制冷装置课程改革论文范文

制冷装置课程改革论文范文第1篇

人类从蛮荒步入文明之后，为了求生存、求安定，不再为寻找食物而奔走迁徙，就必须储存食物。于是我们聪明的祖先，发明了晒干、烟熏以及腌制等办法，这些方法虽然能够储存食物，却无法保持食物的新鲜原味。就在这时，我们的另一位祖先想到——为什么我们不能用天然的寒冷来冷冻食物呢?于是古代制冷技术就这样萌发了。

中国是世界上最早利用储冰制冷的国家之一，早在公元前1000年就建筑了世界上最古老的冰窖“凌阴”。《诗经》中曾这样描写：“二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴，四之日其蚤，献羔祭韭。”按今天的话来说，就是腊月里凿冰冲冲响，正月里存冰入冰窖，二月里取出冰来，冰镇羊羔肉和韭菜上供祭神。冰窖的形状类似于一个长方形棱台，内部有很多网柱用于支撑屋面的重量，窖底和边缘铺有稻糠，冰块上层覆盖草垫，并涂泥封闭，用来隔热。冰窖底部设有水道，与外河相通，融水可由此排出。窖底8.5m×9m，窖口10m×11.4m，深2m，可储冰190m3。那储存时是这么多，到夏天能剩多少呢?古人也有自己的經验公式，即“三其凌”，也就是还剩1/3，约为64m3。冰窖出现的年代之早，设计之巧妙，皆世所罕见。

用天然冰制冷，最低只能达到0℃。如果想人工制冰，必须达到比0℃更低的温度。于是，人们发现了冰盐混合物。这种冷却混合物的出现，是天然制冷向人工制冷的过渡。1550年，西班牙医生乌拉加宽发现在雪中加入硝石(硝酸钾)，可以冻结奶油。冰盐混合物制冷很快得到了商业应用。现在夏季必备的雪糕，就是那时走向了千家万户。

产业革命的兴起加速了征服制冷的步伐。传统的制冷方法已经远远适应不了食物的长期储存和远途运输要求。于是，那个时代，许多具有开拓精神的科学家和工程师纷纷致力于新的冷藏方法和冷冻机械的研究。

1834年，美国工程师帕金斯取得了世界上第一项有关冷冻机的专利。帕金斯的装置已经包括了现代蒸气压缩式制冷机的所有基本特征。乙醚蒸汽在压缩机中被压缩，然后进入冷凝器，用水冷却，变成液体。液态的乙醚经过膨胀阀，变成气液混合物，在蒸发器中蒸发吸热。蒸发器浸在盐水中，从而得到低温盐水，满足人们的需要。

相比于蒸气压缩式制冷机，更早得到实际应用的是空气压缩式制冷装置。1844年，美国一家医院的院长格里制成了这种冷冻机，并将它应用在自家医院的病房上。但由于格里的冷冻机经济性较差，未能得到普遍推广。1862年，苏格兰人柯克制造了闭路循环空气压缩式制冷机。工程师科尔曼又对其改进，获得了Bell-科尔曼空气压缩制冷机，并被广泛地应用于远洋运输船。其工作原理是空气从冷冻室抽入压缩缸，在压缩缸压缩升温进入冷却器降温。降温后的空气进入膨胀缸做功，温度降低，低温气体进入冷冻室用于制冷。

在这两种制冷技术发展的同时，热操作的吸收式制冷也发展起来。1859年，卡列成功制造了氨吸收式制冷机。该装置以水为吸收剂，以氨气为制冷剂。从蒸发器出来的氨蒸气进入吸收器被水吸收，成为浓氨水。浓氨水用泵输入发生器中。在发生器里，氨水被加热，蒸发出来的氨气进入冷凝器，经水冷变成液态氨。液态氨经节流阀膨胀至低压态，变成低温湿蒸气，然后进入蒸发器吸收热量，恢复原状，完成循环。

1834—1859年，短短25年间，各种制冷技术相继诞生。他们在相互竞争中成长，共同促进了制冷技术的进步。至今也没有哪一种制冷方式完全退出舞台，各种制冷方式有各自的适应性，并在不同的领域取得成功。

我们更应该看到的是，首批制冷机的发明多半还是个人的天才创造，他们都没有利用热力学的知识，只是凭着经验去探索。这启示我们，如果有好的想法，不要犹豫，去实现它!暂时解释不了也没关系，先做出来!前辈的例子就摆在那里，也许下一个有着奠基性的发明就在你我的手中。当发明完成之后，我们应当对它的科学原理进行研究，这是作为科技工作者的本职工作，就像西门子和林德一样。

随着热力学原理与人工制冷先驱者实践的结合，我们迎来了制冷技术蓬勃发展的时期，制冷装置也逐步走近我们的身边。

1918年，1家公司推出了世界上第一台家用电冰箱。1919年，美国芝加哥兴建了第一座空调电影院。1930年，氟利昂制冷工质的出现引起了制冷技术的重大革新。制冷装置从这个时候开始，普及到千家万户。还是以冰箱为例，1921年，美国的电冰箱还只有5000台;到了1937年，49%的美国家庭都已经购置了电冰箱。很难想象，如果没有空调和冰箱，我们要如何度过这炎热的夏天。

但是，很快人们发现氟利昂的使用会导致大面积的臭氧空洞，危及地球的生命。而它的替代品，如我们常见的R134a(四氟乙烷，制冷剂)，虽然不会破坏臭氧层，却会导致温室效应。因此，新一轮的开发使用制冷剂的竞争开始在世界各国的实验室展开，人们期待更优越、更环保的制冷剂问世。除了制冷剂方面，新的制冷理论及实践也取得了突破性的进展，如热声制冷技术，还有对绝对零度的探索。

在国际竞争激烈、节能和环保迫切要求的当下，制冷工业正处于飞速发展的时期，具备了新的发展前景。与已走过的历程一样，在未来，探索新的制冷技术的征途上，我们会遇到险峰崎路，也会遇到迷雾荒原，但这不会阻挡住我们的脚步，追求真理的火种永远也不会熄灭，迎接我们的必将是更加奇妙的世界。

制冷装置课程改革论文范文第2篇

关键词：氧化铝焙烧;器件选型;串级控制系统;PID参数整定

一、氧化铝生产工艺

生产氧化铝的方法大致可分为四类：碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前工业上几乎全部是采用碱法生产。碱法有拜耳法、烧结法及拜耳烧结联合法等多种流程。

目前，我国氧化铝工业采用的生产方法有烧结法，混联法和拜耳法三种，其中烧结法占20.2%，混联法占69.4%，拜耳法占10.4%。虽然烧结法的装备水平和技术水平在今年来有所提高，但是我国的烧结技术仍处于较低水平。而由于拜耳法和烧结混合法组成的混联法，不仅由于增加了烧结系统而使整个流程复杂，投资增大，更由于烧结法系统装备水平和技术水平不高，使得氧化铝生产的能耗增大，成本增高，降低我国氧化铝产品在世界市场上的竞争力。拜耳法比较简单，能耗小，产品质量好，处理高品位铝土矿石，产品成品也低。目前全世界90%的氧化铝是用拜耳法生产的。

拜耳法的原理是基于氧化铝在苛性碱溶液中溶解度的变化以及过氧化钠浓度和温度的关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态，而在温度和浓度降低时则自发分解析出氢氧化铝沉淀，拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。

下面两项主要反映是这一方法的基础：

Al2O3xH2O2NaOH(3x)H2O2NaAl(OH)4

NaAl(OH)4Al(OH)3NaOH

前一反映是在用循环的铝酸钠碱溶液溶出铝土矿时进行的。铝土矿中所含的一水和三水氧化铝在一定条件下以铝酸钠形态进入溶液。后一反映是在另一条件下发生的析出氢氧化铝沉淀的水解反应。铝酸钠溶液在95-100度不致水解的稳定性可以用来从其中分离赤泥，然后使溶液冷却，转变为不稳定状态，以析出氢氧化铝。

拜耳法生产过程简介：原矿经选矿、原矿浆磨制、溶出与脱硅、赤泥分离与精制、晶种分解、氢氧化铝焙烧成为氧化铝产品。

1破碎后进厂的碎高矿经均化场均化后，用斗轮取料机取料入输送机进入铝矿仓，石灰石经煅烧后输送到石灰仓，然后与循环母液经调配后按比例进入棒磨机、球磨机的两段磨和旋流器组成的磨矿分级闭路循环系统。分级后的溢流经缓冲槽和泵进入原矿浆储槽，用高压泥浆泵输送矿浆进入多级预热和溶出系统，加热介质可用溶盐也可用高压新蒸气，各级矿浆自蒸发器排出的乏气分别用来预热各级预热器中的矿浆。溶出设备可用套管加热与高压釜组成溶出器组。溶出后的矿浆经多级降压自蒸发器降压后，与赤泥一次洗液一同进入矿浆稀释槽。末级自蒸发器排出的乏气，用来预热赤泥洗水，洗水由循环水和不合格的冷凝水组成。稀释矿浆进入分离沉降槽，其溢流经过叶滤和降温后送去晶种搅拌分解，分解后的氢氧化铝浆液经分离后，大部分氢氧化铝返回种分槽作为晶种使用，其余部分送去洗涤，洗水用纯净的热水，洗净后的氢氧化铝送去焙烧，焙烧后的氧化铝即为成品氧化铝。分离后的种分母液送去蒸发，加入少量盐类晶种以诱导盐类晶种析出，其溢流与滤液、补充新的液体苛性钠后组成循环母液，送去调配制备原矿浆。

二、氧化铝生产焙烧过程工艺

氢氧化铝焙烧是氧化铝生产工艺中的最后一道工序。焙烧的目的是在高温下把氧化铝的附着水和结晶水脱除，从而生成物理化学性质符合电解要求的氧化铝。 (1)焙烧原理

氢氧化铝经过焙烧炉的干燥段，焙烧段和冷却段使之烘干，脱水和晶形转变而变成氧化铝产品其化学变化可分为以下几个阶段。

(a)脱除附着水

CAl(OH)3H2O100Al(OH)3H2O 当温度高于100C时氢氧化铝中的附着水被蒸发，此反应发生在闪速干燥器。 (b)脱除结晶水

结晶水的脱除分两步进行，250-300度时，失去两个结晶水，在500-600度的温度下它失去最后一个结晶水。而成为rAlO。

23300CAl2O33H2O250Al2O32H2O 600CAl2O3H2O500Al2O3H2O  (c)晶型转变

氢氧化铝在脱水过程中伴随着晶体转变，rAl2O3在950度时开始进行晶型转变，逐渐由rAl2O3转变为a-Al2O3。

(2)氧化铝焙烧过程生产过程流程介绍

流态化焙烧是世界上最先进的氢氧化铝焙烧技术与装置，流态化是一种固体颗粒与气体接触而变成类似流体状态的操作技术。而固体物料在流态化状态下与气体或液体的热交换过程最为强烈。

2 (a)此炉型采用了在干燥段设计热发生器这一新颖措施，当供料氢氧化铝附着水含量增大时，不需象其它炉型那样采取增加过剩空气的方式来增加干燥能力，仅需启动干燥热发生器来增加干燥段热量，避免了废气量大增而大量损失热量，因此，与前二种炉型相比，气体悬焙烧炉热耗和电耗要低。

(b)整套装置设计简单。一是物料自上而下流动，可避免事故停炉时的炉内积料和计划停炉时的排料;二是设备简单，除流化冷却器外无任何流化床板，没有物料控制阀，方便了设备维检修：三是负压作业对焙烧炉的问题诊断和事故处理有利。这些都有利于故障后生产的快速恢复，给生产组织带来方便。

(c)控制回路简单，气体悬浮焙烧炉虽有多条自动控制回路，但在生产中起主要作用的仅有2条，一条是主燃烧系统的主炉温度控制回路，另一条是O2含量控制回路。

三、焙烧炉温度控制方案设计

目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。一个控控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上;控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控 制器。

(1)对于焙烧过程而言，主要控制焙烧炉出口温度。而影响焙烧炉出口温度的因素主要就是燃料的流量，而流量又决定于主燃烧器的流量阀门的开度。因此，我们引入中间点信号，即最能反应焙烧炉出口温度的进入主燃烧器中的燃料流量，作为调节器的补充信号，以便快速反应影响焙烧炉出口温度变化的扰动，引入该点作为辅助被调量，通过调节管道上流量阀的开度调整燃料的流量，组成了流量.温度串级调节系统，从而调节焙烧炉的出口温度，来保氧化铝的产量和质量口”。焙烧炉温度控制回路流程图如图所示：

图1 焙烧炉温度控制回路流程图

3 焙烧炉温度控制回路设计为串级控制回路，主回路为温度控制回路，其输入为焙烧炉的出口温度的设定值，控制器输出为副回路的输入，测量仪表为一体化热电偶;副回路为流量控制回路，其输入为主控制器的输出或主燃烧器的流量设定，控制器输出为主燃烧器V19流量调节阀的百分比开度，执行机构为流量电动调节阀，测量仪表为电磁流量计。 从方框图可以看出，串级调节系统有两个闭环的调节回路：

图2 温度控制回路结构图

a)由PID控制器、调节阀、主燃烧器、流量计构成了副环回路。 b)由PID控制器、副环回路、焙烧炉、温度计构成了主环回路。

副环回路为流量调节系统，选用标准PID控制器来控制该系统。主环回路为温度调节系统，也选用标准PID控制器来控制该系统。

主调节器出的的信号不是直接调节温度，而是作为副调节器的可变给定值，与燃料流量信号比较，再通过副调节器去控制电动阀动作，以调节燃料流量，保证焙烧炉出口温度能较快的跟踪设定值并最终保持在设定值附近不变。

(2)从动态特性的角度考虑，优化控制器性能与结构，提高系统的响应速度。在对控制系统进行设计时，尽量根据被控制对象选择一组较为合适的控制器参数，提达到更好可控制效果。而通过对系统建立数学模型，根据模型特性，通过设定某种性能指标，在实现最优指标的前提下，对控制器参数进行寻优可谓是个好的优化控制器性能的办法。对于串级控制系统来说，有两个控制器，因此需要分别对两个控制器的参数进行整定，整定的顺序先调节副回路，待副回路调节达到要求后，在调节主回路。

(3)如果测量元件的延迟和惯性比较大，就不能及时反映温度的变化，就会造成系统不稳定，影响控制质量。因此，在系统的仪表选型上尽量使用快速的测量元件，安装在正确的位置，保证测量信号传递的快速性，减小延迟和惯性。

四、焙烧炉温度回路对象模型的建立与验证

建立数学模型的方法有许多种，像机理建模、系统辨识等。机理建模有较大的普遍性，但是多数工业过程的机理较为复杂，其数学模型很难建立，虽然在建模过程中作了一些具有一定实际依据的近似和假设，但是逼近不能完全反映过程的实际情况，有时甚至会带来一些估计

4不到的影响。因此，在工程目前主要采用试验建模一过程辨识和参数估计的方法。建模的方法我们采用响应曲线法，响应曲线法主要用于阶跃响应曲线和矩形脉冲响应曲线。

图3 阶跃响应法 图4 矩形脉冲响应法 (1)阶跃响应曲线的试验测定：

将被控过程的输入量作一阶跃变化，同时记录其输出量随时间而变化的曲线，则称为阶跃响应曲线。

阶跃响应曲线能直观，完全描述被控过程的动态特性。实验测试方法易于实现，只要是阀门的开度作一阶跃变化即可，实验时必须注意：

(a)合理选择阶跃扰动量，既不能太大，以免影响正常生产，也不能太小，以防被控过程的不真实性。通常取阶跃信号值为正常输入信号的5%一15%，以不影响生产为准。 (b)试验应在相同的测试条件下重复做几次，需获得两次以上的比较接近的相应曲线，减少干扰的影响。

(c)试验应在阶跃信号作正，反方向变化时分别测出其相应曲线，以检验被控过程的非线性程度。

(d)试验前，即在输入阶跃信号前，被控过程必需处于稳定的工作状态。在一次试验完成后，必须是被控过程稳定一段时间后再施加测试信号作第二次试验。

考虑到实际工程的方便，对主炉温度控制我们采用阶跃响应曲线试验建模法。根据 控制理论来分析，设计或改进一个过程控制系统，只有过程的阶跃响应曲线显然是不够的，还必须有阶跃响应曲线来辨识被控过程数学模型，如微分方程、传递函数、频率特性、差分方程等。在确定模型参数时，首先分析阶跃响应曲线的形状，选取一种模型结构，然后进行参数估计。由阶跃响应曲线辨识数学模型的方法很多，一阶惯性环节是一种常用的估计方法。

在过程输入阶跃信号x0的瞬时，其响应曲线的斜率最大，如图5所示。

5图5 阶跃响应曲线

此时，其数学模型可用一阶惯性环节来近似，即

w(s)sK1

式中参数K、的求法如下： (1)过程的静态放大系数

y()y(0) x0K(2)过程的时间常数

对于上式所示的过程模型，在阶跃信号x0作用下的时间特性为：

y(t)Kx0(1e)

式中，K为过程的放大系数，可由上式可确定。

图3.20描绘该方程的曲线图，表明一阶过程对输入的突然变化不能瞬时做出响应。事实上，当时间间隔等于过程时间常数是(t)过程响应应仅为完全值得63.2%。从利用上讲，除了t，过程输出总不会达到新的稳态值;当(t5)时，相应近似为最终稳态值。

t

五、设备及控制仪表的选型

(1)温度变送器的选择

选用JCJ100G温度变送器，JCJ100G温度变送器将热电热偶所测的温度变化通过电路处理，经信号放大后转化成标准的电压或电流信号。信号可以供数字仪表、记录仪、模拟调节器、DCS系统，广泛用于工业生产过程检测与控制系统。 本温度变送器采用优质电子器件，性能远高于其他同类产品，物美价廉。 (2)控制器选型

按照设计要求，本设计选用一个KSW-6-16型温度控制器为1300℃电炉的配套设备，与铂铑—铂热电偶配套使用，可对电炉内的温度进行测量、显示、控制，并可使炉膛内的温度自动保持恒温。以硅碳棒为加热元件的高温电阻炉，其加热元件的冷态与热态时的电阻值相差较大，在长期使用中硅碳棒的电阻值将逐渐变大。所以必须与调压设备配套使用，KSW-6-16型号的温度控制器具有温度控制和电压调节二种功能，该温度控制器的温度显示有数字显示

6和指针显示二种，其中尤以固态继电器为执行元件并配以数字显示的控制器性能更为优越。 结构及工作原理：温度控制器的外壳由钢板冲压折制成型并采用铝合金框架结构，外壳表面采用高强度的静电喷涂，漆膜光滑牢固。控制器的前部装有温度控制仪表、电压表、电流表和电源开关。控制器的内部装有可控硅、线路板及螺旋保险和接线端子等电器元件。该温度控制系统采用了优质电子集成元件，控温灵敏、性能可靠、使用方便。

其工作原理：热电偶将电炉内部的温度转换为毫伏电压值，经过集成放大器的放大、比较后，输出移相控制信号，有效地控制可控硅的导通角，进而控制硅碳棒的平均加热功率，使炉膛内的温度保持恒温。 (3)执行器的选择

PID系统的执行机构为电动调节阀、排料阀。电动阀使用电机作动力，气动阀使用压缩空气作动力，电动阀对液体介质和大管道径气体效果好，不受气候影响，电动调节阀要求电动调节装置和阀体间隙精密，能够准确地控制阀门开度，阀芯则根据重油黏度系数选用V型半球阀，使其过油能够连续通顺，并使调节与开度尽量满足线性关系。为了解决排料的连续性，选择了气动控制排料阀，执行机构为I/P定位器。I/P定位器是二位三通电磁阀。此装置通过阀门开关来控制气缸带动活塞运动。 (4)气开气关选择

气动调节阀气开或者气关，通常是通过执行机构的正反作用和调节阀结构的不同组装方式实现。气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑的。在本设计中，沸腾焙烧炉的温度控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。根据生产过程的工艺特点和安全要求，保证人身安全原则、系统与设备安全原则，保证产品的质量原则，减少原料和动力浪费原则，基于介质特点的工艺设备安全原则，本设计选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更适合。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。 (5)调节器正负作用选择

副调节器作用方式的选择，确定副被控过程的Ko2，当调节阀开度增大，燃料量增大，炉膛温度上升，所以 Ko2 >0 。最后确定副调节器，为保证副回路是负反馈，各环节放大系数(即增益)乘积必须为正，所以副调节器 K 2>0 ，副调节器作用方式为反作用方式。 主调节器作用方式的选择，炉膛温度升高，物料出口温度也升高，主被控过程 Ko1 > 0。为保证主回路为负反馈，各环节放大系数乘积必须为正，所以副调节器的放大系数 K 1> 0，主调节器作用方式为反作用方式。

六、温度控制器PID参数整定及仿真

PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起

7来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。

被控对象为一阶传递函数

3.98W(s)sK111.15s1

采样时间为O.2秒，输入指令为一阶阶跃信号。

温度控制器PID参数整定方法，应用Matlab计算机语言编写了算法PID参数程序，获得优化参数。

整定后的PID控制阶跃响应在Matlab环境下进行仿真，仿真控制程序如图3.31所 示。

图6 温度PID控制的Simulink仿真程序

在仿真环境下焙烧炉设定1110℃，仿真曲线图所示。

8图7 温度PID整定的阶跃响应曲线

通过仿真曲线图7可以看出通过PID参数能够使焙烧炉温度快速稳定准确的跟踪设定值，上升时间大约为8s，调节时间约为10s，超调量小，基本达到控制要求。

七、总结

所设计的回路控制策略应用到现场，能够满足现场的控制要求，而且能够提高产品的品质，实验室整定的PID参数对现场控制器有很好的指导意义，提高了控制精度;为氧化铝焙烧生产提供保障;减轻了现场工艺人员的工作强度，同时也能更加精确、严格的按照设定好的曲线烘炉，提高炉子内衬的使用寿命，为顺利生产提供前提保障。总之，焙烧过程计算机控制系统成功的应用到实际工程中，满足实际项目的工艺要求，降低了现场人员的工作量，节约了现场能量，提高了产品质量和产量。

参考文献：

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制冷装置课程改革论文范文第3篇

摘要：现阶段，环境污染以及资源短缺都成为人类将要面临的危机。在我国推出的产业结构转型升级的政策中，将打造资源节约型以及环境友好型的社会作为未来发展上的重点，所以，在空调行业中让空调制冷技术实现绿色环保化是空调行业在发展过程中一个首要的任务。基于此本篇文章对制冷空调节能技术的运用以及发展趋势进行全面的探讨。

关键词：制冷空调节能技术;运用;发展趋势

1当前空调制冷技术发展的现状

空调技术源自十九世纪的英国，并在二十世纪发展于美国，但是我国在空调技术上的发展要远远晚于这些西方国家，对于这一技术则是借助对国外技术的引进而发展来的。我国现阶段很多的空调技术都是来自于国外，然而这些技术却不是国外空调行业的核心技术，甚至大部分都是经济效益不高或者是不环保的技术。这也是现阶段我国在空调技术上的现状，也同样是我国空调行业产生能源消耗巨大以及污染严重的主要原因。对于这种情况无论是在行业竞争上还是在节能减排上来看都是一个非常大的桎梏，因此我国始终都在对空调技术展开自主研发，然而与国外那些先进的技术相比，我国在空调制冷技术上还有很大的差距。但是在当前的空调行业中其最主要的问题并不是因为技术上的落后。而是由于改革开放以及经济加速，让我国在资源消耗上呈现超负荷的状态，因此降低对能源的消耗是急需解决的问题。在空调制冷技术当中对于能源消耗最主要的问题就是在制冷剂上的应用。我国空调行业在当前主要应用的制冷剂都是由人工合成的化学产品，与自然制冷剂所具有的清洁无公害特点有着很大的不同，化学制品在环境上造成了极大的污染。所以空调制冷剂在未来的发展当中将会是一个重大的难题。

2对影响制冷空调能耗的因素进行分析

制冷空调是一种能耗比较高的设备，对其能耗产生影响的因素主要有以下几点：第一，在现阶段的建筑物当中，由于窗墙比例比较大，在玻璃两侧出现的传热损失比较大，对冷气的利用也就相对变小了。为了能够保证建筑物内部当中的整体温度，使空调在制冷负荷上得到进一步的提高;第二，有些技术人员为了确保制冷效果可以达到实际上的需求，对其中的冷负荷参数的设置上要比标准值高很多，在这种情况下，空调制冷量会就会超出在实际环境当中的需求量，从而使制冷剂等各种资源出现浪费的现象;第三，用户通常都会在使用空调时让温度可以在较短的时间内达到预期的温度，以此来减少等待的时间。这样就会使空调机组在短时间内以一种满负荷的状态来运行，这样也会使空调在能源上产生较大的浪费。总而言之，空调在能源上的使用状况与建筑物的自身结构之间有着非常大的的联系，常常没有结合具体的环境来对能耗做出合理的调节。对于这些影响能耗的因素，就必须对制冷空调节能技术做出不断的改进。

3制冷空调节能技术

3.1热回收技术

热回收技术主要的原理就是，当空调在正常运行时，空调出现余热后，在对种热做出利用的一种节能技术。但是对于空调的热回收技术可以结合应用的场景分成两种：一种是排风冷热回收;另一种就是冷凝热回收。在排风冷热回收中主要是通过对制冷机在运行时的负荷进行有效的减少从而实现节能的目的;而对于冷凝热回收主要是通过再循环的原理，把空调在制冷时产生的熱能做出回收与利用，这样就能够让空调在运转过程中产生的热能因为直接排放而造成的资源严重浪费现象得到进一步的减少。

3.2热电冷联技术

冷热电联技术主要是通过天然气或者是一些其他的能源来当作燃气轮机的动力来完成在能量上提供的一种技术，其中涉及到的主要原理就是借助冷水以及热水机组吸收燃气机轮在正常运转时所产生的热量转换成冷冻水来完成制冷。当冷热水机组在正常运作时，产生的热量被除湿型的空调所利用。借助冷热水机组以及除湿处理机的有机结合，就能够让制冷空调在节能上得到更高的效率。

4现阶段对制冷空调节能技术的应用

4.1冰蓄冷空调的应用

冰蓄冷空调是当前制冷空调市场上一种节能环保性能比较强的空调，它能够让废气的排放得到有效的减少。冰蓄冷空调的节能技术主要通过蓄冷技术，根据人们在不同的用电时段做出有效的调节从而就能够做到节能减排，简单点讲，当人们在用电低峰时可以借助制冷机来完成制冷然后在把制冷量进行存储，这样就可以留在用电高峰时段使用。随着对冰蓄冷空调的蓄冷节能技术的运用就能够在一定程度上把制冷主机在白天担负的负荷很好的转移到晚上，这样就可以起到盈亏互抵的作用，这种技术也同样让制冷主机的使用寿命得到进一步的提升。

4.2变频空调的应用

在没有变频空调的以前，我国生产的空调通常是定频空调，然而定频空调因为在供电频率上不会发生变化，导致压缩机在运转速度上大体相同，在这种情况下，对室内气温的调节只能通过压缩机的开与停，但是对压缩机做不断的开与停虽然可以起到对室内气温调节的效果，然而由于耗电量比较大，同时也会让室内产生忽冷忽热的问题。为了能够让室内温度实现更好的调节，并且可以节约用电，变频空调也就应运而生。变频空调能够借助对空调在供电频率上的改变，让压缩机在运转速度产生一定变化，以此来对室内的温度进行调节。简单点讲，就是当室内温度过高时，变频空调借助对供电频率的改变，让压缩机在转速上进一步的加快，使室内的气温得到有效的降低;当室内气温保持在适宜温度时，就对供电频率保持不变，让压缩机在转速上可以控制在一定的范围内，从而实现室内温度的保持。对变频空调应用让空调在使用效率上得到极大的提高，同时也让空调的用电量也得到了有效的降低。

5制冷空调节能技术的发展趋势

5.1人工智能的运用

随着近些年社会经济与科学技术得到不断的提升，人工智能也被广泛应用到各个研究所的命题当中，由此可见，人工智能在提升经济效益、方便人们生活起着非常重要的作用，基于此，要想让制冷空调的节能技术得到进一步的提升也需要在人工智能这方面上来进行考虑。把人工智能应用到制冷空调当中，就可以主动探测出制冷空调在工作时的状态以及发生故障时采取的应对措施，此外，把人工智能应用到对节能技术的研究当中，不但可以更直观、更高效地找出问题，还能够及时的给出相应解决措施，这对制冷空调的发展起着非常重要的促进作用。

5.2开发节能设备

节能技术应用在制冷空调当中主要是借助节能设备来实现的，脱离节能设备，就会使节能技术应用到制冷空调当中的难度变得很大，所以，要想让节能技术在变频空调当中的应用得到进一步的提升，其关键就是对节能设备的研发。在制冷空调当中，压缩机起着非常大的作用，制冷空调产生大量的电量就是通过压缩机的运转产生的，所以，对压缩机在使用效率上做出有效的提升是节能技术应用在制冷空调当中的有效举措。

6结束语

综上所述，由于空调在制冷上的能耗巨大，同时还会为环境带来一定的污染，所以，为了能够将这一现状做出有效的改变，对空调制冷技术进行全面的改革是刻不容缓的。结合节能减排以及绿色环保这两个永恒的主题，在对空调制冷技术进行改善的同时还需要把绿色制冷技术的应用及其发展作为第一要务，对其还需要进行不断的研究。

参考文献：

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制冷装置课程改革论文范文第4篇

2、精细化工企业电气综合节能技术探究

3、Sterling低温制冷机组在“渔光互补”电站的应用实践

4、关于空调制冷系统的节能优化探究

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44、浅析纯电动汽车空调系统

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47、论述地铁车辆空调系统的结构及典型故障案例解析

48、污水源热泵空调节能技术应用的研究

49、一种关于液压管品质的测试系统设计

制冷装置课程改革论文范文第5篇

摘要：空调制冷系统是能耗较高的设备和机械，为了更好地完成空调制冷系统的经济化运行目标，应该从空调制冷系统的结构和特点出发，坚持空调制冷系统节能的发展方向，以科学的设计和有效的系统来达到空调制冷系统节能目标。本研究从空调制冷系统能耗的主要因素分析入手，提供了空调制冷系统制冷剂、压缩机和状态维护等方面的设计要点，并提供了空调制冷系统节能化发展的方向，希望能够为空调制冷系统节能目标的实现起到保障作用。

关键词：空调制冷系统；节能；设计；制冷剂；压缩机；状态维护

1前言

当前空调制冷系统越来越多地应用到国民经济建设和社会生产生活的方方面面，在给生活和生产带来适宜空气环境的同时，也造成了巨大的能源消耗，在生产和生活的能源消耗中空调制冷系统的总体能耗已经占到了整体能耗的1.2%。行业应该在新世纪的发展机遇中，从空调制冷系统的特点出发，把握空调制冷系统能耗的影响因素，从设计工作出发应用合理的措施和方法实现空调制冷系统节能效果，这是当前行业总体发展的主要方向和主要路径。

2影响空调制冷系统能耗的主要因素

2.1空调制冷剂

当前，空调制冷系统采用二氧化碳、水等作为制冷剂，由于压缩比和热容量的问题，空调制冷剂会在能源上产生巨大的消耗，行业需要对其予以高度的重视，以各种开发手段来研制新型制冷剂来降低空调制冷系统的能耗。

2.2压缩机

压缩机是空调制冷系统中最为重要的一个部分，通过改变气体的容积来完成气体的压缩和输送。在这个过程中，需要消耗大量的动力来完成，因此其为提高节能措施的重要手段。

2.3系统蒸发温度

一般空调都是采用风冷式冷凝器来进行调解温度。一般情况下，空气通过冷凝器来起到制冷的效果，但如果冷凝器翅片上有尘埃黏贴堵塞就需要以更大的压强来迫使空气进入，随着压力的增加，所需消耗的电力也将增多。在制冷系统中蒸发温度也是对能耗影响比较大的一个因素。

3空调制冷系统实现节能的设计要点

3.1推进空调制冷系统环保型制冷剂的应用

行业应该着眼于环保型制冷剂的开发和研制，各国已经开始了对氟化物制冷剂的淘汰，通过对氢氯氟烃的控制实现环保和节能的效果，当前R600a、R717和R744已经成为较为适宜的替代产品，在空调制冷系统的应用中，这些人工合成制冷剂起到了降低空调制冷系统能耗，控制对臭氧层污染的作用，是当前空调制冷系统节能的主要制冷剂。

2.2推进空调制冷系统节能新型压缩机的应用

对于小型空调制冷系统可以选择涡轮压缩机作为核心机械，涡轮压缩机也可作进一步细分，如数码涡旋压缩机，它通过利用顶部的气腔吸排气来调节电磁阀通断的时间，以此来影响压缩机的吸排气量，最终调节压缩机的容量。这样可以确保压缩机能够有效地调节所需耗费的能源，达到环保的最终目的。例如直流变频涡旋压缩机，该压缩机将其他压缩机上由永久性的磁铁所组成的定子，通过由稀土为原料制作的永久磁钢转换成为转子。这种特殊的结构可以有效降低其他压缩机的电磁干扰、降低噪声以及产生火花等缺陷，使用的寿命也比较长，能够对空调制冷的转速做出迅速调整，并且不会产生涡轮损失。大型空调制冷系统以便采用螺杆式压缩机。螺杆式压缩机的运用在国内比较普遍。随着技术的发展，螺杆式压缩机已经由两螺逐步向三螺杆转变，成为节能的一个重要发展方向。三螺杆压缩机可以有增强压缩机的平衡性，并且形成两个独立的工作容积，以此来调节排气量，及时有效地应对气压量的变化，有效节省能源消耗，进而达到空调制冷系统节能的效果。

3.3推行空调制冷系统的状态维护

空调制冷系统的运行需要不断地管理和有效地维护，这样才能确保空调制冷系统的状态，避免空调制冷系统能耗的增加。而空调制冷系统出现故障后，将会影响系统和整体运行水平，进而会造成空调制冷系统能耗的增加，影响空调制冷系统在持续高效状态下的节能目标实现。应该推行状态维护的策略，从空调制冷系统的结构和特点出发，以更为有效的措施和有针对性的方法来控制空调制冷系统的关停和低效状态，实现空调制冷系统维护和管理过程的节能效果，在缩短空调制冷系统维护时间，控制空调制冷系统状态的基础上，达到空调制冷系统高效运转的目标。

4空调制冷系统节能的发展展望

节能和环保是人们的当前的共同认知，也是确保国家和社会长久发展的主要国策，在讲求生活品质和节能环保的今天，空调制冷系统节能成为行业的重点，要给予节能与环保应有的重视与加强。今后行业应该将空调制冷系统的节能化改造和环保化目标实现列为重点，要不断推出各种新颖的功能型制冷剂，以空气压缩机的结构和性能提高为中心，更新空调制冷系统的核心技术，在推行空调制冷系统新式维护和检修技术的基础上，真正实现空调制冷系统节能的具体目标。此外，行业应该利用政策和市场的力量，对空调制冷系统节能做出系统性的倾斜，使不具备节能和环保的空调制冷生产企业得到调整与淘汰，形成对空调制冷系统节能发展的正向激励作用，这样才能有序而高效地发展空调制冷系统节能产业，进而加速整个行业对市场、社会观念和节能环保等一系列工作的适应。

5结语

空调制冷系统是空调系统的心脏部位，空调制冷系统的节能化运行直接关系到整个空调系统运行的状态和经济性。新时期空调制冷系统出现了结构、功能上的变化，空调制冷系统的节能化运行就变得越来越重要，应该从空调制冷系统能耗的主要形式和体系特点出发，采用具有节能效果的制冷剂、压缩机和状态维护等措施和方法，使空调制冷系统节能的目标得到系统性和根本性地保障，进而推行空调制冷系统的整体结构和综合功能的共同发展。

参考文献：

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[5]冀兆良，白贵平.水泵变频技术在空调系统中的应用[J].广州大学学报（自然科学版）.2005（06）

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制冷装置课程改革论文范文第6篇

【摘要】目前空调在人们的生活中逐渐普及开来，而中央空调作为商用及大型民用建筑的首选，其市场前景也愈加明朗，但节能减排以及可持续发展化政策使得空调制造企业开始将研发重心转向节能技术，从技术层面来看，只要制冷系统正在运行，就势必会释放出热量，而想要冷却内部线圈及铁芯，就需要循环冷却装置来冷却空调的制冷系统，进而会消耗更多的电量，所以变频技术的目的便是提高空调制冷系统的效率、降低空调的功耗。鉴于此，本文对变频技术在中央空调制冷系统中的应用进行分析，以供参考。

【关键词】变频技术;中央空调;制冷系统;节能;可持续发展

如今中央空调对于能耗以及控制准确度等都有较高的要求，使用变频技术能够良好的解决问题，同时也响应了节能环保的政策，为此本文从多个角度论述了变频技术使用在中央空调上的好处，也证明了变频技术在中央空调领域未来的良好发展势头。

1、变频技术原理

变频技术的应用是相对传统空调的定频技术而言的，定频技术所控制的中央空调在整体的运行过程中始终保持着一成不变的工作频率，其原理就在于对固定机组的压缩机机组和水泵元件的运行等进行固定化的控制工作，温度的调节则是通过风门和节流阀的控制工作实现的。而变频技术的工作原理为其通过对室内温度差的测量工作进行制冷机供电频率的控制工作，也就解决了原本定频技术在不同的环境中同样的运行速率的弊端，使得运行的效率大幅度提升。例如，某一段时间内的室内温度上升较快，供电频率增加，也就使得制冷工作的效率大幅度增加，保证室内的舒适。也就可以在与温度相关的频率控制中，进行更好的节能性的工作。

2、中央空调系统部件的运行原理分析

实现中央空调制冷系统制冷的主要组成部分是在系统中添加制冷。制冷剂的工作原理主要是利用压缩机快速冷冻，在空调内部制造循环水，为中央空调主机提供主要的冷热源供应。从冷冻泵运送冷冻水，然后把它送到室内，降低室内温度。室内排出的冷冻物被运到末端设备，与空调系统的空调设备进行热交换，形成冷冻水的循环系统。因此中央空调制冷系统主要通过冷冻水运输实现室内制冷。在此过程中，冷却剂可以排出冷却系统的热量，通过冷却塔将热量排出室外。冷却塔的喷嘴通常从上到下流动冷却剂，在冷却塔风扇的作用下，系统温度越高，水分子的蒸发速度就越快。此时水温降低到冷却，冷却的冷却剂再将热循环传递到冷却主机，实现冷冻水循环。

3、中央空调目前存在的问题

3.1电机启停会影响空调寿命

对于目前绝大多数中央空调来说，在空调运行时经常会出现系统漏洞或硬件漏洞导致的频繁启停，这种过度的启停动作会导致电流波动过大，启动时电流会大幅提升，对于电子元器件以及老化硬件会造成明显且不可逆的损伤，而调电机受到高频电弧冲击也会出现难以解决的多种问题。

3.2空调规定负荷不符合使用环境

空调在使用时所面对的环境、地理位置、季节、室内外温差的较大差别，但在空调的初期设计阶段往往只能按照最大环境温度来设计，以保证空调的制冷效果，且空调的设计往往都会拥有接近一半的过载幅度。实际情况下，传统空调经常难以利用到厂家预设的过载幅度，甚至普遍存在利用率低、电能浪费的情况，想要解决问题就只能对空调的系统内自动控制提出更高的要求。

4、变频技术在中央空调中的应用分析

4.1冷却水系统应用分析

在传统中央空调中，即使空调的负荷降到相当低的水平，冷冻水的水泵因为没有变频器的影响，依然会维持工作，又或者大部分水泵被关闭，导致水泵动力不足、无法顺利循环冷却水，最终促使系统多开水泵，浪费了多余的电力。而使用变频技术的中央空调，则通过在冷却水系统中加装变频器、切换器等元器件，来实时监测空调的负荷是否和实际需求相当，一旦工作频率高于需求、造成电力浪费，控制器和切换器便会介入，实时控制水泵的运行速度和水泵的开关，同时保持多个水泵的运行速度基本一致，以保证水泵的磨损程度一致，不仅从根本角度解决了能耗问题，也一定程度上保护了中央空调的机械寿命。

4.2变频技术在电机转速改变中的应用

变频技术的普及有效地改变了电机的速度，有效地实现了高效冷却，实现了绿色冷却的重要要求。中央空调变频技术具有有效调节内部电机速度频率的智能优势。在中央空调冷却过程中，马达是很重要的部分。在传统的中央空调冷却过程中，内部的水温差小于设计值，中央空调内部的热负荷难以与设计标准相匹配，能源消耗大，高负荷低能效成为问题，严重磨损了马达，削弱了中央空调设备的使用寿命。在电机系统中安装变频模块，可以有效地调节电机内部冷却系统热负荷现象，智能调节电机供给的频率，改变电机运行速度，满足实际冷却要求。冷却系统的热负荷值低时，可以有效降低电动机运行速度，防止功耗，充分节约资源。

4.3循环水泵的应用研究

循环水泵在中央空调整体空调系统运行工作中，电力消耗了整个系统的大约四分之一，因此对循环水泵的节能研究不容忽视。对于当前市场上大多数中央空调制冷系统中最常用的虚拟机系统，该系统主要依靠系统负载进行自动调节。但是该系统在应用过程中用户和用户的隔绝现象广泛，影响循环水泵的控制效果，中央空调能耗增加，可能导致中央空调设备运行效率低下。这种情况极有可能导致虚拟机系统故障，并给中央空调系统的稳定运行带来巨大风险。为了很好地解决这些问题，可以引入变频技术。在这种情况下，可以引入变频器进行技术应用，通过变频器的热和平关系，实现水流量和制冷量的自动同步控制，在中央空调运行中有效地调节整个流量范围，达到节能目的。

4.4制冷压缩机的应用

对于中央空调空调系统，制冷压缩机起着非常重要的作用。在冷卻方面，它占总功率的40%，在运营期间的平均负载最多只有60%。这只是压缩机容量的一半。换句话说，压缩机通常在低负荷下运行。使用制冷压缩机时，一般要参考螺杆、活塞、离心力等空调的实际情况，还必须确认其结构可调节。这可以灵活地响应各种工作条件，提高系统运行效率，显着提高能源节约。

结语：

对于中央空调系统，制冷压缩机起着非常重要的作用。从冷却角度看，它占总功率的40%，而操作中的平均负载最多只有60%。这只是压缩机容量的一半。换句话说，压缩机通常在低负荷下运行。使用制冷压缩机时，一般应参考螺杆、活塞、离心力等空调机组的实际情况，并确认其结构是否可调整。这样，您就可以灵活地响应各种工作条件，提高系统运行效率，明显提高能源节约。

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