制冷技术就业前景(通用10篇)
随着技术现代化的发展以及人民生活水平的不断提高,制冷在工业、农业、国防、建筑、科学等国民经济各个部门中的作用和地位日益重要,使培养的制冷与冷藏专业人才成为教育部门的当务之急。为了满足生产和生活的要求,需要通过制冷提供低温。。人体对温度相当敏感,炎热条件下希望降温以提供适宜的工作和生活环境。所以制冷与冷藏技术专业的就业前景是非常不错的,这方面的人才在就业时是非常容易的。制冷与冷藏技术专业高校毕业人数为-2500人,其中男74%、女26%,20制冷与冷藏技术专业高校招生男女比例为文科21%、理科75%、文理综合4%,近几年制冷与冷藏技术专业的就业率分别为(95%-100%)、(95%-100%)、(90%-95%)。
1 我国冷链物流制冷技术的应用现状及问题
从冷藏、保鲜、节能和自动化技术来看, 国际上普遍运用的冷藏、冷凝、气调、冷藏集装箱多式联运等先进的制冷技术在国内一些行业龙头企业已成熟应用, 各类保鲜、先进的包装技术以及涉及节能方面的技术在国内大型的果蔬基地和冷藏基地已得到成功运用。总体而言, 国内冷链制冷技术体系随着冷链物流需求市场的快速发展已初步确立。但是与国际先进国家相比, 我国的冷链物流制冷技术体系仍存在诸多问题, 主要反映在以下几个方面:基础设施薄弱, 自动化程度不高;流通领域中的保鲜、包装技术亟待提高;冷链节能意识和节能方案的设计需不断增强。
2 国际冷链物流制冷技术的发展
2.1 空气制冷技术的发展。
空气制冷系统在低温下的宽温度范围内, 具有运行性能优良、无臭无害且制冷速度快的特性, 非常适合于食品的冷冻冷藏。
2.2 低温容器隔热结构的发展。
为了防止常用的、隔热性能较好的PU泡沫塑料在-80~-90℃的温度下产生冷缩, 国外低温容器采用双层的隔热材料来处理:对于工作温度高于冷缩温度的外部, 用PU泡沫塑料隔热;对于工作温度低于冷缩温度的内部, 以耐低温隔热材料隔热, 从而较好地实现了干冰温度环境下物品的冷藏运输。
2.3 气调运输技术及设备的发展。
20世纪80年代初, 国外开始利用气调集装箱进行海上或陆上长途运输, 将本国水果运至世界各地, 从而占领更大的市场份额。目前, 国外开始研究膜分离技术在气调集装箱领域的应用。其工作原理为:用半透膜作为选择障碍层, 允许氧气、二氧化碳等透过而保留混合物中的氮气, 从而达到分离的目的。
2.4 相变材料在冷藏运输制冷系统中的应用。
相变材料制成的新型制冷系统实现了与车体的分离, 可以在停车场等地点补充制冷材料后, 安装在车体上实现制冷功能。与传统制冷装置相比, 该系统具有噪音低、耗能少、污染小等优势, 适用于短途、区域内的配送。
3 冷链物流系统制冷技术发展的前景与展望
随着我国国民经济和居民收入持续性稳定增长, 今后5~10年我国冷藏冷冻食品以及医药产品依旧能保持10%以上的产销增长, 冷链物流市场增长潜力仍然巨大。从冷链物流系统制冷技术体系来看, 我国目前正处于培育上升期, 许多国外成熟的技术在我国还处于尝试起步阶段, 譬如国内目前分级清洗、整理机械等前道成型设备、新型低温包装材料、冰温贮藏、气调储藏技术和无线射频识别技术等的推广应用以及快速冻结装置等核心关键设备和新型制冷系统及制冷剂的研制研发等, 因此发展空间极为广阔。可以预见, 未来随着国外成熟技术在国内的快速推广、国内技术的不断深入以及相关政策法规的不断完善, 国内冷链物流制冷技术体系将日趋完善。
参考文献
[1]刘佳霓.冷链物流中制冷技术应用的现状与发展[Z].
关键词:制冷;蒸汽压缩式制冷压;逆卡诺循环
引言
随着技术现代化的发展以及人民生活水平的不断提高,制冷技术已经几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域,并在改善人类的生活质量方面发挥着巨大作用。可以说,现代技术进步离开了制冷技术发展是不可想象的。
一、压缩式制冷技术
压缩式冷循环是目前技术最成熟,应用最广泛的传统技术。理论上,最简单的压缩式制冷循环系统由:蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四大部件组成,从蒸发器出来的氨的低温低压蒸气被吸入压缩机内,压缩成高压高温的过热蒸气,然后进入冷凝器。由于高压高温过热氨气的温度高于其环境介质的温度,且其压力使氨气能在常温下冷凝成液体状态,因而排至冷凝器时,经冷却、冷凝成高压常温的氨液。高压常温的氨液通过膨胀阀时,因节流而降压,在压力降低的同时,氨液因沸腾蒸发吸热使其本身的温度也相应下降,从而变成了低压低温的氨液。把这种低压低温的氨液引入蒸发器吸热蒸发,即可使其周围空气及物料的温度下降而达到制冷的目的。从蒸发器出来的低压低温氨气重新进入压缩机,从而完成一个制冷循环。然后重复上述过程。
二、蒸汽压缩式制冷技术
蒸汽压缩式制冷系统由压缩机,冷凝器,膨胀阀,蒸发器组成,用管道将其连成一个封闭的系统。如下图
工质在蒸发器内与被冷却对象发生热量交换,吸收被冷却对象的热量并汽化,产生的低压蒸汽被压缩机吸入,经压缩后以高压排出。压缩过程需要消耗能量。压缩机排出的高温高压气态工质在冷凝器被常温冷却介质(水或空气)冷却,凝结成高压液体。高压液体经膨胀阀时节流,变成低压,低温湿蒸汽,进入蒸发器,其中的低压液体在蒸发器中再次汽化制冷,如此周而复始。
据所用制冷剂的热力性质,创造一定的压力条件,就可以在一定范围内获得所要求的低温。要实现制冷循环必须要有一定的设备,而且要以消耗能量作为补偿。蒸汽压缩式制冷循环就是用压缩机等设备,以消耗机械功作为补偿,对制冷剂的状态进行循环变化,从而使用冷场合获得连续和稳定的冷量及低温。在制冷循环中,制冷剂经历了汽化、压缩、冷凝、节流膨胀等状态变化过程。为了分析,比较和计算制冷循环的性能,必須知道制冷剂的状态参数变化规律。
三、逆卡诺循环分析
逆卡诺循环是使工质(制冷剂)在吸收低温热源的热量后通过制冷装置,并以外功作补偿,然后流向高温热源。逆向循环是一种消耗功的循环,制冷循环就是按逆向循环进行的,在温—熵或压—焓图上,循环的各个过程都是依次按逆时针方向变化的。逆卡诺循环示意图如下:
1、实现逆卡诺循环必须具备的条件:
(1)高、低温热源温度恒定;
(2)工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差;
(3)工质流经各个设备时无内部不可逆损失;
(4)作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。
逆卡诺循环是可逆的理想制冷循环,它不考虑工质在流动和状态变化过程中的内部和外部不可逆损失。虽然逆卡诺循环无法实现,但是通过该循环的分析所得出的结论对实际制冷 循环具有重要的指导意义。
2、制冷系数ε
制冷循环常用制冷系数 ε 表示它的循环经济性能,制冷系数等于单位耗功量所制得的冷量。
ε=q/∑W
q:1kg 制冷剂在T0温度下从被冷却物体吸收热量q(kJ/kg)
W:循环1 kg的工质消耗功
对于逆卡诺循环而言:
εC=T0/(Tk- T0)
T0:蒸发温度;Tk:冷凝温度
从公式可知,逆卡诺循环的制冷系数仅与高、低温热源温度有关,而与制冷剂的热物理性能无关。由于逆卡诺循环不考虑各种损失,而且压缩机利用了膨胀机对外输出的功,因此,在恒定的高、低温热源区间,逆卡诺循环的制冷系数最大,在该温度区间进行的其它各种制冷循 环的制冷系数均小于逆卡诺循环制冷系数。所以,逆卡诺循环制冷系数可用来评价其它制冷循环的热力完善度。
四、理论循环及热力计算
1、理论制冷循环不同于逆卡诺循环之处是:
(1)制冷剂在冷凝器和蒸发器中按等压过程循环,而且具有传热温差;
(2)制冷剂用膨胀阀绝热节流,而不是用膨胀机绝热膨胀;
(3)压缩机吸入饱和蒸汽而不是湿蒸汽。
用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失:不但增加了制冷循环的耗功量,还损失了制冷量。这两部分损失必然使制冷系数和热力完善度有所下降。
2、用干压缩代替湿压缩后的过热损失包括:
(1)用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失导致后果:膨胀阀的节流是不可逆过程,节流前、后焓值不变;制冷剂干度增加,液体含量减少,制冷量减少,消耗功上升,制冷系数下降,其降低的程度称为节流损失。节流损失的大小与下列因素有关:与冷凝温度和蒸发温度差有关,节流损失随其增加而增大;与制冷剂的物性有关,一般节流损失大的制冷剂,过热损失就小;与冷凝压力有关,冷凝压力Pk越接近临界压力Pkr节流损失越大。
(2)用干压缩代替湿压缩后的饱和损失
在制冷压缩机的实际运行中,若吸入湿蒸汽,会引起液击,并占有气缸容积,使吸气量减少,制冷量下降。过多的液体进入压缩机气缸后,很
难全部汽化,这时,既破坏了压缩机的润滑,又会造成液击,使压缩机遭到破坏。因此,蒸汽压缩式制冷装置在实际运行中严禁发生湿压缩,要求进入压缩机的制冷剂为干饱和蒸汽或过热蒸汽,干压缩式制冷机正常工作的一个重要标注。另外,可在蒸发器出口增设一个液体分离器。分离器上部的干饱和蒸汽被压缩机吸走,保证干压缩,进入压缩机的制冷剂状态点位于饱和蒸汽线上。制冷剂的绝热压缩过程在过热蒸汽区进行。因此,制冷剂在冷凝器中并非定温过程,而是定压过程。
3、热力计算
热力计算制冷剂在蒸发器中的单位质量制冷量:q0= h1-h4[kJ/kg]
压缩机的单位质量绝热压缩耗功量:W=h2- h1[kJ/kg]
制冷剂单位容积制冷量:Qv=q0/V[kJ/m3]
理论制冷系数:ε= q0/W
参考文献:
[1]刘锡林;董赫伦;李克斌.基于蒸气压缩式制冷循环的分析[J].河南科技,2014-07-25
根据国务院的指示精神,为了适应我国冷藏加工工业迅速发展、变化的新情况,切实做好制冷装置安全技术工作,我们组织了有关方面的技术人员,对目前商业系统制冷机器、设备性能和技术装置的状况进行了调查研究,并参阅了国外有关的标准资料,重新制定了《冷藏库氨制冷装置安全技术规程(暂行)》。现将《规程(暂行)》及随文发给你们,请认真执行。执行中遇到的问题,望及时报告我们。
1960年,商业部食品局制定的《冷藏库氨制冷装置安全技术规程》同时终止。
冷藏库氨制冷装置安全技术规程(暂行)第一章 总则
第一条 为了认真贯彻国家有关安全生产的方针,确保氨制冷装置的安全运行,保障职工在生产中的安全和健康,促进制冷事业的发展,特制定本规程。
第二条 本规程适用于商业系统冷藏库氨制冷装置的设计、安装、操作、维修和管理。商业系统各有关单位和企业所制定的技术规范、操作规程、专业技术标准、技术条件等,应符合本规程的要求,本规程服从于国家的有关规程和标准。
第二章 安全装置
第一节 安全防护
第三条 氨压缩机必须设置高压、中压、低压、油压差等安全防护装置。安全防护装置一经调整、校验后,应做好记录并铅封。
第四条 氨压缩机水套和冷凝器须设冷却水断水保护装置。蒸发式冷凝器须另增设风机故障保护装置。
第五条 为防止氨压缩机湿冲程,必须在氨液分离器、低压循环器、中间冷却器上设液位指示、控制、报警装置。低压贮液器设液位指示、报警装置。
第六条 在机器间门口或外侧方便的位置,须设置切断氨压缩机电源的事故总开关,此开关应能停止所有氨压缩机的运转。若机器控制屏设于总控制间内,每台机器旁应增设按钮开关。
第七条 机器间和设备间应装有事故排风设备,其风机排风量应不小于8次/小时换气次数的要求。事故排风用的风机按钮开关须设在机器间门口,并应用事故电源供电。
第八条 氨压缩机联轴器或传动皮带、氨泵、油泵、水泵等的转动部位,均需设置安全保护罩。
第九条 禁止闲人进入机器间和设备间。
第十条 设在室外的冷凝器、油分离器等设备,应设有防止非操作人员进入的围墙或栏杆。贮氨器(即高压贮液器)设在室外时,应有遮阳棚。
第十一条 检修氨压缩机、辅助设备、库房内冷风机、蒸发管道、阀门等,必须采用36伏以下电压的照明用具,潮湿地区采用12伏及以下的。
第十二条 机器间外应设有消火栓。机器间应配置氧气呼吸器、防毒衣、橡皮手套、木塞、管夹、柠檬酸等必须的防护用具和抢救药品,并设在便于取得的位置,专人管理,定期检查,确保使用。操作班组的工人,应熟练地掌握氧气呼吸器等的使用和抢救方法。第二节 仪表和阀门
第十三条 每台氨压缩机的吸排气侧、中间冷却器、油分离器、冷凝器、贮氨器、分配站、氨液分离器、低压循环器、排液器、低压贮氨器、氨泵、集油器、充氨站、热氨管道、油泵、滤油装置以及冻结装置等,均须装有相应的氨压力表。
第十四条 氨压力表不得用其他压力表代替,且必须有制造厂的合格证和铅封。氨压力表量程应不小于最大工作压力的1.5倍,不大于最大工作压力的3倍,精度不得低于2.5级。蒸发压力侧应采用能测量真空度的氨压力表。
第十五条 氨压力表每年须经法定的检验部门校正一次,其他仪表应符合有关部门的规定。
第十六条 氨压力表的装设位置应便于操作和观察,须避免冻结及强烈震动。若指示失灵,刻度不清,表盘玻璃破裂,铅封损坏等,均须立即更换。
第十七条 每台氨压缩机、氨泵、水泵、风机,都应单独装设电流表,应有过载保护装置。
第十八条 氨压缩机间应设有电压表,并定时记录电压数值。当电网电压波动接近规定幅度时,要密切注意电流变化、电机温升,防止电机烧毁。
第十九条 经常检查电气设备的完好性。电缆管用不燃的绝缘材料包裹,大功率负荷电缆不得直接与聚苯乙烯或聚氨脂隔热板型建筑物接触。
第二十条 氨压缩机的吸排气侧、密封器端、分配站供液、热氨站的集管上,应设置温度计,以便观察和记录制冷装置的运转工况。
第二十一条 氨压缩机上的高压安全阀在吸排气侧压力差达到16公斤力/厘米时应自动开启;双级压缩机之低压机(缸)上的中压安全阀,当吸排气侧压力差达到6公斤力/厘米时,应能自动开启,以保护氨压缩机。
第二十二条 冷凝器、贮氨器、排液器、低压循环器、低力贮氨器、中间冷却器等设备上均须装有安全阀。当高压设备压力达到18.5公斤力/厘米,中、低压设备压力12.5公斤力/厘米时,安全阀应能自动开启。
第二十三条 制冷系统安全管公称管径应不小于安全阀的公称通径。几个安全阀共用一根安全管时,总管的通径应不小于D32毫米,不大于D57毫米,安全阀泄压管应高出氨压缩机间房檐,不小于1米;高出冷凝器操作平台,不小于3米。
第二十四条 氨压缩机和制冷设备上的安全阀,每年应由法定检验部门校验一次,并铅封。安全阀每开启一次,须重新校正。
第二十五条 在氨压缩机的高压排气管道和氨泵出液管上,应分别装设气、液止回阀,以避免制冷剂倒流。
第二十六条 冷凝器与贮氨器之间应设均压管,运行中均压管应呈开启状态。两台以上贮氨器之间应分别设气体、液体均压管(阀)。
第二十七条 贮氨器、中间冷却器、氨液分离器、低压贮氨器、低压循环器、排液器、集油器等设备,均应装设液面指示器。玻璃液面指示器应采用高于最大工作压力的耐压玻璃管,并具有自动闭塞装置。采用板式玻璃液面指示器则更好。
第二十八条 中间冷却器、蒸发器、氨液分离器、低压贮液器等设备的节流阀禁止用截止阀代替。
第二十九条 在氨泵供液系统中,应设自动旁通阀保护氨泵。中间冷却器亦可采用自动旁通阀。
第三章 安全操作
第一节 氨压缩机的安全操作
第三十条 除出厂说明书的规定外,氨压缩机正常运转的标志为:
(一)系列化氨压缩机的油压应比曲轴箱内气体压力高1.5~3.0公斤力/厘米,其他采用齿轮油泵的低转速压缩机应为0.5~1.5公斤力/厘米。
(二)曲轴箱内的油面,当为一个视孔时,应保持在该视孔的1/3~2/3范围内,一般在1/2处;当为两个视孔时,应保持在下视孔的2/3到上视孔的1/2范围内。油温最高不应超过70℃,最低不得低于5℃。
(三)氨压缩机高压排气压力不得超过15公斤力/厘米,压比等于或小于8。
(四)单级氨压缩机的排气温度为80~150℃,吸气温度比蒸发温度(双级氨压缩机的高压级吸气温度应比中间压力下的饱和温度)高5~15℃。
(五)氨压缩机机体不应有局部非正常的温升现象,轴承温度不应过高,密封器温度不应超过70℃。
(六)氨压缩机在运转中,气缸、曲轴箱内不应有异常声音。
第三十一条 当库房内热负荷突然增加或系统融霜操作频繁时,要防止氨压缩机发生湿冲程。
第三十二条 当机器间温度达到冰点温度时,氨压缩机停止运转后,应将气缸水套和曲轴箱油冷却器内的剩水放出,以防冻裂。
第三十三条 当湿冲程严重而造成停车时,应加大汽缸水套和油冷却器的水量,防止汽缸水套或油冷却器冻裂。为尽快恢复其运转,可在氨压缩机的排空阀上连接橡胶管,延至室外水池内,将机器内积存的氨液通过排空阀放出。必要时可用人工驳动联轴器,加速进程。
第三十四条 将配组双级压缩机调换为单级运行,或将运行中的单级压缩机调换为配组双级运行时,须先停车、调整阀门,然后才能按操作程序重新开车。严禁在运行中调整阀门。
第三十五条 禁止向氨压缩机吸气管道内喷射氨液。
第二节 辅助设备的安全操作
第三十六条 热氨融霜时,进入蒸发器前的压力不得超过8公斤力/厘米,禁止用关小或关闭冷凝器进气阀的方法加快融霜速度,融霜完毕后,应缓慢开启蒸发器的回气阀。
第三十七条 冷风机单独用水冲霜时,严禁将该冷风机在分配站上的回气阀、排液阀全部关闭后闭路淋浇。
第三十八条 卧式冷凝器、组合式冷凝器、再冷却器、水泵以及其他用水冷却的设备,在气温达到冰点温度时,应将停用设备的剩水放出,以防冻裂。
第三十九条 严禁从制冷装置的设备上直接放油。
第四十条 贮氨器内液面不得低于其径向高度的30%,不得高于80%。排液器最高液面不得超过80%。
第四十一条 从制冷系统排放空气和不凝性气体时,须经专门设置的空气分离器放入水中。四重管式空气分离器的供液量以其减压管上结霜呈1米左右为操作适宜。
第四十二条 制冷系统中有可能满液的液体管道和容器,严禁同时将两端阀门关闭,以免阀门或管道炸裂。
第四十三条 制冷装置所用的各种压力容器、设备和辅助设备不应采用非专业厂产品或自行制造。特殊情况下必须采用或自制时,须经劳动部门审核批准,经严格检验合格后方可使用。
第四十四条 制冷系统的压力容器是有爆炸危险的承压设备,应严格按国家有关规程、规定进行定期外部检查和全面检验。除每次大修后应进行气密性试验外,使用达十五年时,应进行一次全面检查,包括严格检查缺陷和气压试验。对不符安全使用的压力容器,应予更新。
第四十五条 制冷装置中不经常使用的充氨阀、排污阀和备用阀,平时均应关闭并将手轮拆下。常用阀门启闭时要防止阀体卡住阀芯。
第三节 设备和管道检修的安全操作
第四十六条 严禁在有氨、未抽空、未与大气接通的情况下,焊接管道或设备,拆卸机器或设备的附件、阀门。
第四十七条 检修制冷设备时,须在其电源开关上挂工作牌,检修完毕后,由检修人员亲自取下。
第四十八条 制冷系统安装或大修后,应进行气密性试验。
系统气密性试验的压力值,处于冷凝压力下的部分应为18公斤力/厘米,处于蒸发压力和中间压力下的部分应为12公斤力/厘米。第四节 充氨的安全操作
第四十九条 新建或大修后的制冷系统,必须经过试压、检漏、排污、抽真空、氨试漏后方可充氨。
第五十条 充氨站应设在机器间外面,充氨时严禁用任何方法加热氨瓶。
第五十一条 充氨操作应在值班长的指导下进行,并严格遵守充氨操作规程。
第五十二条 制冷系统中的充氨量和充氨前的氨瓶称重数据均须专门记录。
第五十三条 氨瓶或氨槽车与充氨站的联接,必须采用无缝钢管或耐压30公斤力/厘米以上的橡胶管,与其相接的管头须有防滑沟槽。
第四章 安全规定
第五十四条 为防止损坏库内的蒸发器,货物堆垛要求:距低温库房顶棚0.2米,距高温库房顶棚0.3米,距顶排管下侧0.3米,距顶排管横侧0.2米,距无排管的墙0.2米,距墙排管外侧0.4米,距风道底面0.2米,距冷风机周边1.5米。库内要留有合理的通道。
第五十五条 温度为0℃及0℃以下的库房内,应设置专门的灯光和报警装置。一旦有人困在库内,可发送信号,传送给机器间或值班室人员,及时解救。
第五十六条 制冷设备和管道的涂色(见第669页上端表格)
如几条管道包扎在一起,隔热层外面可涂白色或乳白色,再以被包扎管道的性质,按规定颜色划箭头标明其流向。
库房内的管道可不涂色。
------------------------------------
名 称 | 涂
色 | 名
称 | 涂
色
------------------------------------
回气管 | 蓝 色
|
油 管
| 棕 色
排气管 | 红 色
|
冷凝器、贮 | 银白色
液体管 | 黄 色
|
氨器
|
水 管 | 绿 色
|
氨压缩机及 | 按出厂涂色
盐水管 | 灰 色
|
辅助设备
|
|
|
截止阀手柄 | 黄 色
|
|
各种阀体
| 黑 色
------------------------------------
第五十七条 氨制冷系统中设备的注氨量按下表所示:
------------------------------------
设 备 名 称 |注氨量(%)| 设 备 名 称 |注氨量(%)
------------------------------------ 冷 凝 器
| 15
| 非氨泵强制循环 |
|
| 供液:
|
洗涤式油分离器
| 20*
|
排管
| 50~60 贮 氨 器
| 70
|
冷风机
|
70 中间冷却器
| 30*
|
搁架式排管
|
50 低压循环器
| 30*
|
平板蒸发器
|
50 氨液分离器
| 20
|
壳管式蒸发器 |
80 氨泵强制循环供液:|
|
|
上进下出排管
| 25
|
|
上进下出冷风机 | 40~50|
|
下进上出排管
| 50~60|
|
下进上出冷风机 | 60~70|
|
------------------------------------
*设备注氨量按制造厂规定,氨液重度均以0.65公斤/升计算。
第五十八条 制冷系统应采用纯度为99.8%以上的工业用氨作为制冷剂。
第五十九条 检查系统氨泄漏应用化学试纸或专用仪器,禁止用点燃硫烛的方法。
机器间和辅助设备间内严禁用明火取暖。
第六十条 氨压缩机所使用的冷冻油,应符合机器制造厂所提出的要求。一般规定:360转/分的氨压缩机可用国产13号、18号冷冻油,720-960转/分的可用25号冷冻油;1400转/分以上的可用30号、40号冷冻油。
关键词:制冷空调;节能减排;能源消耗;技术措施
随着人们生活水平的不断提高,对生活质量的要求也随之升高。在炎热的夏天,制冷空调使用率逐渐升高。在制冷空调这一高耗电设备逐渐普及过程中,大量电能的消耗造成能源短缺加剧。据调查,在夏季建筑整体能耗约有四成为制冷空调系统消耗,且多数时间压缩机处于低负载运转状态。本文以制冷空调的节能减排为主线,研究了能耗控制方向及常见的几种技术。
1能耗控制方向
1.1开源方法
(1)应用燃气空调。热水器可分为电热水器及燃气热水器两种,制冷型空调同样可利用燃气提升能源利用率,降低电力消耗。若应用燃气空调,可显著控制电网峰谷差并控制使用空调引发的环境污染。早在20世纪90年代中期,日本已经推广燃气空调,但在我国仍未普及。应用燃气空调可对冬季及夏季空调所消耗的能源量加以平衡,不仅对发电设备的经济投资起到显著控制作用,也可大力提升电力设备在各季节运转利用率。(2)应用蓄冷型空调。蓄冷型空调工艺已经在某些发达国家应用并得到了大力推广。这一技术大多用于中央空调和局部区域制冷装置之中,对于环境保护、经济发展及能源利用有益。蓄冷型空调的研发与应用让中央空调装置及局部区域制冷装置在能源消耗上明显节约,对于能源的高效率利用有益,这一新工艺可称之为成熟型节能。
1.2节流方法
(1)运用变频工艺。变频工艺建立在计算机技术、电力电子技术、微电子技术以及控制技术基础之上。通过变频器来控制电路以及逆变电路提供直流电源,从而得到高质量直流电源并将电路输出的直流电源转化为电压与频率,调节电机转动速度,提升设备性能。在制冷空调中,变频工艺主要应用于风机装置、凉水塔旋转风机、冷冻型水力输送泵、风量储柜、冷却型水力输送泵、冷水型动力装备等。(2)热力再利用。向外排风的热量、冷量以及气体液化热回收被称为热力回收。通过回收之后的能源再利用可明显降低能源消耗,控制无效外排量,热力回收的重点在于帮助控制热负载。根据研究发现,热量回收再利用率可达到40%以上,有效降低了对周边环境的热力影响,符合节能减排观念。
2节能减排技术研究
2.1太阳能技术
在能源紧缺的今天,太阳能的利用可谓一种无运输、安全、开采方便、清洁性高的优势资源,不但能用于供热,还可应用于制冷方面。在制冷空调的工艺上,太阳能可将热能与光能实现光电转换,实现用电制冷和热驱动制冷。现阶段,采用太阳能能源作为制冷空调的能源来源可分为以下两种技术:吸附式制冷与吸收式制冷。(1)吸附式制冷。吸附式制冷多用于制冷量偏低的制冷空调系统中,常用于家用空调制造。活性炭—甲醛系统可利用太阳能实现冷媒水泵运转达到制冷效果;硅胶—水系统在热源温度上仅需65℃左右即可驱动。吸附式制冷具有节约能源、环境污染小、每日持续运行时间维持较长的优势。相对于传统系统而言,通过太阳能驱动吸附硅胶转轮可结合空调形成混合式系统,不仅可达到较好的降温、除湿效果,还可明显提升工作效率,在经济性上较强。(2)吸收式制冷。传统太阳能的热制冷常见于太阳能溴化锂吸收方式,约需85℃左右热源方可启动。这一温度要求较高的太阳能集热装置性能,若通过两级系统则热源温度需达到130℃以上。若能够通过高效太阳能集热装置,其热源温度可控制在140℃左右,联合辅助热源便可对双效溴化锂吸收机组产生驱动作用。这一方式虽然没有充分利用太阳能这一自然资源,但相对于燃气和燃油这类资源的消耗而言经济性上明显更强。
2.2变频技术
压缩机是制冷空调能耗消耗量最大的部分,传统空调系统的启动与停止多依靠压缩机完成,对室内温度的调节同样需消耗大量能源,并在压缩机加速过程中磨损各个零部件,对空调正常使用寿命产生影响。变频技术下,空调的压缩机部分可完全避免出现这类现象,其利用变频器对转速加以调节,从而达到控制制冷剂流量,改变室内温度的效果。(1)变频空调的应用优势。变频空调是现阶段人们购买家用空调的首选,相对于定频空调而言,变频能够在能源节约上体现出明显优势。其内部装设有变频控制器,通过对压缩机转动速度的调节以及对制热量、制冷量的连续性调节,让变频空调更符合人体舒适度要求,因此在家用空调中应用广泛。应用变频空调时,室内温度连续曲线可帮助达到降噪、舒适、节能效果。①自动启动功能。能够帮助使用者在突发状况下,例如突然停电再来电时,由于不必受到传统空调器限制,因此在来电后可自行启动,无需像传统空调一样需手动启动。这一优势可加速空调启动并让其尽快进入到正常运行轨迹,让系统更具稳定性。②提升性能。变频空调可加快空调的制热速度以及制冷速度,由于现阶段人们对空调性能要求较高,利用变频技术可在每次启动过程中在功率上处于最大额度,此时风量最大,在短时间内便可达到设定温度。达到预计温度时,压缩机转速会自动下降,并维持低能耗状态。这样不仅可以在更短时间内达到人体舒适程度,还能在维持设定温度前提下避免压缩机频繁开停,对于压缩机的耗电量可明显控制并延长压缩机寿命。③制热效果强。在低温环境中,变频空调制热能力明显更高。相对于传统空调器而言,变频空调制热量可达到150%效果。(2)常见变频技术。变频空调开机后,压缩机能够让空调以较大功率快速制冷,并在短时间内接近预计温度,在达到计划温度后便转入低速运行状态,以维持室内温度。这一操作可让压缩机节约能耗20%左右,在相关技术上可分为以下几种。①稀土永磁电机。这类电机的转子为稀土永磁,能够帮助压缩机在较宽幅度的频率及电压范围内实现高效率运转,达到节能效果。②模糊控制技术。这一技术可帮助变频空调自动感知室外温度变化并加以调节,让室内温度始终维持在设定温度左右。③超宽变频。超宽变频通过微电脑技术控制,可在短时间内测量出环境变化,并精确判断温度改变,让室内温度维持在设定温度恒定状态。
2.3蓄冷技术
传统蓄冷技术包含水蓄冷以及冰蓄冷两种,现如今不乏一些新型蓄冷技术为制冷空调提供了能源消耗控制帮助。现阶段新型蓄冷技术,可从以下几个方面展开讨论。(1)水合物浆体。水合物浆体指的是在常规大气压力下,一部分氨盐溶液受到压力影响生成类似于冰浆状态的浆体,为笼状水合物。相对于传统冰浆生成装置而言,水合物浆体在生成难度上明显更低,现阶段空调中应用的冷量传送介质以及蓄冷介质为此类浆体。相变温度处于0~12℃之间,调节难度较低,蓄冷密度可达到冷冻水的三倍左右。(2)水油蓄冷。水油蓄冷其传热流体为水,并使用石蜡之类的油类物质作为变相蓄冷介质,由于密度差关系可调配成流体状态。在密度差值明显偏大状态下,石蜡之类的油类物质以及水能够处于相互分离状态,继而调配成流体状态,在蓄冷系统中以十四烷为石蜡。(3)共晶盐。共晶盐蓄冷材料最早在日本被研制,其主要成分为十水硫酸钠,经过添加剂的化学变化后,相变温度可控制在9℃左右,因此对于常规制冷空调而言可应用于机组蓄冷之中。共晶盐的蓄冷密度相对于水而言可达到3.5倍左右,但其有一明显缺势,即易发生老化,影响到蓄冷持续能力。若在未来研究中能够通过共晶盐并提升其抗老化功能,共晶盐必将成为蓄冷首选。
3发展趋势
除了在制冷空调节能减排技术层面加强空调研发之外,还应注重制冷空调的能效标准。能效标准的合理制定有利于空调生产商及研究厂家更注重能效的控制,通常每隔5年我国修订一次节能减排要求。根据现阶段已经制定的相关标准而言,能效标准正逐渐重视能源效率比,对空调的能效指标起到显著性指导作用。同时,通过运行季节的区分来对能效展开衡量,让能效标准更具针对性与科学性,对空调的节能减排起到明显促进作用,可促使我国空调产品尽快接轨于国际水平。
4结语
综上所述,对于制冷空调而言,节能减排是现阶段研究的重点课题以及未来发展趋势。能耗的控制需从多方面展开,并在相关技术上不断投入,在意识上也应重视环境保护与经济发展之间的协调性,让节能减排技术及能源控制思想真正体现在制冷空调中。
参考文献:
溶液浓度差蓄能技术在太阳能蓄能制冷中的应用
摘要:为了研究太阳能蓄能制冷过程中各工作参数随时间变化的.关系,建立直接加热溶液的太阳集热器和蓄能制冷系统的动态数学模型,利用计算机进行动态数值模拟,得到太阳集热器与溶液储罐环路内工作溶液循环和蓄能制冷循环特性. 作者: 黄晓东徐士鸣 Author: Huang XiaodongXu Shiming 作者单位: 大连理工大学能源与动力学院,大连,116024 期 刊: 太阳能学报 ISTICEIPKU Journal: Acta Energiae Solaris Sinica 年,卷(期): ,33(1) 分类号: ATB61 关键词: 太阳能 制冷 蓄能 溴化锂溶液 机标分类号: TQ1 TU8 机标关键词: 溶液循环浓度差蓄能技术太阳能制冷系统REFRIGERATION SYSTEMSTORAGE TECHNOLOGYENERGY太阳集热器动态数值模拟动态数学模型随时间变化循环特性工作参数热溶液计算机环路过程关系储罐 基金项目: 国家自然科学基金 溶液浓度差蓄能技术在太阳能蓄能制冷中的应用[期刊论文]太阳能学报 --2012,33(1)黄晓东徐士鸣为了研究太阳能蓄能制冷过程中各工作参数随时间变化的关系,建立直接加热溶液的太阳集热器和蓄能制冷系统的动态数学模型,利用计算机进行动态数值模拟,得到太阳集热器与溶液储罐环路内工作溶液循环和蓄能制冷循环特性.
1 制冷工艺流程简述
制冷工艺流程见下图。
1.1 无制冷需求的运行工艺
制冷设备为旁路, 属非运行状态, 此时正路阀门打开, 来自乙二醇分离塔塔顶的酯化蒸汽将进入塔顶冷凝器冷凝, 不凝气体进入尾气淋洗塔, 冷却水进入塔顶冷凝器, 凝结水进入凝液槽, 部分回流, 部分排放, 即处于原工艺运行状态。
1.2 有制冷需求的运行工艺
制冷设备为正路, 属运行状态, 共有两种可能运行的形式:
(1) 额定工况。所有酯化蒸汽全部进入制冷设备, 所产生的凝结水 (约95℃) 进入原冷凝器继续冷却, 再进入原有的工艺系统, 酯化蒸汽输送过程中因压力及热量的变化产生的凝结水, 由于量非常小, 可以考虑排到凝液槽, 对于不凝气体, 通过真空泵外排, 先经过冷却器初步冷却, 将大部分水成分冷却后, 再进入尾气淋洗塔。
(2) 非额定工况。一部分酯化蒸汽进入制冷设备, 另一部分进入原有的工艺系统, 所产生的凝结水最终全部进入凝液槽, 不凝气体进入尾气淋洗塔。
1.3 冷却水流程
当制冷设备在额定工况运行时, 冷却水主要流入制冷设备, 原冷凝器只需要部分冷却水;当在非额定工况运行时, 有部分冷却水流入制冷设备, 同时有部分冷却水流入原冷凝器。当不需要制冷设备时, 冷却水全部流入原冷凝器。
1.4 冷冻水流程
余热制冷设备的冷冻水来自用冷设备的回水箱, 经过余热制冷设备后, 经调节一定压力直接进入原冷冻水输出的总管路, 满足整个用冷系统的冷却需求。
2 具体效果
2.1 酯化蒸汽参数
温度:100℃
压力:100k Pa
流量:7218kg/h
2.2 制冷量
最大制冷量为2910 k W, 相当于250万kc a l。冷冻水回水≤12℃, 余热冷冻水出口保证≤7℃。制冷设备可在20%~100%的负荷内调节。
3 关键问题说明
3.1 冷量的调节
由于酯化蒸汽为微正压, 因此无法采用电动调节阀实现蒸汽流量的调节, 余热制冷设备的冷量是通过调节冷却水量来实现的, 即在原冷凝器入口管设置压力传感器, 通过压力信号控制原冷凝器冷却水进口电动调节阀。
3.2 不凝气体和凝结水排放
酯化蒸汽在余热制冷设备内的流动阻力为7~10 k Pa, 我们的酯化蒸汽在进入余热制冷设备前小于10k Pa, 为使酯化蒸汽克服在设备内的流动阻力, 并实现凝结水与不凝气体的排放, 就需要外部系统进行配合。凝结水的排放方式为在低于制冷设备凝结水出口的高度下, 设置凝结水箱, 并具备水封功能, 即制造一个真空负压状态, 这样, 凝结水可以依靠自身的重力, 实现排放;还要配备一台水泵, 将凝结水打到原有的凝液槽中。对于不凝气体, 需要增加一台水环真空泵, 依靠外界动力来实现对其的排放。
4 经济效益
投资310万元 (设备260万元, 土建改造等50万元) , 而且可以不采购约150万元的等同冷量的电制冷机组做备台。
原系统为电制冷, 250万kcal/h的冷冻水机组电功率为5 6 0 k W, 去除增加的水泵、真空泵2 0 k W, 以运行时间4000小时, 电价0.72元/k W h计算。每年可节约电费为: (560-20) ×4000×0.72=155.52万元。
投资回收期为2 4个月, 回收期后每年可产生效益155.52万元。投资方式可以采用合同能源管理模式, 先付部分设备款, 项目投运后, 3年内所省的运行费用双方分成。此方法通常委托第三方进行。
关键词:制冷与空调;专业;特色技术
专业建设是高职院校改革的切入点和突破口,更是高职院校招生和毕业生就业的品牌。在全面提高教育教学质量的过程中,与地区行业企业结成战略合作伙伴,走校企深度合作之路;充分利用学校与行业企业不同的资源与环境,借助行业的指导和企业先进技术和设备的优势,发挥各自的优势,把课堂拓展到企业,以工学结合、工学交替等方式,使学校培养的人才适用性更强,使学生更早地接触企业,了解专业,全面提高毕业生就业竞争力。我院制冷与空调技术专业通过校企双方深度融合,初步实现了专业设置与培养目标零距离;课程设置与职业岗位需求零距离;实训实践教学与职业岗位技能零距离;彰显了专业特色。
一、重塑“菜单式”专业课程体系是专业特色的核心
以岗位能力为导向的“工学交替订单式”人才培养模式的核心是“菜单式”专业课程体系。通过对合作企业就业岗位的典型工作内容和内在能力要求的深度调研、分析,构建基于职业能力为载体的课程体系和以工作过程为载体的教材体系。企业专业技术人员直接参与专业人才培养方案和课程标准的制定以及教材(校本教材)的开发,专业课程体系中,突出教学标准与职业资格标准、行业企业技术标准相融合,按生产过程组织教学,创新课程体系,围绕能力、素质要求,突出应用性、针对性和先进性,同时,全方位引入企业文化,强化专业技能提升与企业文化的联系,满足企业对人才的要求。
(一)重塑以企业典型岗位能力为核心的特色课程体系。建立了校企合作双方人员参加的专业课程体系建设小组,根据合作企业典型岗位能力要求,围绕合作企业对学生的技术水平、工作能力的要求设置“菜单式”特色课程体系。我们在课程设置中,把体现当代科学发展特征的,多学科交叉的知识成果以及本专业最前沿的信息及时引入到专业课教学中来;根据企业岗位能力的要求开设具有企业特色、行业特色的专业课程或专题讲座,增加课程的选择性与弹性;根据合作企业是生产空调制造企业的特点加强了机械加工、机械制图、焊接技术、制冷与空调设备等课程和实践教学的教学比重;开设了WI(作业指导书)、ISO9000系列标准等专题讲座,形成了“天加班”的课程菜单。而“三菱重工空调班”则是在“天加空调班”的课程菜单的基础上,增设了“三菱重工多联机安装与维修”、“三菱重工E-solution 空调设计软件应用”、“维护PC技术软件的应用”等极具企业特色的专业技术课程。
(二)特色教材建设。我们根据合作企业不同的“订单”要求,与企业合作共同编写专业特色课程教材。由专职教师和企业的高级技术人员亲自挂帅,组织教材编写小组,将企业新技术、新工艺及技能标准引入教材中。形成以岗位能力为导向的“工学交替订单式”人才培养模式特色课程教材。开发出:“天加制冷、空调设备维修与运行管理”、“天加风机盘管、空调箱生产操作规范”、“三菱重工多联机安装与维修”、“三菱重工E-solution 空调设计软件应用”、“维护PC技术软件的应用”等特色教材及与之配套的习题库、工程应用案例库、试题库、网络学习资源等。
(三)职业岗位技能的要求。根据“中级制冷工”、“制冷工操作证”、“预算员”、“CAD绘图员”、“维修电工”等行业资格考试大纲要求,为配合企业“订单”要求,把课程教学和实践教学、课堂教学与课外实训、知识传授和能力培养相结合,将课程教学内容与专业资格考试内容有机融合。根据企业岗位需求,培养学生毕业前具有相应的技能等级,“天加空调班”同学具备“中级制冷”、“制冷工操作证”等;“三菱重工空调班”同学具备“中级制冷工”、“制冷工操作证”及三菱空调自己的“多联机安装维修培训证书”。
(四)重塑以能力素質评价为导向的学习效果评价体系。在改革学习效果评价方式过程中,借助校企合作平台,引入企业员工绩效考核标准,施行校内和企业共同考核的模式。形成了以岗位能力为出发点、以实际操作水平和工作实践能力来考核学生能力的准则,最终体现了考核的客观性与真实性。例如“天加空调班”的学生,某一门课程的总评成绩,不但包括校内的学习成绩,还要加入该生在天加公司顶岗实习期间的绩效考核成绩,引入“日常行为”、“6S”、“TMP”、“工作效率”、“工作态度”、“质量”、“成本控制”、“工艺”及“合理化建议”等评价项目,课程总评成绩为校内和企业成绩加权后的结果;形成了能力素质评价为导向的评价机制,体现了校企合作办学的特点。
二、打造专兼职教师一体教学团队是专业特色的关键
在我们合作办学的实践过程中,坚持树立以企业为中心的理念,重点打造一批技术过硬的专兼职教师队伍团队;制冷与空调技术专业专兼职教师团队由学院本专业教师和企业经验丰富的高级知识分子、某一领域的专家,以及生产一线的工程技术人员、管理人员等各类专业人才组成,这样的团队对于学校而言有利于促进专业“双师”结构师资队伍建设和课程建设;对于企业而言,培养的学生其职业能力就业岗位更为贴近。我们采取“走出去、请进来”的方法,形成了以专业带头人和企业高级技术人员、骨干教师为一体的“专兼职”的优秀教学团队。
(一)“走出去”。在与企业合作过程中,学生到企业顶岗实习的同时,学校选送专业教师到企业参加顶岗实践或同步到企业做访问工程师工作;教师在企业工作过程中,通过企业实践工作开展科研,既为企业解决一些实际问题,提高实践能力和专业技能,又能更快更好地接触到最新的技术、产品或其他前沿的科技成果;同时参与企业的员工培训,通过交流学习,提高企业兼职教师的执教能力。在让专业教师具备一线工作经验,参与企业实践活动,提高实践教学的针对性和实效性的。同时,选派骨干专职教师外出进修和学历提升促进专业教师教学和科研水平的整体提升。
(二)“请进来”。兼职教师是专兼职教师团队中不可或缺的重要组成部分,由行业和合作企业为本专业提供经验丰富的各类专业人才担任兼职教师,他们传授的课程实践性强、应用性强,授课时还与学生分享实际经验及行业的最新信息,并且带来了大量的区域人才需求信息,增强了学生就业学习的针对性;同时每年还定期给专职教师进行新技术培训,提升专职教师的技术水平。“天加制冷、空调设备维修与运行管理”、“天加风机盘管、空调箱生产操作规范”、“三菱重工多联机安装与维修”、“三菱重工E-solution空调设计软件应用”、“维护PC技术软件的应用”等相关专业特色课程基本都由企业技术人员来承担教学任务,取得了良好的教学效果。
三、结束语
通信技术专业是以电子技术、信号与系统、现代通信原理等理论为基础,学习和掌握各种数据、文字、语音、图像等的处理、传输和交换技术,电子信息产品的开发、生产、检测技术,通信设备的安装、使用和维护技术。通信专业主要开设电路分析、通信电子线路、电子设计自动化(EDA)、信号与系统、微机原理与应用、电子测量技术、数字通信原理、光通信系统、程控交换原理、移动通信系统、移动通信终端设备、电子整机装配、CATV安装与调试、通信网络技术、通信系统综合实验等课程。本专业可获取劳动部无线电装接中级职业技术证书、劳动部电子产品维修中级职业技术证书。学生毕业后可在通信产品的生产和经营企业从事通信产品的开发、装配、调试、维修和检验、生产管理、售后服务等技术工作,以及通信事业单位的通信网络设施的安装施工、运行调试、使用及管理维护等工作。
一、通信技术专业分析
随着信息社会发展进程的加快,信息与通信工程领域正面临着世界性变革,我国通信与信息产业的现代化也正处在高速发展时期。技术和信息是企业未来发展的两大重要支柱,可以这样说:谁拥有信息,谁将拥有更多的机会。通信技术是信息产业的重要基础和支柱之一,它的发展是日新月异,正在迅速地向社会各个领域渗透。通信技术是快速发展崛起的一门新兴学科,通信技术专业毕业生面对的社会岗位是多方位、多层次和多种多样的,特别是3G通信的到来和未来的通信发展,通信领域的企事业单位对通信技术人才的需求,呈逐年增大趋势。
二、地方经济对本专业人才需求情况及就业前景
我省地处东南沿海,经济发展很快,根据十年规划,嘉兴市将在未来的十年内大力发展信息产业。同时,近年来嘉兴市地方经济取得长足发展,信息化程度越来越高,对信息产业人才需求量急剧扩大,对人才的要求层次也越来越高。通信技术作为信息产业的支撑之一,急需大量高素质的并具有较强技术应用能力和经营能力的技术人才。在浙北地区,各行业更加迫切需要网络与通信的应用型人才。目前只有我院已开设了计算机网络与计算机应用专业,招生形势非常好,调查表明毕业生的就业形势也很乐观。因此我们专业也明确定位:毕业生主要服务浙北地区,同时面向全省及周边省市。
目前,教育部审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中有“物联网工程”、“传感网技术”和“智能电网信息工程”三个与物联网技术相关的专业。此三个专业从才开始首次招生,目前为止还没有毕业生,所以,无法从往年的就业率来判断未来的就业情况,但我们可从行业的整体发展趋势和人才市场的需求等方面了解该专业未来的就业形势。
据北京科技大学物联网与电子信息系主任王志良教授介绍,该校第一批物联网专业的学生还没毕业,但已经得到了物联网行业企业的认可。有些知名企业向他们伸出了橄榄枝,邀请学生们进行实习。众所周知,去大企业实习,是很多应届毕业生进入名企的敲门砖。
行业空间很广阔
目前,全球物联网产业体系正在建立和完善中。到全球物联网与互联网的业务比例将达到30∶1,物联网将成为一个上万亿的产业!未来十年,物联网将会被广泛应用于交通、物流、安防、电力、家居、医疗、矿业、军事等各个领域。可以预见,它将给世界经济与社会带来巨大的变化。
人才有缺口本科生不能满足
中科院院士、华东师大软件学院院长何积丰表示,未来的物联网技术要得到发展,需要在信息收集、改进、芯片推广、程序算法设计等方面有所突破,而做到这些的关键是如何培养人才。()柏斯维也指出,从整体来看,物联网行业是非常需要人才。
其实,从人才市场的需求来看,无论是物联网专业还是云计算专业的人才是炙手可热的.,但企业对人才的要求也是相当高的。很多单位和企业不但要求应聘者须是硕士以上学历,还要求有几年的相关工作经验。对此,企业纷纷表示,做核心的研发工作或核心的基础架构是需要一些经验积累的,本科应届生一般不具备这些经验。
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