热电制冷在空气隙膜蒸馏系统中的应用研究

设计了一种采用热电制冷的并接式空气隙膜蒸馏系统,以热电制冷替代机械式制冷为膜蒸馏过程提供冷量。通过对膜蒸馏过程与热电制冷的匹配研究,给出了最佳匹配工况的基本要求。制作了具有水冷散热热电制冷的膜蒸馏冷腔,对单片热电制冷器采用风冷散冷的制冷性能进行研究,结果表明：一定热端散热强度下,热电制冷膜蒸馏冷腔的冷面温度可满足膜蒸馏运行;当热端循环水进口温度为20℃、流量为100L/h、风机风量为660m3/h、热电制冷器工作电流为5.5A时,热电制冷量为87.1W,制冷效率为1.3,二者均为最大值,且预测相应理论蒸馏通量为40kg/（m2?h）。研究结果为小型太阳能热电制冷空气隙膜蒸馏系统的理论研究和实际应用奠定了基础。     

新型膜蒸馏组件中半导体制冷性能试验研究

提出一种具有半导体制冷的新型膜蒸馏组件,基于半导体制冷原理,选择最佳散热方式——水冷散热,试验研究在同种条件下静态和扰动水域的变化对半导体制冷组件性能的影响。研究结果表明：散热水域的温度以及搅动对其制冷性能影响较大,半导体制冷组件在一定工况运行时,制冷表面温度稳定,保持在-3.2℃,可以满足膜蒸馏进行所需的冷端条件,证明半导体制冷组件可以与膜蒸馏过程耦合,为半导体制冷组件在膜蒸馏试验中的应用提供试验依据。     

空气隙膜组件与半导体制冷的耦合设计与研究

以新型气隙式膜蒸馏冷腔为研究对象,拟寻求合适的制冷源来代替大型、高耗能的制冷机.对新型空气隙膜组件与半导体制冷片的匹配理论进行了研究,并且做了耦合设计.实验采用空气强制对流散冷和循环水浴散热的方式,测试分析在特定条件下半导体冷端温度的变化规律,探求适合于空气隙膜蒸馏冷腔的片数及运行工况.研究结果表明,半导体制冷片不但响应时间迅速,而且长时间运行稳定性好.散热循环水浴流量对半导体冷端的温度影响很大.在风机风量600m3/h,室温22℃,散热循环水浴流量700L/h,水温20℃的条件下,输入电流I=20A时,半导体冷端温度是8.86℃,制冷量是112.83 W,在膜面积为0.010 4m2时,可以达到膜蒸馏冷腔所需的温度条件.可以作为优化新型气隙式膜组件冷腔的首选方案.     

基于半导体制冷的膜蒸馏组件的设计及实验

设计了半导体制冷膜蒸馏组件的冷腔,设计后的冷腔不仅强化了半导体的散热,并使结构趋于简化,易于实现小型化。实验研究了膜蒸馏组件冷腔冷却水流量及半导体输入功率对铝冷壁壁温的影响,实验结果表明:设计后的冷腔在半导体通电4分钟后铝冷壁壁面温度达到稳定,维持在(7±0.5)℃;冷腔经3.5小时运行后基本稳定在(5±0.8)℃;半导体的输入功率和半导体热端冷却水流量对膜通量的影响较大,但随着半导体输入电流的增大膜通量的增幅在减小。说明半导体内部产生的热量影响了半导体的制冷性能,进而影响了膜通量。     

半导体制冷应用于新型膜组件冷腔的试验研究

以新型气隙式膜蒸馏冷腔为研究对象,拟寻求合适的制冷源来代替大型、高耗能的制冷机。实验采用大空间空气强制对流散冷和循环水浴散热的方式,测试分析在特定条件下半导体冷端温度的变化规律,探求适合于空气隙膜蒸馏冷腔的片数及运行工况。研究结果表明,散热循环水浴流量和温度对半导体冷端的温度影响很大,环境温度的变化对半导体冷端温度也有一定的影响。同时并且适合于长时间运行,制冷迅速,稳定性好。在风机风量每小时60立方米,室温24℃,散热循环水浴流量每小时700升,温度20℃的条件下,半导体冷端温度是9.7℃,可以达到膜蒸馏冷腔所需的温度条件。可以作为优化气新型隙式膜组件冷腔的首选方案。     

半导体制冷器在弱散热条件下的制冷性能分析

利用ANSYS Workbench中的热电耦合模块对3款型号半导体制冷器进行建模与数值模拟,并将模拟结果与文献进行对比。基于此模型分析了在热端散热条件受到限制的情况下3款型号半导体制冷器制冷性能的变化规律。研究表明:热端散热条件对功率越大的器件影响越显著,在冷端温度为10℃时大功率器件的散热量较小功率器件高出13. 8%,热端温度高出7. 7℃,其制冷量与制冷系数仅为后者的25. 7%和19. 7%。将输入电压由12 V减小为9 V后,在相同的散热条件下大功率器件的制冷量增加了2. 1 W,增幅达211%,制冷系数增幅达142%。但其性能依然不及其余两款小功率器件。因此,在热端散热条件受到限制时,适当减小器件的输入功率反而可以得到更好的制冷性能,且小功率器件更适合在该场合下使用。在器件的冷端温度高于室温时,大功率器件的热端温度容易过高,影响器件使用寿命甚至烧毁器件。将输入电压由12 V减小为9 V后,大功率器件的制冷量较小功率器件高6. 9%。因此,在适当减小输入功率后,大功率器件会更适合冷端温度高于室温的制冷工况。     

热电制冷膜蒸馏性能及数值模拟分析

为提高膜蒸馏传质过程效率,在新型热电制冷平板式膜蒸馏组件的基础上,对新型半导体冷腔的制冷性能进行分析,通过对具有不同旋向结构参数的热容腔数值模拟计算,获得2mm小空间膜热容腔近膜面处的流场和温度场,比较分析不同边界层涡量值和温度梯度,数值计算结果表明:具有开槽宽度3 mm,角度60.的分水盘的涡量值为0.088 (1/s),温度梯度0.02℃/mm,该结构削弱了膜面处边界层的温度极化和浓度极化,为研究提高膜蒸馏传质通量方法的物理机制奠定了基础.     

应用半导体制冷的冷藏链用储藏箱性能实验研究

半导体制冷片因其体积小、制冷速度快的优点在冷藏链运输领域具有很强的应用潜力。为测试半导体制冷箱的制冷效率,本文搭建了制冷储藏箱性能测试实验台,对应用两片TEC1-12706型及TEC1-12712型半导体制冷片的制冷储藏箱的工作性能进行实验研究。实验中分别在储藏箱中加入2 000 m L冰块开始实验及应用1 500 mL冰块与3 kg食材及3瓶500 mL矿泉水的组合开始实验,两次实验中同时改变热端散热方式及冷端风扇吹风方式。结果表明:对于同型号半导体制冷片,水冷方式时制冷效果更好,但持久性不强;同型号半导体制冷片冷端风扇下吹方式与侧吹方式相比气流组织更好。当容积为0. 1 m^3的储藏箱面向冷藏需求时,可应用两片采取热端风冷方式的TEC1-12706型半导体制冷片,此时10 h内箱体中心温度最大约为6℃,最小约为0℃;当容积为0. 1 m^3的储藏箱面向冷冻需求时,可应用两片TEC1-12712型半导体制冷片结合水冷式热端和风扇下吹式冷端,能维持3 h箱体内温度不高于0℃。     

半导体制冷热端散热强度的研究

影响半导体制冷性能的一个重要因素为半导体热端散热强度。针对这一问题本文首先选取了风冷散热、热管散热以及水冷散热三种散热方式进行了实验研究,得出水冷散热方式下制冷效果最佳的结论。其次,在最佳散热方式即水冷散热方式下,通过改变热端散热水流量从而改变散热强度的方法,选取6组热端散热水流量,进行半导体热端散热强度的实验研究,得出热端散热强度对半导体制冷性能的影响规律。     

半导体制冷散热强度对制冷性能的影响

通过对半导体制冷电偶对进行传热分析,得到了半导体制冷性能与热端散热强度之间的微分方程。在第三类边界条件下对微分方程进行数值计算和求解得出了散热强度对制冷性能影响的曲线。由此得出：随着散热强度的不断增强,热电制冷的性能逐渐提高,然后就趋于缓慢。从经济性考虑,半导体制冷中存在最佳热端散热强度。所以,在实际应用中应合理优化设计和改进热端散热系统。     

太阳能制冷技术的应用与发展

太阳能制冷具有环保节能的优点，是当前制冷界的研究热点。本文综合介绍了各种太阳能制冷技术的原理和特点。以及一些当前最新的研制成果，并对太阳能制冷技术的发展和应用前景作了分析。     

几种环境友好制冷技术的比较

对热电制冷、磁制冷、吸附制冷几种环境友好制冷技术的原理、适用性以及前景进行比较。总体而言，热电制冷在一些特殊领域的应用是其他制冷技术不可替代的，在能源回收应用方面的优势越来越令人关注；磁制冷技术作为低温制冷技术比较成熟，而吸附制冷技术只在近期才开始被深入研究，被适用于近室温区域。     

对“有限速率过程对ST制冷机性能的影响”一文的不同意见

本文指出，在Ｔ＿Ｈ、Ｔ＿Ｌ、α、β、Ｋ和λ给定的情况下，（）是不存在的。因此文献［１］所导出的斯特林制冷机的最佳制冷率与制冷系数之间的优化关系也是不存在的。     

关于三热源制冷机等效联合系统的再讨论

从文献「５」得知可逆卡诺循环的循环周期是∞。由此证明了可逆－内可逆联合系统不等效于内可逆三热源制冷机,内可逆－可逆联合系统也不等效于内可逆三热源制冷机。     

热声制冷的实验研究

热声制冷作为一种很有前途的制冷方法,在国内外引起了极大的兴趣。介绍了一套热声制冷机实验台。该热声制冷机由声发生器、共振管、板叠、高低温换热器管组成,在此基础上进行了热声制冷的实验研究,重点研究了输入频率、输入电压和平均充气压力对热声制冷机性能的影响,在以氮气工作的情况下,制冷机冷端温度下降了１２℃。     

微型制冷系统研究进展

得益于制造技术的进步和传热传质理论的发展完善,制冷系统不断向小型化、便携化发展,近年来出现了不少形式的微型制冷系统。本文介绍了3种主要的微型制冷系统:蒸气压缩制冷、吸收式制冷和半导体制冷系统。结合近年来国内外文献,介绍了制冷系统微型化的最新发展状况,并对各种系统的优缺点进行对比,重点介绍了微型蒸气压缩制冷系统及其核心部件—微型压缩机的发展现状。最后论述了制约制冷系统微型化的瓶颈问题,提出了微型制冷系统的发展方向。     

浅谈太阳能制冷技术的发展及应用

太阳能制冷是近几年发展起来的一种新型太阳能利用技术，利用太阳能进行制冷可以有效降低常规制冷方法而带来的巨额能源消耗，并减轻由于燃烧化石能源发电所带来的环境污染。目前太阳能制冷技术研究的热点是太阳能吸收式制冷、太阳能喷射式制冷和太阳能吸附式制冷。     

应用型自动复叠制冷技术研究

自动复叠制冷可以比两级压缩在-60℃左右制冷时节能30—50％。作者创新了自动复叠制冷技术的理论,制作了小型试验机组试验,证明了理论的正确。又制作应用型试验样机试验,取得成功,为该技术的推广应用打下了基础,可在食品、石油、化工等企业推广应用,节能减排效果显著,技术市场潜力巨大。     

评“对卡诺制冷机的最优化一文的讨论”

指出“对卡诺制冷机的最优化一文的讨论”一文中的错误，并作了较详细的分析和评论。     

Simulation of industrial refrigeration plants under variable load conditions

A method to simulate industrial refrigeration systems with several independent, time-variable heat loads is described. The method uses a combination of ordinary differential and algebraic equations to describe both the refrigeration plant, and its interaction with the product in each application. Numerical integration of the differential equations with respect to time allows the various processes to be simulated. Models for freezers, chillers, cold stores and controlled atmosphere work areas are discussed. Assumptions made in these models are realistic from a practical viewpoint, so provided accurate data are available close correlation between predictions and measurements would be expected. The simulation could have applications in both refrigeration system and control system design as it will predict the interactions between different parts of a plant when operating under time-variable conditions. When considering system changes or changes to product specifications the suitability of particular alternatives can be assessed by simulating each in turn.