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關鍵詞：吸附制冷研究概況空調應用
1引言
吸附制冷系統以太陽能、工業余熱等低品位能源作為驅動力，采用非氟氯烴類物質作為制冷劑，系統中很少使用運動部件，具有節能、環保、結構簡單、無噪音、運行穩定可靠等突出優點，因此受到了國內外制冷界人士越來越多的關注。
吸附制冷的基本原理是：多孔固體吸附劑對某種制冷劑氣體具有吸附作用，吸附能力隨吸附劑溫度的不同而不同。周期性的冷卻和加熱吸附劑，使之交替吸附和解吸。解吸時，釋放出制冷劑氣體，并在冷凝器內凝為液體；吸附時，蒸發器中的制冷劑液體蒸發，產生冷量。圖1是吸附制冷的理想基本循環系統示意圖，圖2是理想基本循環熱力圖。
圖1理想基本循環系統示意圖圖2理想基本循環熱力圖
圖1中、為切換系統吸附／解吸狀態的控制閥門，為節流閥；圖2中、分別為吸附態吸附率和解吸態吸附率，、為吸附起始和終了溫度，、為解吸起始和終了溫度。吸附制冷理想基本循環的由四個過程組成：(1)12，等容升壓；(2)23，等壓解吸；(3)34，等容降壓；(4)41，等壓吸附。(1)(2)過程需要加熱，(3)(4)過程需要冷卻，12561為制冷劑循環過程，當吸附床處于41階段時，系統產生冷量。
2吸附制冷技術研究進展
吸附制冷工作原理最早是由Faraday提出的[1]，而后在20世紀20年代才真正開始了吸附制冷系統的相關研究，由于當時提出的吸附制冷系統系統在商業上根本無法與效率高得多、功率大得多的系統競爭，因而并未受到足夠的重視。20世紀70年代的能源危機為吸附式制冷技術的發展提供了契機，因為吸附制冷系統可用低品位熱源驅動，在余熱利用和太陽能利用方面具有獨到的優點。進入20世紀90年代，隨著全球環境保護的呼聲越來越高，不使用氟氯烴作為制冷劑的吸附制冷技術引起了制冷界人士的廣泛興趣，從而使得吸附制冷技術的研究得以蓬勃的發展起來[2]。
吸附制冷吸附研究主要包括工質對性能、吸附床的傳熱傳質性能和系統循環與結構等幾個方面的工作，無論哪一個方面的研究都是以化工和熱工理論為基礎的，例如傳熱機理、傳質機理等等，限于篇幅，本文僅從技術發展的角度來概括吸附制冷的研究進展。
2.1吸附工質對性能研究
吸附制冷技術能否得到工業應用很大程度上取決于所選用的工質對，工質對的熱力性質對系統性能系數、初投資等影響很大，要根據實際熱源的溫度選擇合適的工質對。從20世紀80年代初到90年代中期，研究人員為吸附工質對的篩選做了大量的工作，逐漸優化出了幾大體系的工質對。按吸附劑分類的吸附工質對可分為：硅膠體系、沸石分子篩體系、活性炭體系（物理吸附）和金屬氯化物體系（化學體系）[2,3]。由于化學吸附在經過多次循環后吸附劑會發生變性，因而對幾種物理吸附類吸附體系的研究較多。幾種常用工質體系的工作特性總結于表1[4]。
表1固體吸附制冷工質對的工作特性和應用范圍工質對
制冷劑
毒性
真空度
系統耐壓強度
解吸溫度
℃
驅動熱能
標準沸點
℃
汽化潛熱
kJ/kg
沸石－水
100
2258
無
高
低
＞150
高溫余熱
硅膠－水
100
2258
無
高
低
100
太陽能、低溫余熱
活性炭－甲醇
65
1102
有
高
適中
110
太陽能、低溫余熱
活性炭－乙醇
79
842
無
適中
適中
100
太陽能、低溫余熱
活性炭纖維－甲醇
65
1102
有
高
適中
120
太陽能、低溫余熱
氯化鈣－氨
－34
1368
有
低
高
95
太陽能、低溫余熱
近幾年來，研究人員在吸附工質對方面的研究始終沒有停止，從理論和實驗兩個方面對各種工質對的工作特性進行了廣泛的研究。綜合考慮強化吸附劑的傳熱傳質性能，開發出較為理想的、環保型吸附工質對，從根本上改變吸附制冷工業化過程中所面臨的實際困難，是推動固體吸附式制冷工業技術早日工業化的關鍵。
2.2吸附床的傳熱傳質性能研究
吸附床的傳熱傳質特性對吸附式制冷系統有較大的影響。一方面，吸附床的傳熱效率和傳質特性直接影響制冷系統對熱源的利用；另一方面，傳熱傳質越快，循環周期越短，則單位時間制冷量越大。因此，提高吸附床的傳熱傳質性能是吸附式制冷效率提高的關鍵。
傳質速率主要取決于吸附解吸速度和吸附劑的傳質阻力，吸附劑的傳質阻力主要是由其孔隙率決定的，此外制冷劑氣體在吸附劑內的流程也對傳質阻力有很大影響，合理的吸附劑填充方式和吸附器設計可以有效降低傳質阻力。對于傳熱來講吸附床主要存在兩種熱阻[6]：吸附換熱器的金屬材料（換熱管道與翅片）與吸附劑之間的接觸熱阻；固體吸附劑的傳熱熱阻。因此，改善吸附床的傳熱特性，主要從減小這兩個熱阻的角度出發，或者依靠增大換熱面積來增加總的換熱量，也就是通過合理的吸附器結構設計來增加換熱量。
在加強傳質性能方面，比較有效的方法是通過改變吸附劑顆粒的形狀增加床層孔隙率以及在吸附床設計時設置制冷劑氣體的流動通道。
吸附器傳熱性質的加強首先是對吸附劑的處理，目前比較公認的方法有：采用二元混合物，讓小顆粒吸附劑摻雜在大顆粒吸附劑之間以減小吸附床的松散性；在吸附劑中摻入高導熱系數材料；通過固結等手段改變顆粒形狀，增大相互之間的傳熱面積，減少顆粒間的接觸熱阻[5]。減小吸附劑與吸附器翅片或器壁之間接觸熱阻可采用壓實或粘貼等方法。在吸附床的設計上，比較成熟的吸附床結構有翅片管式、板式、螺旋板式等[6]。
傳熱和傳質的加強經常是關聯在一起的，二者有時是對立的有時是統一的，例如床層孔隙率的增加會減小傳質阻力，但卻導致導熱熱阻的增加；而一個結構設計良好的吸附器往往會同時對傳熱和傳質起到促進作用，例如Melkon[7]所采用的將沸石粉末以極薄的厚度粘附在換熱管表面上的做法。因此，在具體實施傳熱傳質強化措施時必須綜合全面的考慮，選取最佳的方案。
2.3系統循環與結構的研究
從工作原理來看，吸附制冷循環可分為間歇型和連續型，間歇型表示制冷是間歇進行的，往往采用一臺吸附器；連續型則采用二臺或二臺以上的吸附器交替運行，可保障連續吸附制冷。如果吸附制冷單純由加熱解吸和冷卻吸附過程構成，則對應的制冷循環方式為基本型吸附制冷循環。如果對吸附床進行回熱，則根據回熱方式不同，可有雙床回熱、多床回熱、熱波與對流熱波等循環方式。下面簡單闡述一下幾種循環的基本原理。
基本循環在吸附制冷基本原理中已作介紹，其制冷過程是間歇進行的，增加床數并通過閥門的切換可實現連續制冷，但床與床之間無能量的交換。
20世紀80年代后期，Tchernev[8]、Meunier和Douss[9]等構建了雙床回熱循環，所謂回熱即利用一個吸附床吸附時放出的吸附熱和顯熱作為另一個吸附床的解吸熱量，回熱的利用率將隨著床數的增加而增加。回熱循環依靠床與床之間能量的交換來實現顯熱、吸附熱等熱量的回收，不僅可實現連續供冷，而且可大大提高系統COP。
熱波循環也是回熱利用的一種循環方式，是由Shelton[10]提出的。普通回熱循環中吸附床的溫度隨時間逐漸下降，同時解吸床的溫度逐漸上升，當兩床溫度達到同一溫度后，便無法繼續利用回熱而需采用外部熱源繼續解吸過程。Shelton認為，在吸附床中，如果能使床溫在與熱媒流動相垂直的方向上保持一致，而在熱媒流動方向上產生一陡坡（熱波），則能大大提高回熱效率。這一概念所描述回熱效率很高，但其實現尚有一定困難。
對流熱波循環是由Critoph[11]提出的，這種循環方式利用制冷劑氣體和吸附劑間的強制對流，采用高壓制冷劑蒸汽直接加熱、冷卻吸附劑而獲得較高的熱流密度。
根據吸附式系統的特點和溫度源的選擇，還可構筑多級和復疊循環制冷系統[2]。
從系統結構來看上述循環目前都是采用固定床方式實現的，因此在此有必要提及一種旋轉式吸附制冷系統，這種系統形式最早在20世紀80年代出現在美國的一些專利文獻中，但直到2000年左右才有比較系統的研究見諸報道[12,13]。這種系統結構采用旋轉方式使多個吸附制冷單元聯合運行，有效地利用了回熱，并在冷量輸出的連續性、穩定性和系統可控性等方面遠遠的優于以往的系統結構方式。
3吸附制冷技術在空調領域的應用前景
目前投入實用的吸附制冷系統主要集中在制冰和冷藏兩個方面，用于空調領域的實踐很少，只有少量在車輛和船舶上應用的報道。這主要是因為吸附制冷系統暫時尚無法很好的克服COP值偏低、制冷量相對較小、體積較大等固有的缺點，此外其冷量冷輸出的連續性、穩定性和可控性較差也使其目前不能滿足空調用冷的要求。趙加寧[14]提出在現有的技術水平下，可以結合冰蓄冷或作為常規冷源補充兩種方式將吸附制冷用于建筑空調。本文認為吸附制冷技術在空調領域的應用應立足于本身特殊的優勢，揚長避短，在特殊應用場合占據自己的位置。
吸附制冷與常規制冷方式相比，其最大的優勢在于利用太陽能和廢熱驅動，極少耗電，而與同樣使用熱量作為驅動力的吸收式制冷相比，吸附式制冷系統的良好抗震性又是吸收系統無法相比的。在太陽能或余熱充足的場合和電力比較貧乏的偏遠地區，吸附制冷具有良好的應用前景。
3.1可用于吸附制冷的熱力資源
我國太陽能資源很豐富，年平均日照量為5.9GJ/(m2·a)[14]。利用太陽能制冷是非常合理的，因為太陽能輻射最強的地區，通常是最需要能量制冷的地區，并且太陽輻射最強的時候也是最需要制冷的時候。
我國工業余熱資源的量很大，分布面很廣，溫度范圍也很寬，1990年的工業余熱統計數據[15]表明：我國工業余熱資源的回收率僅為33.5%，即2/3的余熱資源尚未被利用。
吸附制冷的良好抗震性使其在汽車和船舶等振動場合的應用成為可能。雖然吸收式制冷系統的工藝比較成熟，也可直接利用排氣廢熱，COP值相對于吸附式制冷來說也較高，但在車船這樣的運動平臺上，吸收式系統的溶液容易從發生器進入冷凝器以及從吸收器進入蒸發器，從而污染制冷劑以致不能正常運行。而吸附制冷系統結構簡單、可靠性高、運行維護費用低，能滿足車船的特殊要求。
常規汽車空調中使用的壓縮機要消耗大量的機械功，通常開動空調后，汽車發動機功率要降低10～12％，耗油量增加10～20％。汽車發動機的效率一般為35％～40％左右，約占燃料發熱量1/2以上的能量被發動機排氣及循環冷卻水帶走，其中排氣帶走的能量占燃料發熱量的30％以上，在高速大負荷時，汽車發動機排氣溫度都在400℃～500℃以上[16]。
船舶柴油機的熱效率一般只有30％～40％，約占燃料發熱量1/2的能量被柴油機的氣缸冷卻水及排氣等帶走。其中柴油機冷卻水溫度約為60℃～85℃，所帶走的熱量約占燃料總發熱量的25％；而柴油機排氣余熱的特點是溫度高，所帶走的熱量約占燃料總發熱量的35％[17]。
3.2吸附制冷系統自身的改進
吸附制冷系統能否最終在空調領域取得自己穩固的地位，最主要還要依靠吸附制冷系統自身性能的提高。在COP、單位質量吸附劑制冷量、單位時間制冷量的提高等研究方向上，許多研究者已取得了很多的成就并仍在辛勤的努力著。
此外，空調負荷對冷量的要求與制冰和冷藏系統不同，在實際中無論是建筑物還是車船的空調負荷都是動態變化的，這就要求冷源能夠及時響應空調系統的冷量要求，并且能夠保證連續的在一定時間內平穩供應冷量。吸附式制冷由于本身固有的特點，使其在試圖進行連續供冷時制冷量以波的形式出現。而且目前吸附式制冷系統運行的控制手段比較單一，公認的途徑有兩個：一是通過改變解吸階段的加熱速率以及吸附階段的冷卻速率來改變循環周期；二是強行改變等壓吸附時間，利用吸附過程中不同階段的吸附速度不同來調節冷量。由于吸附制冷系統的慢響應特性，這樣的控制手段無法使系統的冷量輸出滿足空調冷負荷經常變化的要求。冷量供應的連續性、穩定性和可控性可以統稱為冷量品質，目前這方面的研究尚未引起足夠的重視，如何有效地改善冷量品質是吸附制冷系統走向空調領域亟待解決的重要課題。
4結論
本文簡要介紹了吸附式制冷的基本原理，并從吸附工質對性能、吸附床傳熱傳質性能和系統循環幾個方面介紹了吸附制冷技術的研究概況。吸附制冷技術目前在空調領域的應用較少，本文認為吸附制冷憑借自身以太陽能和廢熱為驅動力、節能環保、運行可靠等優勢，將來很有希望在特殊場合的空調應用中找到自己穩固的立足點。
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(一)將課堂從實訓室搬到了工廠近些年制冷與冷藏技術專業一直與TCL空調器(武漢)有限公司合作，將綜合實習安排在該公司進行，使學生置身于企業實際環境中。整個實習過程以空調的生產工藝為主線，學生在整個生產過程中各司其職，更容易進入角色，進而主動思考，并對工作負責，通過半年的綜合實習學生掌握了家用空調的組裝工藝，同時更加鍛煉他們吃苦耐勞和溝通協調能力。
(二)校內老師和企業導師共同管理實習期間，校內老師由學校專業老師擔任，側重與專業知識、理論指導以及生活管理，企業導師由專業工程師和車間班組長擔任，側重于專業技能和實踐能力培養。企業導師在綜合實習期間是與學生“面對面”接觸機會最多的人，企業導師的作用不僅包含培養頂崗實習生的專業技能，而且還兼顧傳教實習基地所在企業的企業文化、專業技術人員的職業道德，同時幫助頂崗實習生融入項目管理團隊。企業導師對頂崗實習生的潛移默化作用很大，應該引起高度重視。
二、存在的問題
(一)學生的積極性不高由于受傳統教育觀念的影響，學生在學校大都是被動地接受教育，接收理論知識教育，老師也是“填鴨式”的教育，課堂安排學習什么內容學生就學什么，而在企業實習被安排在哪個崗位上工作就待在哪個崗位，，企業為了考慮生產效率，不愿意給學生換崗，所以學生大都是固定在一個崗位上，沒有機會輪崗換崗，不能按計劃學習各個崗位的技術技能，日久天長，工作枯燥無味，所以大多數學生在實習單位過程中表現都不夠積極主動。
(二)導師指導缺失雖然建立了校內導師和企業導師共同管理的制度，但是缺乏落實。校內導師只是在實習生遇到工作和生活難題的時候給與了幫助，對專業的指導較少。企業導師由于忙于企業的事情，對學生幾乎沒有起到指導作用，企業將推行導師制理解為簡單的幾天的生產工藝培訓和生產安全培訓，對后期學生的成長起不到太大的作用，歸根結地是缺乏長期有效的監督和管理。
(三)考核機制不完善目前主要是校內導師根據學生在企業的表現給出成績，對實習的評價是一種終結性的評價，缺乏過程評價、企業導師評價及同事評價。這在很大程度上影響了實習生積極性和主動性的充分發揮，從而影響了綜合實習的開展，導致綜合實習達不到理想的效果。
(四)企業缺乏關心學生學生在綜合實習期間，既是企業的員工，又是學校的學生，扮演著兩種角色，很多企業沒有認識到這一點，只是把學生當作廉價勞動力，比較注重短期利潤，不愿意用企業資源來培養學生，使得學生對在企業沒有歸宿感，對企業文化也沒有認同感。
三、幾點建議
(一)提高學生的積極性從實習的目的、實習的意義入手，讓學生轉變思想觀念，讓他們認識到工廠制冷與冷藏技術綜合實習是學校課堂的一個組成部分，不是在工廠車間簡單做事，只有在綜合實習實踐時把自己當作實習單位的員工，認真對待綜合實習的機會，全身心地進入工作狀態，接受并熟悉企業文化氛圍和職業崗位的需求，才能真正的把所學專業理論知識應用于實際的技能操作過程中，達到提高操作技能水平與實踐應用能力的目的。只有思想轉變，從心里認可實習的目的和意義，他們才能靜下心來在企業完成實習。企業多關心學生，讓學生認同企業文化，同時挑選綜合素質較高的人員做班組長，經常性地關心學生，多渠道的提高學生的工作積極性。
(二)加強“導師制”監督管理，制定相應的激勵措施導師制的初衷是好的，但是不落實等于零。這就要求學校和企業共同建立“導師制”監督管理和考核體系，從制度上約束和考核導師。只有讓校企雙方導師明確各自的權利和責任，才能有效加強學校企業雙方導師的合作，才能讓“導師制”這一培養模式在綜合實習中發揮積極作用，責任與權益同舉，出臺適當的激勵措施是必要的，企業和學校可各自對自己所管理的導師制定相應約束與激勵措施。
(三)改進考核方式，鞏固實習成果堅持學校、企業、學生共同評價的原則，作為一門綜合性實踐課程，綜合實習是學校、企業和學生共同參與的過程，綜合實習成績評價的主體應當是學校和企業，但必須認識到學生自我評價的價值和作用，將學校企業對實習的評價，與學生自我評價結合起來，最后評定出學生的實習成績，以有利于推動學生學習的積極性和提高綜合職業素質。
四、結束語
伴隨著科技水平的不斷的提升，工程機械也在不斷的適應不斷發展的科技水平提升自身的制造水平。空調制冷技術在機械工程中的應用范圍也在逐漸的擴大，但是工程機械空調系統作為一種特殊的空調系統，相對是比較復雜的。空調制冷技術在機械工程中的應用主要是通過壓縮、冷凝、節流和蒸發這四個工作環節的不斷的循環運行，從而保持蒸發器周邊溫度保持在一個響度比較穩定的低溫度的情況下，從而實現工程機械過程中的制冷的要求。
二、空調制冷技術在工程機械中的發展應用
空調制冷技術在工程機械中的應用發展經歷了5個階段，由功能簡單向功能齊全方向發展，而工程機械空調發展雖滯后于車用空調較多，但其發展歷程與汽車空調基本相同。單一供暖，該階段空調系統多為利用發動機冷卻液通過制熱芯體將水芯加熱，用鼓風機將被加熱空氣吹入駕駛室，給駕駛室的操作人員供暖。目前國內某些企業的工程機械產品依然在使用此種空調，主要用于售價較低的小型工程機械。單一制冷，單一制冷空調技術在二戰后得到運用，在1957年開始有了加裝單一制冷空調系統的轎車。但是此空調裝置無法調節溫度，目前基本被淘汰。當前使用的單一制冷空調，幾乎都為可調型。冷暖一體化，隨著空調技術的不斷發展，冷暖一體式空調第一次在汽車上實現應用，并且已經具備了基本的制冷、制熱、除霜、通風和過濾等功能，但是需要人員控制，工作量較大，可調溫性差。目前我國工程機械多數都在使用這種空調系統。自動溫控空調系統，該種空調系統雖冷暖一體，但需要手動調節溫度，增加了操作人員的工作量，控制效果也不是非常好，但是目前此方案還是得到了用戶的認可。這種空調系統需要事先將溫度設定好，系統會在事先設定的溫度范圍內自動工作，起到調節駕駛室內空氣的目的。目前，此方案被廣泛地應用于工程機械的空調系統中。
三、空調制冷技術在工程機械中的作用
通常，工程機械工作環境比較差，操作人員的操作環境也較差，尤其在潮濕、炎熱、粉塵大、寒冷的作業地區，空調的應用就顯得尤為重要。工程機械空調的最主要的功能是對駕駛室內空氣的濕度、溫度、氣流流速和清潔度等影響因數進行調節，使操作人員感到舒適，并去除擋風玻璃上的霧、霜、雪，保證操作人員身體健康和行車安全。具體功能有以下幾點：一是調節駕駛室內空氣的溫度。夏季降溫，冬季取暖并除霜、雪，潮濕季節除濕除霧。二是調節駕駛室內空氣的濕度。三是調節駕駛室內氣流流速。四是凈化駕駛室內空氣，提供潔凈新鮮空氣。五是實現駕駛室內增壓，阻止灰塵進入駕駛室。冷暖一體化，隨著空調技術的不斷發展，冷暖一體式空調第一次在汽車上實現應用，并且已經具備了基本的制冷、制熱、除霜、通風和過濾等功能，但是需要人員控制，工作量較大，可調溫性差。目前我國工程機械多數都在使用這種空調系統。自動溫控空調系統，該種空調系統雖冷暖一體，但需要手動調節溫度，增加了操作人員的工作量，控制效果也不是非常好，但是目前此方案還是得到了用戶的認可。這種空調系統需要事先將溫度設定好，系統會在事先設定的溫度范圍內自動工作，起到調節駕駛室內空氣的目的。目前，此方案被廣泛地應用于工程機械的空調系統中。
四、在工程機械空調各個部分的安裝
（一）壓縮機選型與安裝。壓縮機是空調系統中的最重要的部分，空調系統中的壓縮機主要由兩種類型，一種是控制排量壓縮機，一種是變排量壓縮機，無論是哪種類型的壓縮機都是有著將制冷劑進行運輸送制冷的作用。定排量壓縮機指的是根據發動機的轉速進行相應比例的轉動的調整。因此定排量壓縮機有一個弊端就是不能夠根據制冷的情況來改變自身的轉速，這樣的話會導致輸出的冷氣過于集中。在實際應用中如果是連續的運轉的話一般的轉速是保持在2200-2500轉/分鐘，如果是非連續性的運轉的話一般是保持在2800轉/分鐘。變排量壓縮機其自身的功率是自動根據制冷的需求進行自動調節的。變量壓縮機具有定排量的和變換排量的雙重的性質。在實際應用中，變排量壓縮機是轉速一般設定在2200轉/分鐘。
（二）制冷劑管路的布置。制冷劑管道主要是指蒸發器到壓縮機的這段管道距離，在進行管路設置的時候管路要盡量的小，并且管路的通道的直徑應該按照能承受的最小的眼里來進行設置。制冷劑管路的通道必須要保證與發動機的排氣管的隔離。
（三）空調安裝中要保證各個部分的穩固性。在機械工程中安裝所使用的空調的時候要盡可能的保證空調中的各個部件都是要穩定牢固，這樣能夠保證在機械工程中使用空調的時候的耐沖撞和震動性。
五、結語
論文關鍵詞：同步輻射，Wiggler磁體，零揮發，振動
1 引言
6T超導Wiggler磁體是合肥同步輻射加速器的重要部件，它使光源的應用范圍由真空紫外和軟X波段擴展至1?左右的硬X射線領域，Wiggler磁體系統后面現連接有三條硬X射線光束線站：XAFS光束線站、X—光衍射光束線站、LIGA光束線站，這三條光束線站自運行以來，貢獻出很多重要科研成果。Wiggler磁體是采用NbTi低溫超導線繞組和鐵芯組合的方式，有三對磁極為單周期結構(1-3)。Wiggler磁體系統運行已有13年，其設計使用壽命為10年左右。Wiggler磁體系統液氦消耗量設計值約為每天40升，實際測量值約為每天50升。2009年8月之前，液氦日均消耗量約為56升，3-4天輸液一次，2009年8月到2010年5月，液氦日均消耗量約為81升，相比之下增加了約44%的消耗量物理論文，2-3天要輸液一次。液氦消耗量的劇增，直接導致了每年運行經費多增加約100萬元，操作人員的工作強度增加。超導磁體運行安全性下降，液氦消耗過快有可能會導致失超。目前液氦價格很高，供應緊張。液氦供應量不足時，Wiggler磁體系統就無法運行，為保證三條光束線站的持續穩定的運行，大幅降低運行成本，有必要對Wiggler磁體系統進行升級改造(4-6)。
2 Wiggler磁體系統改造目標
2.1改造主要內容
為解決液氦消耗量大幅增加的問題，以及更進一步降低液氦消耗量，降低運行成本，擬將當前的Wiggler磁體系統改造成液氦零揮發系統論文提綱怎么寫。由于液氦零揮發系統引入小型制冷機，需要對制冷機工作時振動對Wiggler磁體的影響進行評估，判斷是否能達到合肥國家同步輻射實驗室提出的振動限定要求，以避免振動對同步輻射光源的性能造成影響。
2.2改造的主要性能指標
改造后的Wiggler磁體系統主要性能指標如下：
(1)保持束流管道高度1400mm不變；
(2)實現液氦零揮發系統；
(3)Wiggler磁體的振動幅度小于1μm；
(4)Wiggler磁體系統整體高度降低。
3 Wiggler液氦零揮發系統振動評估
由于合肥國家同步輻射實驗室對Wiggler磁體的振動提出限定要求，因此在液氦零揮發系統設計時，需要考慮隔振，振動的主要來源是小型制冷機。建立一個三位直角坐標系，選定一個垂直地面的方向為Z方向，選定相應的一組平行于地面且相互垂直的兩個方向為X、Y方向。
3.1 單個制冷機的振動測試
采用振動采集儀分別測量住友公司的4KG-M制冷機和南京柯德超低溫技術有限公司的4K G-M制冷機的二級冷頭的Z方向位移振動，將傳感器固定在二級冷頭的位置，振動實驗測量裝置如圖1所示。振動實驗測量獲得的數據與文獻[7]中的數據如表1所示。從表1數據可以看到，制冷機沒有工作時，其二級冷頭的Z方向振動位移峰峰值為0.669μm，是由測試環境造成的，比如測試環境中的其他運行的設備、大地的脈動等等；制冷機工作時物理論文，實驗測得住友公司的4K G-M制冷機二級冷頭的Z方向振動位移峰峰值為28.661μm，文獻中住友公司的4K G-M制冷機二級冷頭的Z方向振動位移峰峰值為26μm，兩個數據比較接近。測試環境、測量設備、4K G-M制冷機的運行狀態等因素的不同會導致兩個數據產生一些差異，也說明振動采集儀和測量方法是可靠的。
圖1 4K G-M制冷機振動實驗測試裝置
表1 4K G-M制冷機振動實驗Z方向振動位移比較
位置
狀態
Z方向位移峰峰值（μm）
4K G-M制冷機二級冷頭
制冷機停止
0.669
住友4K G-M制冷機二級冷頭
制冷機工作
28.661
柯德4K G-M制冷機二級冷頭
制冷機工作
24.704
文獻(7)中住友4K G-M制冷機二級冷頭
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3.當然標題1，標題2，標題3的屬性(如字體大小，居中，加粗，等等)可以自行修改的。修改方法：右鍵點擊“標題1”選“修改”，會彈出修改菜單，您可以根據自己的要求自行修改。
4.用標題1，2，3分別去定義文中的每一章節。定義時很方便，
只要把光標點到“第一章制冷概論”上，然后用鼠標左鍵點一下右邊的標題1，就定義好了；同樣方法用標題2，3定義1.1；1.1.1；依此類推，第二章，第三章也這樣定義，直到全文節尾。
5.當都定義好后，我們就可以生成目錄了。把光標移到文章最開頭你要插入目錄的空白位置，選[插入]--[引用]--[索引和目錄]
6.選第二個選項卡[目錄]，然后點右下的確定。就OK了。
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【關鍵詞】自動化技術 油氣儲運應用
中圖分類號：F470.1 文獻標識碼：A
一．引言
二．我國油氣儲運的概述。
近幾年以來，我國油氣儲運工程事業已經大力發展起來。西氣東輸管道和西部管道等油氣長輸管道已經建成運用，這些管道技術都顯示了我國對成品油、原油和天然氣管道輸送技術的更深層的應用以及更深的研究探討。一些石油戰略儲備庫的成功建設標志著大型地面原油儲運工程技術提高到了一個更加先進，更加新穎的技術水平。同時，我國油氣儲運工程也對國際先進理論與國際高端技術(數字化管道技術、HSE管理技術和油氣混輸管道技術)進行了極好的發展與應用。這些都標志著我國的油氣儲運工程技術已經邁入了一個更加新穎，更加深層的改革創新發展階段。
三．油氣儲運工程中應用的技術。
我國油氣儲運工程中應用的技術日益增多，其主要表現在以下三個方面：
天然氣制冷技術在天然氣儲運中的應用。
目前，天然氣液化主要有三種制冷工藝，即級聯式制冷循環、混合冷劑制冷循環和帶膨脹機制冷循環。級聯式制冷循環，利用某一制冷劑的蒸發來冷凝另一種較低沸點的物質而組成逐級液化循環，主要應用于基本復合型天然氣液化裝置。混合冷劑制冷循環是以多組份混合制冷劑為工質，進行逐級的冷凝、蒸發、節流膨脹，從而得到不同溫區的制冷量，達到對天然氣逐步冷卻和液化的目的。基本復合型天然氣液化裝置廣泛采用了各種不同類型的混合制冷劑液化流程。帶膨脹機制冷循環 利用高壓制冷劑通過透平膨脹機絕熱膨脹制冷實現天然氣液化的流程。根據制冷劑的不同，分為天然氣膨脹液化流程、氮氣膨脹液化流程和氮-甲烷膨脹液化流程。帶膨脹機制冷循環適用于液化能力較小的調峰型天然氣液化裝置。
天然氣水合物儲運技術在油氣儲運工程中的應用。
天然氣水合物不僅具有再次汽化時釋放速度相當慢并且極易控制的優點，還具有安全性能比較好的優點。天然氣水合物儲運技術是一種新穎的天然氣儲運技術，并且具有廣泛的發展前景。同時，低成本釋放與存儲技術不僅是該項技術的難點，天然氣水合物快速高效連續制成技術也是這項技術的難點。
高壓水射流技術在油氣儲運工程中的應用。
高壓水射流技術在油氣儲運工程中的應用主要表現在以下幾點：高壓水射流技術能夠使質量與容量得到保證，在對油庫儲罐進行一段時間的使用后，儲罐底部易于結垢，這些結垢會影響油品質量與容量，此時，就應該對儲罐進行合理的清洗；高壓水射流技術能夠使傳熱效率得到提高，當對粘油罐進行加熱的過程中，一些傳熱設備(熱傳器和鍋爐等)有著嚴重的結垢，使這些傳熱設備的能耗極其加大，傳熱效率極其降低，此時，運用高壓水射流技術不僅使結垢層得到有效的清除，還使能源的利用效率與傳熱效率得到提高，以下設備的清洗主要運用到高壓水射流清洗技術：各種各樣的換熱器設備，管道小型儲油設備，油桶和油罐車小型儲油設備。
四．自動化技術在提高設備運行效率方面的應用。
1. 泵類設備的運行效率的高低直接決定了生產單位的電耗指標。
對大型外輸泵的運行效率實施了自動化監控，它的主要監控原理是通過能耗計量儀表計量電機的實耗電量，再通過泵的進出口壓力和流量確定泵的輸出有用功，現場的一次儀表將參數采集到中央處理機，再經過運算程序計算出泵的實時泵效。技術人員通過對實時泵效變化情況進行分析，找出泵的效率變化原因，在實際應用的過程中，先后發現了：進口過慮器摩阻損失、出口閥組的節流、原油的溫度（粘度），以及電機運行效率對泵的影響，值班人員通過現場操作，使首站的泵的運行效率始終保持在70％以上，相對沒有實施監控系統以前提高了5個百分點，單臺220kw的外輸泵一年可節約近兩萬kw.h。
2. 完善加熱爐自動監測，增加原油進、出口壓力、溫度,水套壓力、溫度，排煙溫度、燃油流量、壓力,爐膛壓力、煙氣含氧量分析等監測點。
3. 在控制系統中，設定出口介質加熱溫度，根據油溫的變化來改變燃燒器的大小火切換，同時通過相應調整供風系統，提高燃燒器的燃燒效率，從而達到提高水套爐效率的目的。
4. 安全檢測聯鎖保護系統的加強，增加水套爐壓力保護、原油進出口壓差（防止滯留）檢測、水套爐水位低限報警、利用光電管監視燃燒情況，原油出口溫度超高監測，并建立聯鎖保護。
5. 自動化技術在辦公自動化方面的應用。
（1）. 生產報表自動化生成，主要是依據目前的focs系統對現場生產參數的自動采集生成數據庫，對數據庫的有關數據進行篩選，并進行自動累計和計算，生成當日生產報表。自動報表可以有效的避免手工填寫報表因人的責任心的問題填寫的錯誤。并可以作為工人當日生產業績的考核依據。大大提高管理的量化考核力度。以下是首站自動報表生成界面。
（2）. 辦公網絡化管理主要是依托網絡技術，在內部建立局域網絡，將站內的生產數據，技術資料和其他管理資料實現共享，并且通過服務器與上級部門的網絡聯網將本站的生產數據上傳到上一級管理部門。同時可以對生產進行指揮與分析，通過采集真實準確的生產信息，進行科學的分類整理，采用有效的分析方法，使管理者對現場的生產做出正確的指揮，對暴露出的問題進行分析和決策。使用一些先進的經濟分析方法（如投入產出分析）可以充分全面地考慮問題，并做出科學的分析和判斷。把管理人員從繁重的信息收集整理和統計中解放出來，使廠各級領導能利用計算機網絡準確、及時、全面地掌握信息，統籌安排生產和經營工作，提高工作效率和經濟效益。
6. 目前原油的輸送多采用管線輸送，原油在輸送過程中存在著兩方面的能量損失，即摩擦阻力損失和散熱損失。因此，必須從這兩個方面給流體提供能量——加熱站提供熱能和泵站提供壓力能。在管輸管理中，要正確處理這兩種能量的供求平衡關系，因為這兩種能量損失的多少是互相影響的。一般來說，散熱損失是起決定作用的因素。摩阻損失的大小取決于油品的粘度，粘度的大小取決于輸送溫度。提高加熱站的出站溫度，使油品在較高的溫度下輸送，原油的粘度降低，摩阻損失減小，但散熱損失增大。所以在原油管輸過程中存在著能耗最小的優化輸送選擇。
五．結束語
我國可以采用自動化技術和計算機信息技術，不斷的優化油氣儲運參數，并進一步提高油氣儲運的效率。運行計算機技術和自動化控制技術，對管線進行實時的監控，同時可以采集首端個末端壓力、流量、溫度以及粘度等各項參數，利用雙向微波將其數據信息傳送到首末站的控制室之中；并在此基礎上編寫和優化參數程序。自動化技術在原油儲運過程中的應用不但提高了生產系統的運行效率而且提高生產的安全性。因此，我們應促進自動化技術在油氣儲運過程中的應用，提高經濟效益。
參考文獻：
[1] 孫靈念 董明 王勝利 自動化技術在油氣儲運過程中的應用 [期刊論文] 《油氣儲運》 -2005年z1期
[2] 齊凱 自動化技術在油氣儲運過程中的應用 [期刊論文] 《中國石油和化工標準與質量》 -2012年11期
[3] 齊凱 自動化技術在油氣儲運過程中的應用 [期刊論文] 《中國石油和化工標準與質量》 -2012年9期
[4] 付玉章FU Yuzhang 自動化技術在油氣儲運過程中的應用 [期刊論文] 《科技傳播》 -2010年24期
[5] 魏孔林 王海成 許巧娟 張文浩 自動化技術在油氣儲運過程中的重要作用 [期刊論文] 《中國科技博覽》 -2012年21期
關鍵詞：二氧化碳；天然工質；制冷系統
中圖分類號：TQ116.3文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
制冷劑是制冷循環系統的重要工作介質，又稱為制冷工質。在制冷劑發展史上，氟利昂制冷劑對制冷技術的發展發揮了積極的推動作用。氟利昂制冷劑以其無毒、無味、不易爆炸、化學性和熱穩定性好、腐蝕性小等優點，得到了廣泛的應用。但相關研究表明，氟利昂在強烈的紫外線照射下會發生一系列化學反應，產生環境污染氣體。化學反應過程中產生的氯原子與臭氧分子不斷地反應，嚴重破壞了臭氧層，造成臭氧層空洞，臭氧層的保護迫在眉睫。與此同時，大氣中氟利昂濃度的不斷增加造成了溫室效應問題也越來越受到受到關注。
HCF類工質對臭氧層不具有破壞力，但由于其化學性質較為穩定，能量釋放后會積累，從而導致溫室效應。近年來，世界各國均在致力于合成高性能的工質，但由于制冷劑的用量在不斷增加，很難避免工質泄露的問題，這勢必會造成環境污染。考慮到工質環境效應的長期性和安全性，工質的研究應盡量使用對生態平衡有影響到一些非自然工質。高效、低毒、無害的自然工質的研究與應用已成為目前解決環境問題最重要的方案。二氧化碳（CO2）制冷劑作為一種無毒、無害的自然工質，其研究與推廣應用已成為現代制冷劑的主要發展方向。
二、二氧化碳制冷劑的性質
隨著可持續發展戰略的提出，現代制冷劑的研發越來越強調工質的環保性、安全性、經濟性以及高循環效率。CO2是一種性能良好的自然工質，其作為制冷劑具有很多其他工質不具有的優點，基本符合現代工質研發的要求。CO2作為制冷劑的具有以下優點：
（一）優良的環境性能
CO2是一種天然物質，其對臭氧的破壞潛能為0，即ODP=0，且其導致溫室效應的潛能指數為1，即GWP=1。就其在實際應用來看，CO2多應用于化工副產品的生產中，用CO2作為制冷劑可以有效地將排放到大氣中的廢物收回，因此其溫室效應等于零。
（二）經濟性強
CO2是一種天然存在的物質，無需再生或者回收，并且其運行費用和操作費用均較低，具有很強的經濟性。
（三）化學穩定性和安全性良好
CO2具有無毒、安全、不可燃等特性，在高溫條件下也不會分解出環境優污染氣體，能夠適應常用油的各種機械零部件。CO2溶于水后，水溶液呈弱酸性，對部分普通金屬具有一定的腐蝕性，例如碳鋼等。而對于不銹鋼類金屬不具有腐蝕性。而當運輸條件較干燥時，由于CO2本身不具有腐蝕性，在不與水接觸的條件下可以采用碳素鋼作為容器。
（四）熱物理性質與制冷循環系統及其設備相適應
CO2的分子量為44.1，遠遠低于CFC，具有較大的蒸發汽化潛熱，且具有很高的飽和壓力，因此，在單位容積內，CO2具有很大的制冷量且運動粘度很低。除此之外，CO2還具有很高的導熱系數，其液體密度與蒸汽密度之比很小，進行節流后，各個回路之間的制冷劑能夠均勻地分配。相比傳統的制冷系統，CO2制冷系統具有更小的容積流量，由此，壓縮機閥門及尺寸與管道流通面積之比遠遠低于制冷系統，從而使得整個系統變得更加緊湊。
三、二氧化碳制冷劑的應用
（一）二氧化碳制冷劑在汽車空調系統中的應用
二氧化碳制冷劑在汽車空調系統中的應用最初是由J.Petterson等人提出，隨后，相關的實驗臺被先后建立起來，對CO2制冷劑在汽車空調系統中的應用進行了研究，并取得了較好的結果。上世紀90年代，挪威SINTEF將CO2的跨臨界制冷循環應用于汽車制冷系統中，并開發了其樣機。J. Kohler等也進行了相關的研究。第一臺CO2制冷空調系統公共汽車樣機與1996年言之成功，并且運行良好。一系列的研究表明，在車輛空調系統中應用CO2超臨界循環系統不僅可以減少環境污染，同時也大大提高了空調系統的運行效率。相關研究表明，CO2制冷系統與CFC12具有同樣優良的性能，且在對適應環境溫度變化的性能上，CO2空調系統比CFC12系統更優，在較高的環境溫度下，其性能系數也較高。國外一系列相關的研究也表明，CO2制冷系統的性能與CFC12系統的性能相當。
在汽車空調中應用CO2跨臨界循環系統充分地利用了CO2的熱力學性能良好、飽和壓較高力、單位容積內的制冷量較大等優點，確保了空調系統的環保性能。此外，采用了CO2循環系統的空調機釋放的潛在能量遠遠低于一個CO2滅火器還，在保護系統的保護及監控作用下，完全能夠確保機械系統的安全可靠。在優化設計系統的循環參數以及各部件的配合等，可以有效地確保系統的穩定性和可靠性。近年來，CO2制冷劑在車輛空空調系統中的應用研究越來越成熟，CO2制冷系統車輛的研究將更加深入。
（二）二氧化碳制冷劑在工業制冷中的應用
CO2制冷工質具有自身液化作用，近年來，一些研究者認為其在工質充灌以及操作維護等方面具有較多的優勢，并逐漸代替了傳統的R502在制冷中的研究與應用。CO2制冷劑的液化方案逐漸被應用。其主要原理是對CO2氣體進行過濾、干燥，并在壓縮機中作升壓處理，然后與低溫制冷工質在冷凝蒸發器中混合，并降溫液化。經過節流處理后，CO2工質與CO2氣體直接混合，可有效地減少傳熱溫差，從而有效地提高能量的利用率。在運輸車冷凍機的應用方面，采用CO2制冷劑可以有效地降低溫室效應，不僅避免了環境的污染，且不會增加能耗。此外，采用CO2制冷劑無需對其進行回收和抽吸，便于設備的護養。
目前，國內外對CO2制冷工質的研究與應用越來越重視，CO2汽車空調以及熱泵等正被推廣推廣應用。相比于國外的工業制冷領域中CO2制冷工質的應用研究，我國在這方面還相對落后，還應進一步加大投入和研究力度。
（三）二氧化碳制冷劑在熱泵中的應用
CO2制冷劑的另外一個重要的應用領域是HPWH，即熱泵熱水器。在熱泵熱水器中采用CO2跨臨界的蒸汽壓縮循環系統始于1987年，一些可用于可以在商業生產中應用的樣機逐漸被研發出來，相關研究者在一系列論文分析了這類熱泵的結構、特性及相關的試驗結果等。且各類研究結果均顯示，CO2制冷劑在熱泵熱水中的應用具有很多的優勢。CO2熱泵熱水器能夠在極其簡單的操作條件下將水加熱到90℃以上。并且，在采用內部熱很大的熱交換器時，仍然可以保持適宜的排氣溫度，且不會影響條件。這一系列的研究及應用表明，CO2制冷系統具有很強的適應性，比傳統的熱泵系統具有更為廣闊的應用空間。此外，CO2跨臨界系統可在干燥的熱泵中應用，相關研究表明其比傳統的R134a熱泵具有更少的能量損失，由此可知，CO2工質在熱泵中的應用不會影響熱泵的耗能，值得在干燥熱泵中推廣應用。
四、結束語
CO2是一種安全可靠、經濟環保的天然制冷劑，其在各個領域的應用不僅可以降低能耗、實現較好的經濟效益，對環境保護也具有重要意義。大量相關的研究表明，CO2制冷系統具有與R134a和R12相當的性能，在某些方面甚至更優，且其設備維護簡便，CO2不需要回收和循環利用，具有較好的經濟性，是未來制冷劑研究和應用的重要發展方向。
參考文獻：
[1]劉訓海,王棟,李蒙.應用于展示柜的CO2蒸氣壓縮式制冷系統循環的分析[A].第四屆中國冷凍冷藏新技術新設備研討會論文集[C].2009:84-86.
[2]史敏.二氧化碳制冷技術[A].2007年ODS淘汰暨HCFCs替代技術發展國際論壇論文匯編[C].2007:101-105.
關鍵詞： 電制冷 溴化鋰制冷 直燃機 蒸發冷卻空調 水源熱泵
1、設計條件與依據
1．1、烏魯木齊某商業建筑物：面積10000.0m2，商場內共有人員4500.0人（0.45人/ m2 ）。
1．3、室內空氣狀態參數：（1）、夏季：tn=25℃，ф=55%，in=56.6kj/kg；
（2）、冬季：tn=22℃，ф=40%，in=40.8kj/kg。
1．4、夏季：冷負荷指標120w/ m2，冷負荷1200kw，含濕量：0.3g/kg，
濕負荷：736kg/h，熱濕比：ε=5870.0kj/kg；
冬季：圍護結構熱負荷指標80w/ m2，圍護結構熱負荷：800kw
（不包括新風負荷），濕負荷：600.0kg/h，
熱濕比：ε=-4800.0kj/kg。
12、地源熱泵制冷系統水井井深50米。
氣、水耗費用 (元/h)
冬季各制冷空調系統耗能、耗水計算結果表三
冬季各系統一小時運行費用的結果表四
供熱
方式
總耗
電量
(元/h)
轉貼于 5、冬季設計工況下的結果
5．1、冬季各系統運行時費用相差較大，這對采暖期長，能耗大的寒冷地區特別重要;從表四可以得出：冬季在烏魯木齊除采用城市集中供熱外（不考慮熱貼），其它任何空調系統在采用以天燃氣為主要熱源供熱或地源熱泵機組方式供熱都很不經濟，所以應避免采用。
5．2、冬季新風量雖然占總送風量不大，但空調機組在對其加熱、加濕過程中能耗確很大，在采用集中供熱的空調系統中，新風負荷約占總負荷50%，其運行費用也占總費用50%左右，所以設計時對冬季新風是否采用、采用多少應特別注意。如：在直燃式空調和地源熱泵空調系統的有些設計中，設計人為了滿足全年負荷要求，就以冬季這二種機組的額定出力選擇設備，其結果必然是出投資增大，冬季系統運行費用高，夏季系統長年在部分負荷情況下運行，對即機組不利，運行也不經濟，是應禁止選擇的設計方案。
6、全年設計工況下的結果
6．1、在現有收費條件下，用城市集中供熱是冬季空調系統的最經濟用熱方式。
6．2、使用天然蒸發冷卻冷源空調系統——方案4是夏季各類空調系統中最為經濟的系統，冬季使用城市集中供熱也較經濟。
6．3、夏季使用常規典型的螺桿式電制冷空調系統——方案1，在設計工況下其運行費用是方案4的一倍，冬季應使用城市集中供熱供熱。
6．4、夏季使用直燃型溴化鋰制冷空調系統——方案2，其運行費用與方案1相當，冬季不應時用直燃機供熱。
6．5、由于冬季熱負荷較大，再使用地源熱泵供熱相對就很不合理，夏季使用地熱水源熱泵——方案3供冷是否經濟，主要取決于地下水水位或井深。
