和国际西部总银行。英国铁路局提到的主要麻烦是该系统是用氨设备组成的。首先，有毒而且有可爆性的氨的使用，是其在设计方面受到限制。尽管这个缺陷被提高的可靠性标准克服，然而，仍有不少技术难题要克服。为了使取得“自由冷量”最大化，要求蒸发器中的制冷剂与水的温度差越小越好。在前面提到制冷系统里，蒸发器中的铜管子在很小的温度差下，为了增加其面积以及提高热交换而被铝所覆盖。由于氨对铜管子有腐蚀作用，专家宣称，很薄的铝渡层成功的应用在316根不锈钢管子上。这样以来，热交换系数可以和完全用铜管子的理想系统相比。为了克服油的渗漏问题，专家建议在自动化蒸馏管径循环系统里，使用高质量的润滑油。专家通过计算得到，在这种情况下的理想制冷系数可以达到10.5 。在通常状况下为14到8.5之间。在业主以20年为周期的运行成本累计中，这种系统节能被证实是另一种的55%，而TEWI分析表明，产生的CO2比另一种少40% 国际西部总银行的麻烦是仅有一个理想制冷箱的使用，这样以来，麻烦归结到从理想状况大批机械制冷方式上的延迟上。如图8所示。这个缺点在使用冷却水的循环后，建立一个高温库的方式来解决。运行实践显示出，它的制冷系数大概在7左右。经过一个简单的技术经济比较得，这种方式的资金回收期大概是4到5年。2.5 自由冷量的顶部下送 Butler和Alamdari报告指出，近年来自由冷量的顶部下送由于具有节约能耗，控制简单，热舒适感好而飞速发展。它们同时和二为一的与通风系统一起数量增加。这种系统的新鲜凉爽的空气贴附着地面引入。通过与通风引入的空气相混合，逐渐使室内通风换气，从而提高了室内空气的品质。 作者回顾了自由冷量的顶部下送和通风系统的联合研究。他们指出，包括计算流体力学的研究表明，随着通风系统进行的自由冷量的顶部下送比简单的通风换气系统效果要好的多。如图9和图10所示。然而，Jessp在制冷方面有许多设计上的改变。他指出他所设计的控制台希望可以进行跟踪控制。为了达到这个目的，在事迹方面，他部分的分析了其发展的新前景。梁在形式上是缺乏的。作者提供了最少的信息目录，以上的列举也、包括在内。建立在最大性能系数下远行的 基础上，被控制台的 高效率所代替。但是，好多拿来能良好量在使用中损失，甚至与制冷压缩机的消耗差不多。 专家分析了较好的工程事例分析提到的不足重要如下： 1.不允许有液体制冷油的影响：2.接受器及发生器中的水的蒸汽，没有办法把液体与整齐完全分离：3.系统的效率较低 在一般较好的工程实践中，效率提高的建议被采用。如图13所示。他讨论了用45O较90O弯头的系统要好的多。最后，作者还提出了MSO和EIF的建议。3. 结论本出版物回顾了1998年到1999年里由制冷协会出版的技术论文，涉及的主题包括空气调节的空气循环，液体压力放大，大面积沸腾制冷，冷冻食品包藏的最佳条件的热力学制冷哈改善提高控制台效率的方法。从论文中达到的重要结论是：蒸汽压缩中的液体压力放大系统的应用已经达到证明并且报道指出，已经在回答程度打夯提高了他的效率与容量。空气循环字冷的发展已经成为主题。但是，对于直接的蒸汽压缩制冷循环，在制冷系数上进一步发展与提该是需要的。冷冻食品包藏的最佳环境也提上日程。这被用来利用热力学的模型优化冷藏库的设计。从而在成本上节约了65%。自由冷量制冷的发展也在进行。当理想制冷被成功的应用到创造高效率系统时。也进行了各种各样的研究。冷冻梁系统的研究也在进行。与此同时，蒸发器里的自由冷量的应用的调查白该指出，也取得了较大的成果。大面积沸腾制冷剂混合物的应用，将有效的改善需要的制冷性能，提高其容量。最后，本论文包括了一些头观提高制冷控制运行的可靠性的论文。总览全问，大部分的文章是由英国的制冷协会提供的。1999/2000年的程序及规划的论文表明，论文主要包含了以下方面：制冷，热藏，在冷库里进行氧排除的技术，使用空气循环进行建筑物采暖与制冷，最有利的制冷取缔品的研究和对自由冷量应用的历史回顾。鸣 谢:作者感谢英国制冷协会地这些技术性论文的授权使用以及对原作者论文的引用。他们有，M.Ruduery女士英国制冷协会，Brueep先生和A.GIGIEL先生制冷技术中心。参考文献（略）选自国际制冷杂志 2001年137138期2002/3/29（完）