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太阳能半导体制冷系统性能分析与实验研究

上海交通大学

硕士学位论文

太阳能半导体制冷系统性能分析与实验研究

姓名：罗斌

申请学位级别：硕士

专业：机械与动力工程学

指导教师：代彦军

20060201

上海交通大学硕士学位论文

太阳能半导体制冷系统性能分析与实验研究

摘要

本文从提高太阳能半导体冰箱系统效率的目的出发

首先构成和工作特点

然后建立了半导体冰箱散热研究的实验装置

对散热方式和强度对制冷性能的影响进行研究

还对不同热源温度下热电堆发电的效果进行了实验测试

对一种热驱动的半导体温差发电制冷系统进行了分析和优化

建立了以太阳能电池驱动的半导体冰箱系统的热力学模型得出了太阳辐射条件变化与太阳能半导体制冷系统性能的关系

对太阳能电池

并对两种设计工况进行了系统匹配性能测试

关键词半导体制冷冰箱

ABSTRACT

PERFORMANCE ANALYSIS AND

EXPERIMENTAL STUDY ON A THERMOELECTRIC REFRIGERATOR DRIVEN BY SOLAR CELLS

ABSTRACT

The purpose of this paper is aimed to improve the efficiency of the thermoelectric refrigerator driven by solar cells. Theoretical analysis and expermental study on some related key problems are also performed.

Firstly, the principle

上海交通大学

学位论文原创性声明

本人郑重声明是本人在导师的指导下

除文中已经注明引用的内容外

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担

罗斌

日期

上海交通大学

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留

同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版

本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文

本学位论文属于

不保密

罗斌指导教师签名

２００６年　２　月　１５日日期

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第一章　绪论

１．１研究背景及意义

1.1.1 太阳能资源

太阳能是地球上一切能源的主要来源

１０18MJ???a???°è?êà??ò?′??ü?′??·?×üá?μ? 1.56?à??óúè?àà·￠?1àúê·μ?óD?T?ê′ú????ó???2???"的能源主要处于温带和亚热带

尤其是华北日照充足

根据全国700多个气象台站长期观测积累的资料表明

１０3103MJ/m2之间

１０3MJ/m2

è?1ú×ü???y2/3的地区年日照时间超过2000小时[1]

?ò1ú???°??óD 1.5万千瓦的太阳能发电容量虽然光电成本仍然高于煤电与拉设电网相比

在西藏地区已经有 7 个县靠太阳能解决了用电困难[2]ì????üèè???÷

ò??-3é?a1ú?úì????üà?ó??Dó|ó?×??a1?·o1998年我国的热水器产量就已占据世界第一位

光电材料成本大幅下降

这将带来太阳能发电成本的大幅度下降不到10 年这将有利于我国太阳能资源的开发

目前常用的光伏转换材料效率太低转换率较高的单晶硅或多晶硅也不到15%??ò?′ó1??￡í?1?

第一章绪论

在着晶界转换效率达到 32.3%??ì????üμ?3?ê?èy?áDí

è?±?ò??-′?μ??ú?àoí1è??é?D?3é?á?§

居世界领先水平

比单晶硅便宜

大幅度降低了太阳能电池的成本

他们预测

薄膜材料将以现有硅太阳能电池五分之一的成本

目前薄膜多晶硅太阳能电池有人估计

即每3年市场增加一倍

太阳能电池的未来材料是塑料和其他有机材料

导电塑料可导电及发光因塑

料制造成本非常低可制成低成本太阳能电池

未来5μúò?′úóD?úì????üμ?3?

?é??è?êD3??1Dè?a??2?á?μ?ò×à??ˉ?êìaò×·￠éúà??ˉ

è?1??a??á??aò??êìa

???°

?ò3? NPC 电池实验室的理论转换效率甚至达到 70%以上制作工艺简单

１／１０如果在实际生产中能够使得转换效率再得以提高的话

1.1.3太阳能制冷

目前利用太阳能制冷主要有两大途径

以热制冷吸附式和喷射式等

以电制冷

１．太阳能吸收式制冷

吸收式制冷是利用溶液的浓度变化获取冷量的制冷方式

产生的高压蒸汽进入冷凝器冷却后经过节流阀进入蒸发器产生的低压蒸汽源进入吸收器被稀溶液吸收

完成一个循环是用发生器和吸收器来代替传

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统制冷循环中的压缩机废热从而达到节能环保的目的

溴化锂-水等[4]

±?1?·o?D??óD??COP 值较溴化锂低等

并达到了一定的商用规模

溴化锂吸收式制冷系统由于蒸发温度只能在零度以上此外还有易结晶真空度要求高等缺陷

目前主要应用于中大型制冷空调系统中

而在晚上则吸附制冷冷凝器

阀门以及储液器等组成

无噪音且初投资少使用寿命长存在的主要问题是

吸附剂为多孔介质因而导热性能低

另外只能通过将夜间产生的冷量存储到白天使用

再通过喷嘴喷射制冷

运行稳定可靠等优点

针对这一弱点和其他制冷方式相结合等方案来提高系统的COP 值

半导体材料在各个领域得到广泛的利用热电性能较好的半导体材料的问世也使热电效应的效率得到很大的提高

它和蒸气压缩式

优点是

不污染环境

(3) 体积小可大大节约建筑面积

因而无噪音运行可靠

第一章绪论

(5) 可通过改变电流方向达到冷却和加热两种不同的目的

若在制冷组件两面建立温差

(7) 冷却速度快控制方便

热电制冷的效率比压缩制冷的效率低但在制冷量比较小的条件下

吸收式制冷所起不到的作用半导体制冷的应用将展示出广阔的前景

实验结果可以为太阳能半导体制冷的解决方案提供很好的指导意义

具有很高的实用价值和市场价值

近十几年来

Thomachan A. Kattakayam[5]研制了一个使用独立能源的家用制冷器

并用发电机组作为后备电源日本的T.Hara[6]等对太阳能半导体制冷帽进行了系统研究NASA

Johnson Space center

°üà¨°?μ?ì???à??÷?à1úμ?V.C.Mei[8]等对一种太阳能辅助半导体汽车空调进行了系统的分析

甘肃自然能源研究所的邹今平[10]对一种用于保存疫苗的太阳能电源冰箱系统电力匹配特性进行了分析

实验表明１０

冰箱性能与太阳辐射条件有很大关系

1.2.2 当前研究的热点

半导体制冷的应用领域很广

世界上很多单位都对半导体制冷进行了深入的研究

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半导体制冷很大程度上依赖于半导体材料的发展

这两者都与材料的优值系数有关

图１－１　Cop－?T的关系图

Fig 1-1 Relationship of Cop－?T

从图中可以看出

材料的优值系数必须在 10?a′?êà???÷1úμ?°?μ?ì???à??§???ù???÷òa??á|·??ú?°?òD?μ?°?μ?ì?2?á?é?à′′ù??°?μ?ì???à??÷μ?ó|ó?oí·￠?1

??éùéù×ó′?μ??ê

?? Boff 等提出则其优值系数需提高到13

μ?ê?è??í?T?1 Baйнер的研究为Zp 3.5) Zn10-3K-1

3.4 Zn10-3 K-1

3.3 Zn10-3K-1

-3 K-1(3.0 ~3.3)

(3.310

半导体制冷器材料的另一个巨大发展是1956年由 A F Loffe等提出的固溶体理论固溶体中掺入同晶化合物引入

第一章绪论

的等价置换原于产生的短程畸变从而降低了晶格热导率

因此使得优值系数增大

二元Bi2Te3-Sb2Te3和Bi2Te3-Sb2Se3固溶体

p 型 Ag(1-x)Cu(x)TiTe材料

室温下优值系数最高的材料是 Ag0.58Cu0.29Ti0.94Te

ó??μ?μêy?éò?′?μ? 5.7

还有其他几种很好的制冷材料根据已有的文献资料证实２００Ｋ　温度范围内优值系数最高的制冷材料是n型Bi-Sb合金材料１０-3K-1

×?o?μ?p型材料在100K时１０-3K-1[17]

°üà¨2?á?×?ó??ˉμ???àí?-àíoí???ì

1¤ò?á???·???ìá??z值的方法可以有选择最佳载流子浓

度提高载流子的迁移率与晶格热导率的比值/kp

改变材料的散射机构等从制造工艺方面来看并合理选择退火温度和退火时间来提高 z 值

而材料的优值系数不高是导致这些缺点从而阻碍半导体制冷器发展的最主要因素

２．热交换技术方面的研究

半导体制冷器在冷端吸收热量在其热端将排出大量热量

在高热流密度状态下把散热面积展开采用效率高的散热方式将对制冷效率的提高起到很重要的作用

半导体制冷器热端的散热方式大致有如下六种

3￡2éó?????×?è???á÷é￠èèμ???èè?μí3

?aá?ê1é￠èè?÷óDD§μ?1¤×÷è?1??ü?ó?üóú?·?3???è

è?1???è?èè?????è±è?·?3???è??oü?à

ò?°???è?èè?????è±è?·?3???è??7[18]

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有时高至15由于空气自然对流散热器的换热系数较低６Ｗ／ｍ2

换热效果差

强迫对流换热

散热器采用强迫对流后其对流换热系数可大大提高

Ké￠èè???y?àó|μ???D?5

水冷散热

这种方法的散热效率最高

当热电制冷的热端水冷时以及水的比

热大大大缩小了换热器尺寸

也有着漏水的隐患等缺点

′ó??à?μ???μ?èè????3?èèá?ê?à?ó?è??ˉ?±èè??′óμ????ê??×?éí???è??3?o??¨?a??ì?μ??úè??ˉ1y3ì?áê????°

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ò?oó?í′?2?μ?é￠èèμ???μ??a??·?·¨êêo?óú??Da1¤×÷μ???à??÷

ê×?èòa?ó?üμ?è??ˉ???è????μíóú°?μ?ì???à??÷èè??μ?o?á?è?μ?ò?°?òa?ó?ú60??′?òa?óóD??′óμ?è??ˉ?±èè????éùè??ˉ???êμ?ó?á?

ê1μ?ì??μ???è′ó·ù?è???μ?a?????ó?éò?ó?à′×÷?a°?μ?ì???à??÷μ?ò???é￠èèê????ú??????μ???ààê±ó|μ±×￠òa??óú?-?·?μí3ó|μ±??óD×?D?μ??ˉê′D??a??3áμí?áê1μ???μ?à?è′×′??′ó?a???ˉáíía??ààμ?è??aèèòa′ó

2￠????????òa?ó????ê±

éè??á?o?μ?èè1üé??á?éò?′úì???à?é￠èè

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è?1???à??÷êü?ü?§????????μ??T??

第一章绪论

装在半导体制冷器的散热面上将热量转移到较远的地方再设法排除

还有环流散热

很多学者都对这方面作出了深入的研究

在热短路

热应力以及模型设计方面分析了液体热交换系统的优势

PCM·￠??ó??ü±?μ??à±?2?á?à′′úì?′?í3μ?é￠èè???éò?????à??μí3μ?COP提高0.05~0.1

ó?á÷ì?á|?§oí′?èè??

??èí?t对其分析

１８白晓亮[22]从提高半导体制冷效率入手

阐述了利用热管散热的优越性及热管散热器设计的原则

结果表明采用热管散热比采用翅片散热达到相同的温度所用时间少Jun Luo等[24]运用有限时间热力学分析在一定的总传热面积下热电制冷器冷热端传热面积分配使制冷量和COP达到最大

对系统进行性能优化能很大程度上提高半导体制冷的性能

东南大学姚志彪[25]等人的研究结果表明迟泽涛[26]等人讨论了热电制冷循环中半导体制冷器工作电流和一些其他参数的关系

最大制冷温差和最大制冷系数的影响

得出计算最佳工况下半导体制冷器的工作电流和制冷量的近似公式获得元件设计的两个优化准则程花蕊[29]对家用半导体空调进行优化

Gao Min等[30]主要对热电元件的长度Array

进行研究ITM得出在最佳制冷性能下热电

元件最佳长度以热电元件长度为自变量T

max oí??à?á?Q c曲线０．２ｍｍ之间的折衷结果

并且研究了热电材料的长度对COP和制冷量的影响

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大的COP

1úía?1óDD??D????ìá3??úèè??ó?é￠èè?÷???????óò?·a±????·

Kuo 等学者[32]的研究证明如在热端和散热器之间的封闭式回路中采用自然循环的水此外

Chen,Jincan[35]等学者对单级热电堆和多级热电堆的制冷系统的理想化进行了研究

１．３　本文的工作内容

通过对国内外太阳能半导体制冷有关文献和资料的查阅可以看出

同时太阳能半导体冰箱自身也存在一些技术问题限制了其推广应用

主要从实验和理论分析着手

本文的主要工作内容有

　建立半导体冰箱实验台

分析热端散热对系统制冷量和制冷系数的影响以指明通过改善换热条件提高制冷性能的办法　对不同热源温度下热电堆发电的效果进行了实验测试

并对一种热驱动的半导体温差发电制冷系统进行了相应的分析

　以电学和热力学知识为基础

并对该模型进行数值计算

4D?μ?3?oí°?μ?ì?±ù????DDá??üá??￥??????

第二章半导体制冷冰箱散热条件的实验研究

２．１散热实验系统

２．１．１散热实验装置的建立

为了研究制冷元件冷建立了一套实验装置该实验装置是一冰箱壳体和连同翅片风扇散热器在内的半导体制冷器组成的半导体冰箱冰箱壳体为三星公司生产的型号为BC-40的半导体冰箱的壳体中间填有发泡聚氨酯保温材料103mm用于安放制冷器件将传递冷量传递给冰箱的物品

散发热量

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本章散热实验所用的半导体制冷元件它们是以碲化铋为基体的三元固溶体合金Ｎ型是Bi2Te3—Bi2Se3散热器如图2-1所示位置安装热端各有40mm 2.5mm 的导热铜片深1.5mm的槽中

两个螺钉将热端散热器

各接触面之间和安放热电偶的槽内均涂有导热硅脂两个螺钉不直接与冷端翅片连接

并在裸露处包上泡沫材料保温

冷根据这个厚度

尺寸为103mm

10mm40mm的孔

将这块泡沫塑料安装在散热器底面空隙之间

还可以起到制冷器在冰箱壳体中的固定作用

仍存在一些漏热

额定电流为0.08A的直流风扇强化散热实验中使用的电源为12V电脑机箱电源

型号最大温

差电流

工作电压

最大制

冷功率

最大温差

mm mm mm

第二章半导体制冷冰箱散热条件的实验研究

２．１．２实验方法和步骤

半导体

热端温度T

制冷元件两端电压U???è

í¨1yKeithley2700读取温度数据并保存在电脑磁盘文件中

记录下可变电阻上相应的电压值U

再除以其阻值作为半导体

制冷元件的电流值

??êò?ú???èê?????3??ú20±ù????DDμ?3?ê????èó?êò?ú???è′ó???àí??a?ùμ?êμ?éì??t?ú?aà?3??a3?ê?ì??t°üà¨èè??·?éè

????êμ?é°üà¨ò???????1¤??

.热端风扇和热管散热比较实验

在初始条件下

一直到冰箱的冷端温度趋于稳定热端风扇额定电压12V

èè??ê1ó?èè1üé￠èè?÷???ˉ??èè?óí¨°?μ?ì???à??a?tμ?μ??′êμ?é?áê?

1¤??3

采用12705元件作为半导体制冷元件

其它与工况2类似

.电流变化实验

整个实验中采用12704作为半导体制冷元件额定功率与工况1相同０．８?之间调整可变电阻的阻值

实验结束

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２．２实验结果分析

为了研究换热强度变化对实验系统的性能影响因为实验中由换热强度的变化所引起的特性参数的变化很小半导体制冷元件的特性参数选取实验所选元件在平均温度2012704元件

α=0.0475V/K R =3.34

12705元件α=0.0464V/K

R =2.54

实验过程中的制冷量通过下式来估算

2.1

U U P r

.0=

对于热管散热

因此制冷系数为

2.3

Dèòa???óμ?·?éèê?è?1|?ê96

.0+=′P P

相应的制冷系数为

2.5

1¤??1采用风扇强制对流换热热端温度及箱体内水温的变化情况左右

降到5.1

à??????è?àó|μ?

óé???aê?μ?12.3

2.9A

第二章半导体制冷冰箱散热条件的实验研究

0500100015002000250030003500400045005000

Time (s)

T e m p e r a t u r e (

?úêμ?é??DDμ??°ê?·??óá?????2???

×?ê±??μ?í?ò?????′ó

达到最大值30.2

随后呈不断下降的趋

势

左右

）

Time (s)

图2-3 工况1温差变化曲线

Fig.2-3 Temperature difference under working condition 1

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0500100015002000250030003500400045005000

T e m p e r a t u r e (

èè?????è?°????μ?±??ˉ?é??

èè??ò23???á?oíí?

2-2

类似的趋势

热端由初始的38.3???ú????óé3?ê?μ?19下降到-1.2

整个实验过程中工作电压为11.1V 3.3A

èè??

ê1ó?èè1üé￠èè?÷oó

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Time (s)

T e m p e r a t u r e (

半导体制冷片工作原理

半导体制冷片工作原理 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

半导体制冷片工作原理致冷器件是由半导体所组成的一种冷却装置，随着近代的半导体发展才有实际的应用，也就是致冷器的发明。其工作原理是由直流电源提供电子流所需的能量，通上电源后，电子负极(-)出发，首先经过P型半导体，于此吸热量，到了N型半导体，又将热量放出，每经过一个NP模块，就有热量由一边被送到令外一边造成温差而形成冷热端。冷热端分别由两片陶瓷片所构成，冷端要接热源，也就是欲冷却之。在以往致冷器是运用在CPU的，是利用冷端面来冷却CPU，而热端面散出的热量则必需靠风扇来排出。致冷器也应用于做成车用冷/热保温箱，冷的方面可以冷饮机，热的方面可以保温热的东西。半导体致冷器的历史致冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于1960左右才出现，然而其理论基础Peltier effect 可追溯到19世纪。下图(1)是由X及Y两种不同的金属导线所组成的封闭线路，通上电源之后，A 点的热量被移到B点，导致A点温度降低，B点温度升高，这就是着名的Peltier effect。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家Thomas Seeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeaNPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随着半导体的发展才有了实际的应用，也就是「致冷器」的发明。一、因半导体致冷片薄而轻巧，体积很小，不占空间，并可以携带，做成车用电冷/热保温箱，放置车上，不占空间，并可变成冰箱及保温箱，夏天可以摆上几瓶饮料，就可以便冰饮，在冬天就可以变成保温箱。图(1) 致冷器件的作用原理致冷器的名称相当多，如 Peltier cooler、thermoelectric、thermoelectric cooler (简称或、thermoelectric module，另外又称为热帮浦 (heat pump)。二、致冷器件的结构与原理下图(2)是一个制冷器的典型结构。图(2) 致冷器的典型结构致冷器是由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其它金属导体，最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，外观如下图(3)所示，看起来像三明治。图(3) 致冷器的外观以下详细说明N型和P型半导体的原理: 三、N型半导体 (1) 如果在锗或硅中均匀掺杂五价元素，由于价电子间会互相结合而形成共价键，故每个五价元素会与邻近四价之锗或硅原子互成一共价键，而多出一个电子来，如图(4)所示，这就称为N型半导体。(N表示negative，电子带负电) 。图(4) N型半导体 (2) 由于加入五甲元素后会添加电子，故五价元素又被称为施体原子。 (3) 加入五价元素而产生之自由电子，在N型半导体里又占大多数，故称为多数载体(majority carriers) 。由温度的引响所产生之电子─电洞对是少数，所以N型半导体中称电洞为少数载体(minority carriers) 。四、P型半导体 (1) 如果在锗或硅中均匀掺杂三价元素，由于价电子间会互相结合而形成共价键，故每个三价元素会与邻近四价之锗或硅原子互成一共价键，而多缺少一个电子，在原子中造成一个空缺来，这个空

太阳能固体吸附式制冷空调原理及前景

太阳能固体吸附式制冷空调原理及前景一.前言随着人们生活水平的大幅提高，空调器已逐渐成为家庭必备的家用电器，另一方面，大范围地使用传统制冷方式已经给环境造成了极大的破坏。首先是臭氧层空洞问题。传统制冷机广泛采用氯氟烃类制冷剂简称CFC，HCFC，它们会催化分解臭氧，削弱对紫外线的阻挡，威胁人类健康；其次，每年常规高能耗的制冷需求占用国家电力消耗的比例迅速增加，引起电力紧张，各地兴建各类发电站，火力占主要，大量烧煤增排CO2增强温室效应，引起全球升温；再次，能源短缺已然成为世界性的问题，普通空调器的普及显然是不利与于能源节约的，近几年来夏季我国各地特别是沿海停电现象严重，拉电限电十分普遍。基于以上的问题，人们已经逐渐认识到可持续发展的重要性，同时也积极开发对能源有效利用和保护环境的新技术。太阳能固体吸附式制冷技术作为一种以太阳能为能源并且对环境无破坏作用的新型技术备受关注。国外于二十世纪六七十年代就开始了对吸附式循环的研究。国内的研究开始于八十年代初，严爱珍等人曾在1982年对吸附式制冷作过研究，使用的工质是沸石分子筛-水和沸石分子筛-乙醇。1992年巴黎国际吸附式制冷会议带动了该技术的研究，在接下来的国际会议上均有上百篇论文发表，该项技术得到不断发展。二. 工作原理固体吸附式制冷技术的原理包括吸附和脱附两个过程。 1.脱附. 左图是脱附过程的简单模型图。吸附床内充满了吸附剂，吸附有制冷剂，冷凝器与冷却系统相连，一般冷却介质为水。工作时，太阳能集热器对吸附床加热，制冷剂获得能量克服吸附剂的吸引力从吸附剂表面脱附，进入右边管道，系统压力增加，C1导通，C2关闭。当压力与冷凝器中对应温度下的饱和压力相等时，制冷剂开始液化冷凝，最终制冷剂凝结在蒸发器中，脱附过程结束。在这个过程中，太阳能集热器供能Q1，冷凝器放热Q4由冷却水排除到系统之外。 2.吸附. 右图是吸附过程的简单模型图。冷却系统对吸附床进行冷却，温度下降，吸附剂开始吸附制冷剂，左边管道内压力降低，C2导通，C1关闭，蒸发器中的制冷剂因压力瞬间降低而蒸发吸热，达到制冷效果，制冷剂达到吸附床，吸附过程结束。在此过程中，吸附床放热Q2，被冷却水排除到系统之外，蒸发器从环境中吸收Q3的热量。以上只是最简单的模型图，由上可知单台吸附床工作时制冷是间歇式的，不能连续制冷，要达到连续制冷的效果，必须使用两台或两台以上的吸附床，交错运行，制冷的循环就连续了。三. 优点和缺点

燃气炉与太阳能联合采暖和制冷系统

权利要求书 1 燃气炉与太阳能联合热水系统:不论是冬季采暖,夏季制冷,还是直接为用户提供热水, 利用的都是燃气炉与太阳能联合系统生产的热水。 2 燃气炉与太阳能联合采暖系统,采暖系统设计的思路是:首先用太阳能集热器产生的热水来采暖,当水温不足(或者水量不够)时,再启动燃气炉,加热已经过太阳能集热器加热过的水,以满足采暖的要求。太阳能部分的工作情况:当Tb达到要求的温度,而且Ts超过了回流温度,在采暖部分进行换热之前,太阳能部分的三通阀由底部盘管转向散热器, 除了保证Tb要求之外,三通阀将优先考虑转向保证热水供应的方向。燃气炉工作情况:在采暖完成以后,当温度计显示温度过低时,燃气炉开始工作,直到蓄热箱顶部的换热器的水温, Tt达到预定值为止。 3,燃气炉与太阳能联合制冷系统:制冷系统主要由燃气炉与太阳能联合(参照图1)热水系统,吸收式制冷机和中央空调系统组成。 4, 说明书燃气炉与太阳能联合采暖和制冷系统技术领域背景技术发明内容㈠燃气炉与太阳能联合热水系统

不论是冬季采暖,夏季制冷,还是直接为用户提供热水, 利用的都是燃气炉与太阳能联合系统生产的热水。联合热水系统如图1 所示,其工作情况如下。 1-1 太阳能加热系统的工作原理:太阳能加热系统可以直接给用户提供热水。当太阳能加热系统提供热水的水量和水温能满足要求时,就不需要启动燃气炉加热系统。太阳能加热系统也可以加热蓄热箱里的水, 当平板集热器探测器的温度T s高于蓄热箱底部探测器的温度T b时,太阳能系统循环泵被打开,此时平板集热器的热水通过蓄热箱低部的盘管换热器给蓄热箱加热。太阳能加热系统还能为燃气加热炉的进水加热,提高燃气加热炉的进水温度,节省燃料。 1-2 燃气炉加热系统的工作原理:当位于蓄热箱顶部的温度计显示的温度(T s)较低,不能满足用户的要求时,燃气炉的三通阀由供热水部分转向顶部盘管,燃气炉水泵起动,燃烧器点燃,蓄热箱顶部的盘管换热器给蓄热箱加热,一旦蓄热箱中的热水温度达到了要求, 温度控制器将把三通阀转向热水供应, 另外,还可从蓄热箱取水,经燃气炉加热后直接供应给用户。

太阳能半导体制冷技术的发展与全景(精)

太阳能半导体制冷技术的发展与全景 2007-12-30 10:59:36中国能源信息网我要评论核心提示：太阳能制冷具有很好的季节匹配性，即天气越热，太阳辐射越好，系统制冷量越大。这一特点使太阳能制冷技术受到重视和发展。实现太阳能制冷有“光-热-冷”、“光-电-冷”、“光-热-电-冷”等途径。太阳能半导体制冷是利用太阳能电池产生的电能来驱动半导体制冷装置，实现太阳能制冷具有很好的季节匹配性，即天气越热，太阳辐射越好，系统制冷量越大。这一特点使太阳能制冷技术受到重视和发展。实现太阳能制冷有“光-热-冷”、“光-电-冷”、“光-热-电-冷”等途径。太阳能半导体制冷是利用太阳能电池产生的电能来驱动半导体制冷装置，实现热能传递的特殊制冷方式，其工作原理主要是光伏效应和帕尔贴效应。太阳能驱动的半导体制冷系统，结构紧凑，携带方便，可以根据用户需要做成小型化的专用制冷装置。它具有使用维护简单，安全性能好，可分散供电，储能比较方便，无环境污染等特点。另外，利用帕尔贴效应的半导体制冷系统与一般的机械制冷相比，它不需要泵、压缩机等运动部件，因此不存在磨损和噪声。它不需要制冷剂，因此不会产生环境污染，也省去了复杂的传输管路。它只需切换电流方向就可以使系统由制冷状态变为制热状态。这些无可比拟的优点，使得人们对太阳能半导体制冷技术产生了浓厚的兴趣。目前太阳能半导体制冷系统的效率还比较低，系统的一些重要技术问题还有待深入研究。 1 太阳能半导体制冷的工作原理和基本结构半导体制冷是利用热电制冷效应的一种制冷方式，因此又称为热电制冷或温差电制冷。半导体制冷器的基本元件是热电偶对，即把一个p 型半导体元件和一只n型半导体元件连成的热电偶。当直流电源接通，上面接头的电流方向是n-p，温度降低，并且吸热，形成冷端；下面接头的电流方向是p-n，温度上升，并且放热，形成热端。把若干对热电偶连接起来就构成了常用的热电堆，借助各种传热器件，使热电堆的热端不断散热，并保持一定的温度，把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热，产生低温，这就是半导体制冷的工作原理。太阳能半导体制冷系统就是利用半导体的热电制冷效应，由太阳能电池直接供给所需的直流电，达到制冷制热的效果。

2014制冷毕业设计任务书指导书

毕业设计指导书（热动专业）建筑环境与设备专业教研室邢秀强 2014年2月

一．设计原始资料 1．工程所在地：每人一个地点，查出该地点的室外设计计算气象参数、水质资料等。原始资料是设计工作的重要依据之一。设计时如果原始资料不全或有错误，那就会引起设计方案上的变化，甚至造成经济上的重大损失和浪费。因此，在进行冷冻站设计之前，应进行一系列的调查研究，收集有关原始资料。气象资料系指冷冻站所在地区的最高和最低温度、采暖计算温度、大气相对湿度、土壤冷结深度、全年主导风向及当地大气压力等。水质资料系指确定使用的冷却水水源的水质资料，其主要指标包括水的浑浊度、水中含铁量、水的碳酸盐硬度和PH值。此外，还应了解水源、水温及供水情况等。 2．土建资料见建筑条件图。三个建筑图（工程），机房、速冻间建筑图相同。选择每个建筑图人数不超过三人。冷藏库围护结构保温材料为聚氨酯发泡，厚度为100mm。速冻间围护结构保温材料为聚氨酯发泡，厚度为150mm. 3、选择同一建筑图的同学，冷藏库、速冻间产品必须不同（肉类、鱼类）。二．毕业设计说明书要求及内容（一）毕业设计说明书要求 1．说明书应包括：前言，英文摘要，目录、正文及小结、参考

文献等。英文摘要约1000个左右印刷符号。 2、说明书中的计算方法及采用的有关数据必须注明出处，并说明公式中的各符号的意义及单位。 a)计算结果宜用表格形式列出，并画出必要的草图。 b)说明书正文15000字以上。 c)说明书应电脑打印，要求文中文字逻辑通顺，计算正确。 3.至少参考2篇外文资料，外文资料到图书馆查阅。（二）毕业设计说明书内容 1设计依据室外气象参数、甲方提出的要求、本工程其他专业提供的设计资料（建筑设计、使用功能、服务对象与工艺过程的要求、建筑物围护结构的热工性能等）。 2设计范围根据设计任务要求和有关资料，说明本专业设计内容。应明确说明自己设计部分的设计范围。 3冷负荷计算冷冻站的冷负荷是制冷设备选择的依据。 4制冷系统方案的确定（1）制冷装置型式的选择（包括制冷剂的选择）（2）蒸发器型式的选择冷库中冷分配设备的选型应根据食品冷加工或冷藏的要求确定，一般应附和下列要求：

半导体制冷片工作原理

半导体制冷片工作原理 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

燃气炉与太阳能联合采暖和制冷系统

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二书 1 燃气炉与太阳能联合热水系统：不论是冬季采暖，夏季制冷，还是直接为用户提供热水，利用的都是燃气炉与太阳能联合系统生产的热水。 2 燃气炉与太阳能联合采暖系统，采暖系统设计的思路是：首先用太阳能集热器产生的热水来采暖，当水温不足（或者水量不够）时，再启动燃气炉，加热已经过太阳能集热器加热过的水，以满足采暖的要求。太阳能部分的工作情况：当T b达到要求的温度，而且Ts超过了回流温度, 在采暖部分进行换热之前，太阳能部分的三通阀由底部盘管转向散热器, 了保证Tb要求之外，三通阀将优先考虑转向保证热水供应的方向。燃气炉工作情况：在采暖完成以后，当温度计显示温度过低时，燃气炉开始工作，直到蓄热箱顶部的换热器的水温，Tt达到预定值为止。 3,燃气炉与太阳能联合制冷系统：制冷系统主要由燃气炉与太阳能联合（参照图1）热水系统，吸收式制冷机和中央空调系统组成。燃气炉与太阳能联合采暖和制冷系统技术领域背景技术发明内容㈠燃气炉与太阳能联合热水系统

不论是冬季采暖，夏季制冷，还是直接为用户提供热水，利用的都是燃气炉与太阳能联合系统生产的热水。联合热水系统如图1所示，其工作情况如下。 I' jl 1 ,|￥』1 11 1-I LI' 1-1太阳能加热系统的工作原理：太阳能加热系统可以直接给用户提供热水。当太阳能加热系统提供热水的水量和水温能满足要求时，就不需要启动燃气炉加热系统。太阳能加热系统也可以加热蓄热箱里的水，当平板集热器探测器的温度T s高于蓄热箱底部探测器的温度T b时，太阳能系统循环泵被打开，此时平板集热器的热水通过蓄热箱低部的盘管换热器给蓄热箱加热。太阳能加热系统还能为燃气加热炉的进水加热，提高燃气加热炉的进水温度, 节省燃料。 1-2 燃气炉加热系统的工作原理：当位于蓄热箱顶部的温度计显示的温度(T S )较低，不能满足用户的要求时，燃气炉的三通阀由供热水部分转向顶部盘管，燃气炉水泵起动，燃烧器点燃，蓄热箱顶部的盘管换热器给蓄热箱加热，一旦蓄热箱中的热水温度达到了要求，温度控制器将把三通阀转向热水供应，另外，还可从蓄热箱取水，经燃气炉加热后直接供应给用户。 UI II 1 [| 'h |[1 1,|[-1'

太阳能制冷器原理

在太阳能集热器循环中，其组件主要有太阳集热器、汽液分离器、锅炉、预热器等。水或其他工质被太阳能集热器加热至高温状态，先后通过汽液分离器、锅炉、预热器、分别几次放热后，温度逐步降低，最后又进入太阳集热器再进行加热。如此周而复始，使太阳能集热器成为热机循环的热源。在热机循环中，其组件主要有蒸汽轮机、热交换器、冷凝器、泵等。低沸点的工质从气液分离器出来时，压力和温度升高，成为高压蒸汽，推动蒸汽轮机旋转而对外做功，进入热交换器被冷却，再通过冷凝器而被冷凝成液体。此时液体为低沸点工质，在先后通过预热器、锅炉、气液分离器再次加热成高压蒸汽。由此可见，热机循环是一个消耗热能而对外做功的过程。在蒸汽压缩式制冷机循环中，其组件主要有制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等。蒸汽轮机的旋转带动制冷压缩机的运行，经过蒸汽压缩式制冷机的压缩、冷凝、节流和汽化等过程，完成制冷循环。在蒸发器外侧流过的空气被蒸发器吸收其热量，从较热的空气变为较冷的空气，将这较冷的空气送入房间从而降温。

太阳能集热器循环：由太阳能集热器、锅炉、储热水槽等几部分组成。在太阳能集热器循环中，水或其他工质先后被太阳能集热器和锅炉加热，温度升高，然后再去加热低沸点工质至高压状态。低沸点工质的高压蒸汽进入蒸汽喷射式制冷机后放热，温度迅速降低，然后又回到太阳能集热器和锅炉再进行加热。如此周而复始，使太阳能集热器成为蒸汽喷射式制冷机循环的热源。蒸汽喷射式制冷机循环：由蒸汽喷射器、冷凝器、蒸发器、泵等几部分组成。在蒸汽喷射式制冷机循环中．低沸点工质的高压蒸汽通过蒸汽喷射器的喷嘴，因流出速度高、压力低，就吸引蒸发器内生成的低压蒸汽，进入混合室。此混合蒸汽流经扩压室后，速度降低，压力增加，然后进入冷凝器被冷凝成液体。该液态的低沸点工质在蒸发器内蒸发，吸收冷媒水的热量，从而达到制冷的目的。 3、太阳能除湿式制冷原理太阳能液体除湿是将环境空气或室内回风送入除湿器，使之与除湿溶液接触，空气中部分水分被除去，对干燥后的空气再绝热加湿，从而达到空气调节的目的，被稀释的除湿溶液在再生器中得到再生，从而完成一个循环过程。该系统中的三大核心部件是溶液再生器、空气除湿器和太阳能集热器。整个流程有两个子循环组成：空气循环和溶液循环。需处理空气（包括回风和新风）经过溶液除湿器后常温冷却，进入直接蒸发冷却器进行降温处理打到房间空调所要求的的送风点后进入室内，空气在室内升温、增湿后其中一部分回到除湿器完成空气循环。在空气除湿器中，常温状态下高浓度的除湿溶液与被处理空气直接接触，由于除湿溶液表层的水蒸气分压力比别处理空气水蒸气低得多，所以空气中的水蒸气以扩散传质的方式进入溶液表层，进而被溶液吸收。从除湿器内出来的稀溶液经过溶液热交换升温后进入太阳能集热器内进行进一步的加热温升。被

太阳能半导体制冷技术的发展和前景

太阳能制冷具有很好的季节匹配性!即天气越热!太阳辐射越好!系统制冷量越大"这一特点使太阳能制冷技术受到重视和发展"实现太阳能制冷有#光!热!冷$%&光!电!冷$%&光!热!电!冷$等途径’太阳能半导体制冷是利用太阳能电池产生的电能来驱动半导体制冷装置!实现热能传递的特殊制冷方式!其工作原理主要是光伏效应和帕尔贴效应" 太阳能驱动的半导体制冷系统!结构紧凑!携带方便!可以根据用户需要做成小型化的专用制冷装置"它具有使用维护简单!安全性能好!可分散供电!储能比较方便!无环境污染等特点"另外!利用帕尔贴效应的半导体制冷系统与一般的机械制冷相比!它不需要泵%压缩机等运动部件!因此不存在磨损和噪声"它不需要制冷剂!因此不会产生环境污染!也省去了复杂的传输管路"它只需切换电流方向就可以使系统由制冷状态变为制热状态"这些无可比拟的优点!使得人们对太阳能半导体制冷技术产生了浓厚的兴趣" 目前太阳能半导体制冷系统的效率还比较低!系统的一些重要技术问题还有待深入研究" !太阳能半导体制冷的工作原理和基本结构半导体制冷是利用热电制冷效应的一种制冷方式!因此又称为热电制冷或温差电制冷"半导体制冷器的基本元件是热电偶对!即把一个"型半导体元件和一只#型半导体元件连成的热电偶!如图$所示 " 罗斌%代彦军 (上海交通大学制冷与低温工程研究所!上海&’(()() 摘要!介绍了太阳能半导体制冷系统的工作原理和基本结构!指出了提高太阳能半导体制冷效率的技术关键!阐述了太阳能半导体制冷技术的发展现状和应用前景* 关键词!太阳能*半导体制冷*帕尔贴效应中图分类号!+,-$."+/0.文献标识码!1文章编号!20324-&.&(&550)5$4555345) "#$#%&’(#)*+),’#-.’#/*0$#&1*2#*#/2)034#&1.&%+- .#(0/&),4/*&--#1-05#-+*0&) 678/9:;<1=>?:4@A: (=:BC9CACD EF GDFH9IDH?C9E:J KHLEID:9MB;NO?:IO?9P9?E+E:I7:9QDHB9CLR NO?:IO?9&555)5!KO9:?) 收稿日期!&55-45-4&0 基金项目!国家自然科学基金资助项目(-5)3053.) 作者简介!罗斌($.S$4)!男!硕士研究生!研究方向为太阳能利用技术* 图!热电制冷原理图 67.*-+/*8=:CO9B"?"DH;COD T?B9M"H9:M9"UD?:V ME:F9IAH?C9E:EF BEU?H BDW9ME:VAMCEH HDFH9IDHX ?C9E:BLBCDW9B9:CHEVAMDV?:V COD YDL CDMO:EUEIL9B V9BMABBDV E:?""U9M?C9E:EF BEU?H BDW9X ME:VAMCEH HDFH9IDH?C9E:BLBCDWZ+OD YDL CDMO:EUEIL FEH COD BEU?H BDW9ME:VAMCEH HDFH9IDH?C9E: BLBCDW9B CE E"C9W9[D COD"DHFEHW?:MD EF BDW9ME:VAMCEH W?CDH9?U?:V E"C9W9[D COD VDB9I:Z

太阳能吸收式制冷原理和特点

太阳能吸收式制冷原理和特点太阳能吸收式制冷是利用溶液浓度的变化来获取冷量的装置，即制冷剂在一定压力下蒸发吸热。再利用吸收剂吸收制冷剂蒸汽。自蒸发器出来的低压蒸汽进入吸收器并被吸收剂强烈吸收，吸收过程中放出的热量被冷却水带走，形成的浓溶液由泵送入发生器中被热源加热后蒸发产生高压蒸汽进入冷凝器冷却，而稀溶液减压回流到吸收器完成一个循环。它相当于用吸收器和发生器代替压缩机，消耗的是热能。热源可以利用太阳能、低压蒸汽、热水、燃气等多种形式。吸收式制冷系统的特点与所使用的制冷剂有关。常用于吸收式制冷机中的制冷剂大致可分为水系、氨系、乙醇系和氟里昂系四个大类。水系工质对是目前研究最热门的课题之一，对它的研究主要是针对现今大量生产的商用LiBr吸收式制冷机依然存在的易结晶、腐蚀性强及蒸发温度只能在零度以上等缺陷。氨系工质对中包括了最为古老的氨水工质对和近期开始受重视的以甲氨为制冷剂的工质对，由于氨水工质对具有互溶极强、液氨蒸发潜热大等优点，它至今仍被广泛用于各类吸收式制冷机。人们对氨水工质对的研究主要是针对它的一些致命的缺陷，如：COP较溴化锂小、工作压力高、具有一定的危险性、有毒、氨和水之间沸点相差不够大、需要精馏等。吸收式空调采用溴化锂或氨水制冷机方案，虽然技术相对成熟，但系统成本比压缩式高，主要用于大型空调，如中央空调等。太阳能吸收式制冷的研究现状及发展太阳能吸收式制冷是最早发展起来的，起源于1932年，但因成本高，效率低，没什么商业价值。后来随着科技的进步，吸收式制冷研究逐渐得到了发展。由于1992年世界性能源危机的影响，吸收制冷受到了发达国家的重视，吸收式制冷产业也得到了普及和发展。太阳能吸收式制冷由于利用太阳能，所以其发生温度低，即便采用特殊的集热器，也只有100℃多一些。因此，其制冷循环方式都是采用单效方式。再细分下去，有单效单级和单效双级两种。迄今为止，国外的太阳能制冷空调系统通常都采用热水型单级吸收式溴化锂制冷机。该类制冷机在热源温度足够高及冷却水温度比较低的场合，性能良好：若热源温度降低而冷却水温度较高，它的效率将大大下降，甚至不能正常制冷。因此国外太阳能空调制冷系统普遍采用高温运行的方式，有的甚至在120℃一13O℃下运行，需要采用聚光式集热器，这就影响了太阳能制冷空调的推广使用。单级吸收式制冷机还有一个很大的缺点，就是热源的可利用温差小，一般只有6℃一8℃，为了适应低温余热和太阳能的利用，W．B．Ma等人对双级溴化锂一水吸收式制冷机进行了理论分析和初步的实验研究，指出双级溴化锂一水吸收式制冷机可有效利用太阳能，有着广阔的市场前景。这种新型的两级吸收式制冷机有两个显著的特点：一是所要求的热源温度低，在75℃到85℃之间都可运行，当冷凝水温为32℃时，COP 值可达到0.38；二是热源的可利用温差大，热源出口温度低至64℃时。此系统对热源温度有较宽的适应范围，有利于制冷机在较低的太阳辐射强度和不稳定的太阳能输入情况下，适应其引起的温度波动，实现稳定的运行。陈滢等人提出了一种新型的单效双级吸收式制冷循环，该循环采用增大热源温差的思路，增加了一个发生器和一个换热器。模拟计算表明，其COP值可达到O．42—0．62之间，

冷库设计说明书(毕业设计)

山东华宇职业技术学院制冷工艺毕业设计说明书课题名称烟台某1000吨柑橘冷加工设计专业制冷与冷藏技术班级制冷2班学号姓名指导教师

制冷工艺课程设计开题报告一、课题设计（论文）目的及意义：课程设计是工科类专业教学的必不可少的重要环节之一，是专业知识的综合体现，是制冷工艺设计知识基础上的系统深化，是对学生在校期间所学专业知识的全面总结和综合检验。通过课程设计了解建筑环境与设备工程专业的设计内容、程序和基本原则，以培养我们以后综合运用知识技能的能力，运用所学知识提高分解问题的能力，初步了解本专业的主要设备、附件及材料，全面提高学生进行实际工程设计的能力，为即将投入社会工作做好准备。完成基本的设计训练和冷库系统的初步设计，为以后冷库工程的设计安装技术能力的培养奠定了坚实的基础。参加课程设计的学生，通过设计要求，掌握有关冷库制冷工艺设计的内容、程序及基本原则，制冷工艺设计计算方法及制冷工艺绘制设计图纸的能力。二、课题设计（论文）提纲 1．搜依据原始资料做出能用于施工安装的制冷工艺施工图纸。集冷库相关资料，见习相关企业确定方案（制冷剂的种类、制冷系统的供液方式）； 2．确定冷藏库库房和机房的建筑面积和围护结构； 3．确定计算设计参数，计算系统负荷； 4．设备选型（压缩机、冷凝器等冷却设备）； 5．管道管径设备管道保温层确定； 6．绘制图纸详图（系统原理图、冷库平面剖面图、冷凝器平面剖面图、设备间平剖面图、高温库平剖面图、风道详图、管道阀门绝热层详图）；三、课程设计（论文）思路方法及进度安排： 1．第一天：完成烟台市蔬菜公司1000吨柑橘冷藏库设计的开题报告，搜集参数，确定冷藏库库房和机房的建筑面积和围护结构，并参考相关资料，进行相应计算；

半导体制冷片工作原理

半导体制冷

太阳能半导体制冷技术目前太阳能半导体制冷系统的效率还比较低，系统的一些重要技术问题还有待深入研究。文字太阳能半导体制冷的工作原理和基本结构半导体制冷是利用热电制冷效应的一种制冷方式，因此又称为热电制冷或温差电制冷。半导体制冷器的基本元件是热电偶对，即把一个P型半导体元件和一个N型半导体元件连成的热电偶。当直流电源接通，上面接头的电流方向是N-P，温度降低，并且吸热，形成冷端；下面接头的电流方向是p-n，温度上升，并且放热，形成热端。把若干对热电偶连接起来就构成了常用的热电堆，借助各种传热器件，使热电堆的热端不断散热，并保持一定的温度，把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热，产生低温，这就是半导体制冷的工作原理。太阳能半导体制冷系统就是利用半导体的热电制冷效应，由太阳能电池直接供给所需的直流电，达到制冷制热的效果。太阳能半导体制冷系统由太阳能光电转换器、数控匹配器、储能设备和半导体制冷装置4部分组成。太阳能光电转换器输出直流电，一部分直接供给半导体制冷装置，另一部分进入储能设备储存，以供阴天或晚上使用，以便系统可以全天候正常运行。太阳能光电转换器可以选择晶体硅太阳能电池或纳米晶体太阳能电池，按照制冷装置容量选择太阳能电池的型号。晴天时，太阳能光电转换器把照射在它表面上的太阳辐射能转换成电能，供整个系统使用。数控匹配器使整个系统的能量传输始终处于最佳匹配状态。同时对储能设备的过充、过放进行控制。储能设备一般使用蓄电池，它把光电转换器输出的一部分或全部能量储存起来，以备太阳能光电转换器没有输出的时候使用，从而使太阳能半导体制冷系统达到全天候的运行。提高热电制冷性能的关键在于通过增加声子的散射降低材料的晶格热导率，从而提高材料的优值系数Z。半导体热电制冷具有许多独特的优点，具有广泛的应用前景。提高热电制冷性能的关键在于通过增加声子的散射，降低材料的晶格热导率，从而提高材料的优值系数Z。目前研究发现，性能优良的半导体热电制冷材料主要有三类： P型材料Ag0.58Cu0.29Ti0.29Te四元合金三元Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2-Se3固溶体合金 N型Bi-Sb合金。 1 前言半导体制冷也叫温差制冷、热电制冷或电子制冷，是利用“塞贝克效应”的逆效应-“珀尔帖效应”进行制冷。法国物理学珀尔帖在1834年发现在两种不同金属组成的闭合线路中，若通以直流电，就会使一个结点变冷，另一个变热，这种效应后来被称为珀尔帖效应（如图1），但由于当时半导体材料的热电性能差、效率低，一直没得到实际应用。 2 半导体制冷的技术优势与应用范围

(完整版)冷库的毕业设计

以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。摘要、关键词本次课题是以呼和浩特某冷库为样板进行设计。呼和浩特是我国最大的羊肉产地，为保证羊肉质量需建设相应的冷藏设施。冷藏间储藏吨位为300t，冷间设计温度为-18℃；冻结间生产能力为30t24h。室外空气温、湿度根据你建库确定。这次设计在运用所学知识计算出冷间负荷之后，根据合理利用能源的原则，因地制宜，在比较各种方案的可行性后，选择一个技术可靠、经济合理、管理方便的设计方案。最终确定方案为：氨系统活塞式制冷压缩机双级压缩。根据负荷计算的结果依次选择冷风机、贮液器等辅助设备。在完成设备选型后进行管道布置、机房布置、设备保温等。【关键词】方案确定负荷计算管道设计压缩机冷凝器结束语目录 1.前言-1 2.设计任务书----2 3.制冷方案的确定 4.库房负荷的计算 5.冷却设备的选型计算---15 6.系统管径的确定

7.制冷剂注入量19 8.结束语 9.致谢21 10.参考书目前言随着社会的进步和人们生活水平的不断提高，制冷与空调的应用几乎遍及生产、生活的各个方面。冷库是利用人工制冷的方法，使库房内温度低于外界环境温度而有利于易腐食品的加工、储藏，以保证食品食用价值的构筑物；它包括保温维护系统、冷冻系统、电控网络系统等。用以最大限度保持食品原有质量、适应淡旺季食品供应和长期储存之用。冷库可按结构特点、使用性质、规模大小和使用库温等各种不同形式进行分类。按结构特点可分为土建式冷库和装配式冷库；按使用性质可分为生产性冷库、分配性冷库和零售性冷库；按规模大小可分为大型冷库、中型冷库和小型冷库；按使用库温可分为冷却库、冻结库和冷藏库。此外，还可以按制冷剂的种类进行划分。冷库建筑群通常由主库、制冷压缩机间、设备间、生产厂房以及办公、生活用房等组成，主库是冷库建筑群中的主体建筑。主库包括冷却间、冻结间、冷却物冷藏间、冻结物冷藏间、制冰间和冰库、气调保鲜间，穿堂以及站台。制冷压缩机房和设备间包括制冷压缩机房、设备间以及变、配电间。生产工艺用房包括屠宰车间、整理车间、加工车间以及其他车间。办公、生活用房包括办公楼、医务室、职工宿舍、俱乐部、托儿所、厕所、浴室、食堂等。其他包括各种库房及围墙、出入口等。呼和浩特作为我国最大的生羊产地，对羊肉的各项生产指标要求比较高，因此需要建立相应的冷藏设施来确保质量。此次，我们欲拟建一个加工量为30吨日，冷藏量为300吨的低温冷库，对当地屠宰羊进行冷加工。

半导体制冷片的利弊(精)

原理: 半导体制冷片的工作运转是用直流电流 , 它既可制冷又可加热, 通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热,这个效果的产生就是通过热电的原理。优点半导体制冷片作为特种冷源,在技术应用上具有以下的优点和特点: 1、不需要任何制冷剂 ,可连续工作,没有污染源没有旋转部件,不会产生回转效应,没有滑动部件是一种固体片件,工作时没有震动、噪音、寿命长,安装容易。 2、半导体制冷片具有两种功能,既能制冷,又能加热,制冷效率一般不高,但制热效率很高,永远大于 1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。 3、半导体制冷片是电流换能型片件,通过输入电流的控制,可实现高精度的温度控制,再加上温度检测和控制手段,很容易实现遥控、程控、计算机控制,便于组成自动控制系统。 4、半导体制冷片的温差范围,从正温 90℃到负温度 130℃都可以实现。缺点: 1、半导体制冷片热惯性非常小,制冷制热时间很快,在热端散热良好冷端空载的情况下, 通电不到一分钟,制冷片就能达到最大温差。 2、半导体制冷片的反向使用就是温差发电,半导体制冷片一般适用于中低温区发电。 3、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小,但组合成电堆,用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话, 功率就可以做的很大, 因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

4、半导体制冷的热面温度不应超过 60℃ ,否则就有损坏的可能。若在额定的工作电压(12V 下,一般的散热风扇根本无法为制冷片提供足够的散热能力,容易造成制冷片过热损坏。同时千万不要在无散热器的情况下为致冷器长时间通电, 否则会造成致冷器内部过热而烧毁。半导体制冷片具有两种功能, 既能制冷, 又能加热,制冷效率一般不高,但制热效率很高,永远大于 1。要是这样的话安全问题有代考虑! 其次散热片由于间距太小, 很容易被灰尘堵住, 而且清洗不了, 这样就很容易因为温度过高而烧毁,从而影响整车的安全。使用说明: 一、正确的安装、组装方法:1、制冷片一面安装散热片,一面安装导冷系统,安装表面平面度不大于 0.03mm ,要除去毛刺、污物。 2、制冷片与散热片和导冷块接触良好,接触面须涂有一薄层导热硅脂。 3、固定制冷片时既要使制冷片受力均匀,又要注意切勿过度,以防止瓷片压裂。二、正确的使用条件:1、使用直流电源电压不得超过额定电压 ,电源波纹系数小于 10%。 2、电流不得超过组件的额定电流。 3、制冷片正在工作时不得瞬间通反向电压 (须在 5分钟之后。 4、制冷片内部不得进水。 5、制冷片周围湿度不得超过 80%。

太阳能吸收式制冷

太阳能溴化锂吸收式制冷系统 dsdf （fee ）摘要：随着化石燃料的逐渐耗尽，各国都开始着手研究新能源和可再生能源。太阳能是新能源的一种，而太阳能制冷是太阳能利用的重要组成部分。该文主要介绍了以溴化锂水溶液作为循环工质的吸收式制冷系统，对溴化锂水溶液的性质作了简要介绍，对太阳能溴化锂吸收式制冷系统的优缺点作了分析，并对单级双级三级太阳能溴化锂水溶液吸收式制冷系统作了对比，希望通过该文能使读者对太阳能溴化锂吸收式制冷有一个大致了解。关键字：新能源太阳能溴化锂吸收式制冷 0 引言从人类点燃的第一把火算起，人类对能源利用的历史已经有几十万年了。能源，是人类文明以及物质社会发展的原动力和基石。随着机械文明的发展，现今世界对能源的需求量日益增加，国家之间的冲突和合作也开始更多地围绕能源展开。由于能源需求量的急剧增长和化石燃料的不可再生性，传统化石燃料日渐枯竭，已经不能满足经济发展的需求了。以中国为例：我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在我我的能源结构中占有69%之高的比例。虽然我国拥有丰富的煤炭储量，但是经统计，就我国已探明的煤炭储量而言，仅可在再使用80年。而且这种以煤炭为主的能源结构，对我国的环境造成了不可估量的伤害。燃煤产生的硫化物和氮化物污染空气，形成酸雨，导致了巨大的经济损失，严重破坏了民众的身体健康。根据2010年的数据，我国的二氧化碳排放量已经跃居世界第一位，达到了8,240,958千顿。针对这种情况，我国实行了可持续发展战略，开始开发新能源和可再生能源。由1981年联合国于肯尼亚首都内罗毕召开的新能源和可再生能源会议提出的新能源和可再生能源的含义可看出，新能源由如下特点：1)取之不尽，用之不竭，周而复始;2）清洁干净，不损生态，有利环保;3)分布广泛，密度较低，开发困难。太阳能就为新能源的一种。太阳能是永不枯竭的清洁可再生能源，其具有分布地域广、安全无公害、可用时间长、蕴藏量巨大、无需开采和运输、利于保护生态平衡等特点。我国拥有十分丰富的太阳能资源，全国各地太阳年辐射总量为3340~84002/MJ m ,中值58522 /MJ m 。高值中心与低值中心分别是青藏高原和四川盆地。太阳年辐射总量为西部高于东部，南部低于北部。在北纬 30~ 40地区为随纬度升高而增加。我国已经把太阳能利用作为后续能源战略中可再生能源的重要组成部分，并出台了一系列的政策指导性文件，鼓励和支持太阳能转化研究和应用事业的发展。太阳能利用主要可分为4大类：1）光热利用，2）太阳能发电，3)光化利用，4）光生物利用。现在主要应用的的方向为前二者。而太阳能制冷即为这二者的利用体现。分别为光热转换，以热制冷，如光电制冷，热电制冷;光电转换，以电制冷,如吸收式制冷，除湿式制冷，喷射式制冷。光电转换成本较高，推广较为困难，而光热转换制冷较为便宜，应用广泛。吸收式制冷系统即为其中较成熟的一种。 1 吸收式制冷系统的发展 1.1太阳能吸收式制冷技术发展简述太阳能吸收式制冷技术起源于20世纪30年代，当时由于技术不够成熟，效率低，价格高昂，商业利用价值较低，没有得到进一步的发展。等到了20世纪70年代，化石燃料由于工业化的迅速发展，被快速消耗，石油危机使人们的目光再一次投向了太阳能吸收式制冷技术。太阳能吸收式制冷具有使用可再生能源，耗电量低，不污染坏境的优点。但是就市场应用而言，与以电能或燃气为能源的空调相比，其初期投资较大，经济效益并不高。所以要使得太阳能吸附式制冷技术得到推广，就要降低其成本，例如：减少太阳能集热器的面积，提高集热效率，提高制冷的效率等等。由此取得了一些瞩目的成果，包括复合抛物面镜聚光集热器、真空管集热器的具有代表性的发明。 1.2太阳能吸收式制冷在我国的发展太阳能吸收式制冷技术在我国的发展可以大致分成三个阶段：1）起步阶段，2）坚持阶段，3）使用阶段。 1）起步阶段这个阶段的时间为70年代末到80年代初，在1974年，中东发生了石油危机，紧接着次年，我国太阳能领域的相关专家在陕西妄阳召开了全国太阳能会议。之后，许多科研机构，和相关高等院校都开始重视起太阳能的制冷的研究，投入了大量的人力和物力。在这个阶段，研究主要以小型氨水吸收式制冷机为主，也取得了较为丰硕的成果。例如：天津大学1975 年研制的连续式氨- 水吸收式太阳能制冰机，日产冰量可达5.4kg ；北京师范学院1977 年研制成功1.52 m 干板型间歇式太阳能制冰机，每天可制冰6.8～8kg ；华中工学院研制了采光面积为1.52 m ，冰箱容积为70L ，以氨- 水为工质对的小型太

2010届制冷与冷藏技术专业毕业设计(论文)题目

2010届制冷与冷藏技术专业毕业设计（论文）题目一、多联机空调与集中式中央空调方案设计比较（指导教师：祁小波）（限选6人）对多联机与集中式中央空调在造价，运行费用，维护管理等方面进行比较。阐述了各种系统的优缺点。二、中央空调系统的节能及其节能措施（指导教师：祁小波）（限选6人）节约能源是人类共同的使命。“节约能源”一直是我国的一项基本国策，坚持“节约和开发并举，把节约放在首位”一直是我国节能工作的长期方针。在我国建筑物的能耗约占全国能耗的1／3，中央空调系统的能耗占了我国建筑物能耗的65％，这是一个非常惊人的数字。空调系统的节能对于降低整幢建筑的能耗是非常关键的。三、V RV空调设计需注意的问题浅析（指导教师：祁小波）（限选6人） VRV 空调系统即可变制冷剂流量空调系统，从90 年代初起，得到了迅速的发展，由于该系统所具有的使用灵活、节能和易于安装等优势，使该系统大量地运用于办公楼、医院、别墅等建筑。但由于VRV 系统属单元式空调系统模式，与传统的集中空调系统相比存在许多差异。四、家用空调器冷凝水的回收利用（指导教师：祁小波）（限选6人）主要就家用空调器在夏季运行时产生的冷凝水以及利用冷凝水冷却室外换热器后家用空调器的制冷量、能耗的变化进行分析和研究。在理论和实践上证明利用冷凝水冷却冷凝器后家用空调器的耗电量减少，单位制冷量增加，也避免了冷凝水随意排放带来的不良影响。五、中央空调工程设计（指导教师：祁小波、韩贤贵）（限选16人）自己选题，学生自己上网查询有关工程图纸，建筑物以宾馆、酒店、商场为主，总建筑面积不得低于3000m3,结合实际工程项目设计中央空调工程，提供计算说明书和施工图纸。根据提供的建筑物图纸，考虑建筑物的实际使用性质、所处当地的气象水文环境等因素，进行正确合理的空调工程设计，所选的空调方式必须能够实现空调房间内温度、湿度、清洁度、流速等各项参数的调节和控制，满足人们的生活、工作、生产要求，具有一定的科学性。而且该空调方式具有经济性能好、先进、工程造价低等特点。要求如下： 1、熟练使用有关专业知识进行正确的工程计算。 2、根据设计任务书的设计项目和工程的要求编写设计书。 3、根据具体情况及相关设计计算进行工程图纸的绘制。 4、培养学生遵从标准（GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》、GB50274-98《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》、GB50243-2002《通风与空调施工质量验收规范》等），细致、认真、耐心、不怕苦、不怕累的工程作风。六、制冷空调工程预算（指导教师：祁小波、韩贤贵）（限选16人）自己选题，学生自己上网查询制冷空调工程成套图纸，由指导教师认可后，结合预算定额及相关规范标准，进行工程预算，提供预算编制书。要求如下： 1、熟练使用有关理论知识进行工程量的正确统计，能熟练使用工程定额进行计算，获得初步的预算经验。 2、培养学生遵从标准，细致耐心、不怕苦的工程作风。