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.     

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.     

空气隙膜蒸馏机理分析及数学建模

分析了以纯水为工质的空气隙膜蒸馏传质传热过程,提出了间隙冷凝问题,建立了膜通量理论计算模型,并进行数学求解,以实验为基础,验证了模型的正确性.     

空气隙膜蒸馏系统膜面处流场特性研究

利用高频PIV系统独有的高频特性,对空气隙膜蒸馏系统膜面处瞬态流场和湍流场进行了研究.由瞬态流场得到膜面附近流场中心涡从开始产生到变大再到逐渐消失的变化规律,对不同入流速度下膜面附近流场的湍流强度进行对比,得到膜面附近的瞬态流场和湍流强度随入流速度的变化趋势,为进一步研究空气隙膜蒸馏系统奠定了一定的数据和理论基础.     

空气隙膜蒸馏热腔温度边界层研究

通过圆柱形喷嘴膜组件和鸭嘴形喷嘴膜组件热腔实验,发现旋转切向入流膜组件的膜通量是单一进口管膜组件2～3倍,而后用数值模拟的方法研究了旋转切向入流膜组件强化传质的原因,数值模拟结果表明,膜组件结构参数改变后,近膜面处的温度边界层以及膜面上的温度分布会发生变化鸭嘴形喷嘴膜组件热腔内的温度边界层厚度为1mm,圆柱形喷嘴膜组件的温度边界层厚度为2.8 mm,并且对于鸭嘴形喷嘴膜组件在小流量下也可获得较高的膜面温度.     

半导体制冷的膜蒸馏组件设计及可行性实验分析

膜蒸馏组件进行浓缩和提纯需提供冷、热温差,设计了采用半导体制冷的膜蒸馏组件冷腔,构成了一种新型的空气隙膜蒸馏组件.半导体组件冷腔热端采用肋片箱体式水冷散热,在一定流量下,测试了热电堆为3片、6片、8片及9片,电压为4～9 V时冷腔表面及热端散热水域温度等制冷性能.结果表明:当输入电压一定时,半导体片数越多,制冷表面温度越低,9片9V时,温度已达到零下,为-6.1℃;6片热电片,电压5～7 V时制冷表面温度可维持6.5～8.3℃,低于10℃,且消耗的功率较小,满足膜蒸馏所需冷端要求.实验工作为研究半导体制冷组件在太阳能膜蒸馏装置的工程应用奠定了一定基础.     

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。     

空气隙膜蒸馏过程传质的强化

采用双向入流的圆形短管膜组件,并将超声激励技术用于膜蒸馏系统,以提高空气隙膜蒸馏通量.以自来水和稀盐溶液为料液,研究冷热溶液温差、空气隙厚度、超声激励和溶液浓度对蒸馏通量的影响.实验结果表明:合理设计膜组件、有效布置溶液的流动和控制实验参数,及超声激励技术,能降低温度极化、浓度极化和膜污染,从而有效提高空气隙膜蒸馏通量.     

膜蒸馏技术在吸收式制冷系统中的应用

作为一种新型的气液分离技术,近年来膜蒸馏技术在吸收式制冷系统中已得到了应用.本文简述吸收式制冷的原理、膜蒸馏技术的传热传质机理基础上,综述膜蒸馏技术在吸收式制冷系统中溶液换热器、发生器、吸收器三大部件中的应用现状和研究进展,并展望未来该领域可开展的主要研发工作,为膜蒸馏技术在吸收式制冷系统中的应用提供参考.     

空气隙膜蒸馏系统热容腔膜面处流场的数值模拟

空气隙式膜蒸馏旋转切向入流利用出水口流体的切向流动对膜面进行冲刷,且不同的结构参数δ、β可加大靠近膜面流体的湍流强度,从而降低靠近膜面的边界层厚度即降低靠近膜面的浓度极化和温度极化现象,进而增大膜通量.利用Fluent软件可以模拟靠近膜面流体的流场、温度场、压力场等流体的流动情况.通过对比几组结构中靠近膜面流场的情况,可以推断出不同的β,δ以改变靠近膜面的浓度极化和温差极化现象.从而得到热容腔的最优结构.     

基于半导体制冷的小型制冷系统研究

目前采用半导体制冷的小型制冷装置,都有效率不高的缺点,而对于半导体制冷的研究,大多都是对于半导体元件的热端的散热系统进行优化设计。在对半导体制冷技术原理分析的基础上,针对基于半导体制冷的小型制冷装置,采用增大冷端的对流换热面积和提高冷端的对流换热系数的方法来解决冷量传递问题,提高小型制冷装置的工作效率。     

热电制冷在笔记本电脑散热系统中的应用

随着社会经济的发展,制冷空调行业有了长足发展,但与发达国家还有较大差距,节能减排已经成为空调行业发展的必行之路。本项目将半导体制冷技术及负离子空气清新技术巧妙地用在计算机散热问题上。通过用半导体制冷,得到一定负荷的冷量来降低计算机运行产生的热量,同时在半导体的外端将热量回收利用,不但可以提高系统的制冷系数,从而节约电能,而且还可以避免热量浪费,同时在电源端设置离子发生器,通过尖端放电产生负离子而实现清新空气,给上网者提供良好、舒适、健康的环境。     

自然复叠制冷系统的仿真与优化

建立了自然复叠制冷系统稳态仿真模型,该模型用实验数据进行了验证,误差小于±5%。研究了非共沸环保混合制冷剂(R744/R717)的温度滑移。完成了采用非共沸环保混合制冷剂(R744/R717)-40℃低温冷柜的仿真与优化设计。结果表明:采用非共沸环保混合制冷剂(R744/R717)-40℃低温冷柜自然复叠制冷系统在保持压缩比小于8的同时能获得COP值高达0.71,是一个有发展前途的制冷系统。     

电厂锅炉补给水处理中的膜工艺系统

膜分离工艺作为一种绿色环保技术,具有先进、高效、低能耗的优点,在电厂锅炉补给水处理领域中得到了成功的应用。在具体工程实践的基础上,本文分析了超滤、反渗透和电去离子EDI等关键膜单元系统在电厂锅炉给水预处理、软化以及脱盐纯化中的原理与作用特点,并比较了相关工程应用中几种不同类型的商业化膜元件的性能。     

一种微型热电空调的研制

研制了一种微型热电空调，主要适合于密闭狭小的空间和小容量情况下的使用。建立了微型热电空调稳态工况数值模型，对空调器进行了模拟计算。对热电空调的结构进行了设计，确定了空调器内、外壁的加工材料和厚度、制冷器的制作方法、隔热层的厚度以及空调器热端的冷却方法，为微型热电空调的产品化奠定了基础。     

蒸气压缩式制冷系统压力试验的研究与应用

通过对蒸气压缩式制冷系统现场检漏的观测,发现保压试验满足国家标准GB50274-98《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》的合格判据时,发泡试验还有检出漏孔的可能.针对这一现象,对发泡和保压试验的不同作用,以及“GB50274-98”关于保压试验的漏率判据进行分析.结果表明,“GB50274-98”关于测定压力降不大于试验压力值的1％为合格的相对漏率判据对系统整体泄漏的限制要求偏低,也不能有效控制大容积被测系统粗漏漏孔的出现几率.进一步研究指出,通过保压试验可以直接评价系统整体漏率和对制冷系统运行中的制冷剂非事故耗损进行评估.同时提出现场保压试验应提高压力表精度和延长保压时间,以获得更准确的试验数据.研究可为提高制冷系统现场检漏质量和改进评定方法提供参考.     

基于“校企协同”的制冷空调课程体系的构建

从制冷空调企业的现状出发,利用校企协同、产教融合的创新组织模式,整合暖通行业、企业和学校的资源优势,构建一套“协同创新”的制冷空调课程体系,从根本上提高建环专业学生工程素养和创新能力,以满足暖通行业、企事业单位对具有实践及创新能力的高素质应用型技术人才需求。     

OMRON中小型PLC在制冷压缩机试验装置控制系统中的应用

通过描述OMRON中小型PLC的配置和技术特点,提出了满足制冷压缩机试验装置控制需要的控制系统,介绍了控制软件的功能。对于制冷压缩机试验装置计算机监控系统的硬件和软件功能、协议也做了相关的讨论。     

吸附式制冷技术在空调应用中的研究进展

吸附式制冷符合环保要求，能有效利用低品位热源的特点使得近年来在空调制冷吸附热泵中的应用研究获得了不少进展，本文综述了近年来吸附式制冷技术中低品位热源采集，吸附工质对开发及吸附制冷过程模拟等方面的研究进展。     

制冷系统中湿式冷却塔的节能分析

指出对制冷系统中湿式（蒸发式）冷却塔的能耗应给予与制冷机同样的重视，系统节能应整体考虑。分析了冷却塔出水温度、冷却塔飘水对制冷系统性能的影响。