大型电气设备新型制冷剂的研究与分析

大型电气设备新型制冷剂的研究与分析

马志刚[1]2002年在《大型电气设备新型制冷剂的研究与分析》文中研究指明长期以来,大型电气设备的降温冷却问题一直在困扰着人们。传统的降温方式有很多缺点。而相变降温是一种新型的极具发展前途的制冷方式。通过对相变降温的研究,我们找到了一种环保型的蒸发制冷介质——全氟叁乙胺。对其制取过程以及其热物性进行了研究,并在蒸发冷却变压器模型上对其进行了换热降温实验。 全氟叁乙胺是一种理想相变降温介质,它具有良好的化学惰性、热稳定性、电气性能以及无毒、不燃性。通过对无水氟化氢和叁乙胺的混合溶液在一定条件下的电解氟化,来制备全氟叁乙胺。电解反应分为叁个阶段,每个阶段均有其不同的特性。此外,电压、反应温度、胺的质量浓度等均是影响反应的重要因素。 通过对反应产物进行质谱和色谱分析,确定其成分和含量,并在不断的实验中加以改进和优化。 通过对沸腾换热机理和大容器沸腾换热的分析,提出了蒸发制冷变压器模型,并在该模型上对自行研制的全氟叁乙胺进行了大容器沸腾换热实验。通过实验,得出了常压下得热流密度与壁面过余温度的关系曲线,为今后的进一步研究提供了基础。 本研究为开发新型制冷介质和研制蒸发冷却变压器提供了一条新颖的途径,具有一定的理论与实践意义。

蔡静[2]2002年在《可控硅整流电路的蒸发冷却研究》文中研究表明本文对可控硅整流电路采用蒸发冷却方式进行了理论分析和实验研究。可控硅整流电路中的主要部件是大功率硅整流器,大功率硅整流器是一种以晶闸管为主的电力电子器件,晶闸管是可控硅整流电路中最主要的发热元件,因此,文章主要针对晶闸管的散热问题展开研究。晶闸管作为一种电力电子器件,在强电领域有着极为广泛的应用,迄今为止,在直流输电、无功补偿等方面仍占据举足轻重的地位。晶闸管属于大功率的半导体器件,决定其允许通过电流大小的标准之一是温度的高低。因此,研究晶闸管的散热问题有着重要的意义。 文章首先介绍了蒸发冷却技术的广泛应用,列举了近几十年蒸发冷却技术在电气设备降温方面取得的成就,从而可以看出这种新型的电气设备冷却方式的良好发展前景。然后详细阐述了制冷剂的选用原则,通过对以往电气设备常用的制冷剂及新合成的制冷剂进行分析比较,根据不同制冷剂的特点,针对晶闸管在可控硅整流电路中的工作特点,暂选氟里昂R113为本文实验用冷却介质。 文章在对晶闸管传统冷却方式深入透彻理解的基础上,从理论上分析了可控硅整流电路采用蒸发冷却技术的可行性以及引入调压系统的可行性和必要性,进而又进行了实验研究。从晶闸管相对于环境的表面温升和晶闸管与环境间的热阻两方面入手,证明了可控硅整流电路采用蒸发冷却方式是可行的,通过与其它散热方式相应参数的比较,验证了这种冷却方式的优越性,再一次证明了蒸发冷却是大功率电气设备降温的最好途径。

邓波[3]2002年在《蒸发冷却变压器的试验研究与分析》文中提出随着人们生活水平的日益提高,对电力的需求量越来越大,于是节能、高效的电气设备成为人们不断追求的目标。为充分提高电力系统中变压器和其它电气设备的有效利用率,关键问题之一是降低运行温度。目前广泛使用的气冷和油冷等降温方法由于其不可克服的缺陷,阻碍和限制了电器设备向高容量、高效率方向发展。近几十年来,各国科学家都在研究和探索更有效的降温方法。其中利用冷却介质的相变降温,因其换热效率高,降温显着,发热表面温度均匀,且安全、可靠,是一种在大型电气设备上极具发展前途的冷却方式,但由于这是一个跨学科的新领域,在理论和实践上仍有很多尚待研究和探索的问题。 蒸发冷却方式具有优良的冷却效率和令人满意的冷却效果,作为一种在大型电气设备上极具发展前途的冷却方式受到了多方关注。采用此种冷却方式的大型变压器等电气设备换热效率高、能耗少;发热表面温度均匀;结构紧凑、制造所需材料减少、制造成本下降;寿命延长;重量减轻、体积减小;安全可靠。 本文结合河北省科技攻关项目“蒸发冷却变压器的研究”,对电气设备相变降温的理论进行了探讨,提出了蒸发冷却变压器箱体结构和冷却系统的设计方案;对冷却介质的选用和相关特性进行了研究;针对工程实际研制了一台容量为30KVA的蒸发冷却变压器样机,并进行了相关实验。通过分析实验现象和结果,深入研究了变压器采用蒸发冷却方式的特性、优越性和可行性,修正了设计方案,得到了有关介质选用、工程设计、适时调节及其影响因素的结论。

刘凌晓[4]2012年在《XX空调企业制定技术路线图的研究》文中认为中国的空调业在经过十多年的快速发展之后,现已进入整合期,品牌集中度不断提高,主要空调厂商的产能仍然在急剧扩张,规模优势将进一步挤压其他的品牌的生存空间,市场竞争相当激烈。北美是除中国之外的全球最大的空调消费市场,年需求量达1000万套以上。目前北美市场的份额主要为美的、格力、LG和海尔所占据,海关数据显示2011年1月9月这四家空调厂商出口至美国的空调数量分别为256.8403万套、189.3590万套、181.1753万套和103.8546万套。而作为中国家用空调行业前四强,同时也是最早进入美国市场的XX空调公司2011年全年预计出口至美国的销量仅11万套左右,不及美国前叁强的十分之一。由此可见XX家用空调在市场正处于发展的关键期,面临着企业内外环境的重大变化,所有的产品、服务和业务都需要依赖与迅速变化的技术。产品变得更加复杂,而消费者的需求也变得更加苛刻。产品的生命周期变得越来越短,从产品到市场的时间也越来越短。企业急切需要制定与企业市场目标相适应的技术发展规划。本文依据“市场需求—企业目标—技术壁垒—研发需求”的内在联系,建立起空调企业技术路线图模型。首先进行市场需求分析,主要包括行业发展现状分析、企业市场现状与地位分析、市场需求要素分析。然后通过问卷调研,头脑风暴凝聚企业干部专家的对企业未来发展方向的判定及企业目标要素和市场需求要素之间的关联关系,从而确定企业在近,中,远期所要达到的空调技术发展目标。紧接着针对确定的企业在近期,中期,远期的技术发展目标,按市场需求分析中凝练出的市场需求要素进行深入分析,识别企业技术发展的瓶颈,企业薄弱环节所存在的关键技术问题,经过对各要素进行完善,补充,统计分析和总结以及企业技术壁垒要素与企业技术发展目标要素之间的关联分析,确定不同时间节点存在的制约企业技术升级,阻碍企业技术发展目标实现的技术壁垒要素及优先解决顺序。在总结市场需求分析、企业目标分析、技术壁垒分析的基础上,通过问卷调研和头脑风暴会议,凝练出不同时间节点的研发需求要素,并进一步对得到的研发需求要素进行优先研发需求分析、研发组织主体分析和技术发展模式分析,最后将空调技术所涉及的市场需求、企业目标、技术壁垒、研发需求、研发主体与技术研发模式等进行整合、关联,建立企业空调技术发展技术路线图,综合反映出企业发展空调技术在近、中、远期分别需要重点解决的技术问题、解决方式及预期实现的目标。本论文将高度概括、高度综合、应用灵活且具有前瞻性的技术创新管理工具—技术路线图引入到企业空调技术发展规划中,以XX企业的空调技术为研究对象,通过对市场需求、企业现状的深入探讨与分析,确定企业空调技术路线图的制定起点及工作流程。绘制出企业空调技术发展技术路线图,突破制约企业发展的关键技术壁垒,解决企业发展中存在的关键问题,并有效地整合企业资源,确定企业空调技术的研究与发展方向。

徐振军[5]2009年在《独立式内燃机热泵系统及其控制特性实验研究》文中研究说明独立式内燃机热泵系统是在普通内燃机热泵系统上整合一套发电系统实现的,主要包含发动机子系统、热泵子系统、发电子系统、末端能量利用子系统和智能控制系统五个部分,是内燃机热泵的新的发展。内燃机驱动的独立式热泵能够产生冷、热、电,其电力能够满足自身用电,废热可以用来生产生活热水。本文的主要研究内容如下:(1)提出了新型内燃机热泵空调形式-余热复合式(独立式)燃气机热泵空调系统。该系统由一个核心的(独立式)燃气机热泵和房间一次换热器、二次换热器以及风机、水泵等一些附属设备组成。建立了包括房间墙壁传热模型、燃气机热泵模型、换热器模型、空气处理模型等数学模型,研究了余热复合式(独立式)燃气机热泵空调系统性能和节能特性。结果表明余热复合式(独立式)燃气机热泵空调系统能够较好的利用系统余热实现空调系统的节能高效运行。(2)独立式内燃机热泵系统控制特点包括多变量、非线性、强耦合、大延迟等。提出了神经网络非线性PID控制方法、多目标联合控制方法和PID神经元神经网络预测控制方法来控制本系统运行,并且针对这些方法做了仿真研究和实验研究。结果表明该系列智能控制方法不但具有结构简单,工作稳定,各参数物理意义明确和工程上易于实现等优点,又具有并行结构和学习记忆功能及任意函数逼近的能力,在不同工况下具有广泛的自适应性。(3)独立式内燃机热泵智能控制系统复杂,除了包括实现特定功能的控制算法和控制策略,还包括实现这些控制方法的硬件和软件系统。本文采用分级递阶智能控制策略将智能控制系统的软硬件有机的组织起来,形成一个协调多功能的智能控制系统。实验证明,本智能控制方式能够较为有效地控制独立式内燃机热泵系统。(4)搭建了独立式内燃机热泵系统及其智能控制系统样机,并进行了实验。实验包括内燃机驱动的独立式热泵系统特性和总体性能、各个控制方法效果和总体控制效果实验以及变末端水流量系统性能实验等。实验证明,本系统是一个绿色高效的能量利用系统,本智能控制系统能够较为有效的控制系统稳定、安全、高效的运行。

杨明亮[6]2016年在《船用冷藏集装箱制冷机组及其控制装置的研发》文中研究指明为了打破国外公司对船用冷藏集装箱核心技术的垄断,开发具有自主知识产权的冷藏集装箱制冷机组及其控制装置,本文在对比分析当前市场冷藏集装箱产品的基础上,设计出一套新型的冷藏集装箱制冷机组及其控制装置。该制冷机组选用活塞式变频压缩机和电子膨胀阀控制制冷剂流量,采用变频调节与热气旁通调节相结合的容量调节方式。控制装置采用工业平板机和多功能数据采集与控制模块实时监控系统运行,利用LabVIEW编制的测控平台执行与制冷系统功能模式相匹配的控制策略。首先根据船用冷藏集装箱运行特点设计出制冷机组系统的循环流程,并依据系统制冷量和船用要求选择制冷系统设备,按照标准规范搭建制冷机组。然后,根据制冷机组设备的电气控制要求设计电气系统并完成电气设备选型,按照标准规范制作出控制装置。最后,根据冷藏集装箱的技术认证标准,确定出本机组平台需要实现的功能模式,包括冷藏模式、冷冻模式、升温模式以及除霜模式,同时,为了实现温度的精确控制,在温度控制模块使用了模糊自适应PID控制算法,利用LabVIEW软件完成全部控制程序的编写。利用所搭建的实验样机开展冷藏模式空箱降温实验、冷冻模式空箱降温实验、冷藏模式负荷扰动实验、冷冻模式负荷扰动实验、升温实验等典型工作模式测试,并测量计算系统的COP。实验测试结果表明该实验样机主要具备运行平稳、降温快(冷藏模式下从29℃降温至0℃用时16.4分钟,平均降温速度为1.8℃/min;冷藏模式下从24℃降温至-18℃用时40.6分钟,平均降温速度为1.1℃/min)、调节精度高(在冷藏模式下测试时把送风温度的控制精度保持在±0.2℃的范围内;在冷冻模式下能将回风温度的控制精度控制在±0.2℃的精度范围内)的特点。此外,实验计算得出系统性能系数COP变化较小,这证明制冷机组与控制装置整体节能性较好,具有进一步开发利用的价值。

李树柯[7]2005年在《蒸发冷却电磁除铁器的温度场仿真计算及复合型蒸发冷却介质的试验研究》文中研究说明本文采用有限元法对RCDZ型蒸发冷却电磁除铁器进行了温度场仿真分析和计算;还对4 kVA单相浸润式蒸发冷却变压器进行了实验研究,包括:冷却介质全部采用蒸发冷却介质(以下简称全蒸发冷却介质式)、蒸发冷却介质中添加固体填料(以下简称填料式)、蒸发冷却介质中添加其它液体介质(以下简称混油式)的温升试验研究。本论文第2章建立了RCDZ型电磁除铁器绕组的二维温度场仿真模型,分析了绕组在正常工作状态下的温度分布,通过与试验数据进行对比分析,验证了温度场仿真计算的正确性。由于环保型蒸发冷却介质的价格比较昂贵,蒸发冷却电磁除铁器和浸润式蒸发冷却变压器的成本较高。为降低成本,本论文的第3章、第4章和第5章详细阐述了全蒸发冷却介质式、填料式和混油式蒸发冷却变压器的温升试验研究,得到了不同电流密度、不同冷却水流量下的温度分布与介质混合比例的对应关系;第5章还对比分析了上述几种冷却介质混用方案在降低变压器成本方面的效果。通过本论文的研究,基本掌握了RCDZ型电磁除铁器的温度分布,为进一步的仿真分析、结构改进和试验研究提供了初步依据和参考。同时,填料式和混油式蒸发冷却技术在4 kVA单相浸润式蒸发冷却变压器上的实验研究成果不仅适用于电磁除铁器和电力变压器,还为各种浸润式蒸发冷却电工设备的推广应用展示了前景,具有明显的实用价值,有助于创造出显着的经济效益。填料式和混油式蒸发冷却技术,有望以其良好的技术性能和经济效益,引起电工设备制造领域科技工作者的关注。

王威[8]2000年在《电器设备蒸发冷却介质的制备及其蒸发冷却特性的研究》文中研究表明在电气设备的冷却中,相变降温是一种新型的极具发展前途的冷却方式。本文基于相变降温的思想,开发了环保型的蒸发冷却介质,并在蒸发冷却变压器模型上进行了换热实验。 本文通过对无水氟化氢和叁乙胺的混合溶液在一定条件下的电解氟化,制备全氟叁乙胺。全氟叁乙胺是一种具备良好的化学惰性、热稳定性、电气性能以及无毒、不燃的理想相变降温介质。电解反应分为叁个阶段,每个阶段均有其不同的特性。此外,电压、反应温度、胺的质量浓度等均是影响反应的重要外部因素。 本文通过对沸腾换热机理和大容器沸腾换热的分析,提出了蒸发冷却变压器模型,并在该模型上对自行研制的全氟叁乙胺进行了大容器沸腾换热实验。通过实验,得出了常压下得热流密度与壁面过余温度的关系曲线,为今后的进一步研究提供了基础。 本研究为开发新型冷却介质和研制蒸发冷却变压器提供了一条新颖的途径,具有一定的理论与实践意义。

高岩[9]2014年在《井下隔爆型变频器降温除湿空调系统的研究》文中研究说明煤矿井下变频调速技术的使用,将可实现生产过程的自动化,提高生产效率,节约电能,综合经济效益和社会效益具有明显的提高。然而,井下环境恶劣,电气设备存在于含有瓦斯和煤尘等爆炸性气体环境中,必须采用隔爆壳体技术将变频器密封于隔爆壳体内,确保在壳体内所发生的电火花不会引爆壳体外部的爆炸性气体。然而,变频器在壳体内的散热严重影响其安全使用,同时冷热变化带来的结露效应也会造成严重的短路危害。针对隔爆变频器的散热和内部结露问题,本文提出隔爆型双节流空调系统。文中首先介绍了隔爆型双节流空调系统的工作原理。双节流空调系统采用模块化设计理念,综合考虑矿用防爆安全、气流组织合理以及形体结构简单等因素,运用隔爆壳体技术,通过理论计算和技术验证完成双节流空调系统结构设计。其次,针对变频器在壳体内的发热点位置,设计了个性化通风模式,实现了针对性地强化冷却模式,使设计的空调系统达到节省能量的效果。在之后的试验工作中,依据空调的制冷原理、冷却除湿理论以及耦合控制技术等,匹配设计出适合的隔爆型空调机组,并模拟井下环境进行实验。通过实验测试表明:双节流空调系统在制冷工况下,开机45分钟后,系统达到稳定,隔爆壳内最高温度31.7℃;在除湿工况下,开机37分钟后,系统达到稳定,隔爆壳内最大相对湿度33.4%,最高温度36.3℃。分析得出双节流空调系统散热快,除湿效果好,能够有效的避免壳体内部结露,与传统的水冷散热系统相比更加节能、经济和可靠。由于双节流空调性能获得方式的单一性,进一步运用计算流体仿真软件FLUENT对隔爆变频器空调散热系统进行数值模拟,得到实验工况和设计工况下散热模型的温度场云图、速度场云图等,对比分析空调系统送风温度对散热效果的影响。数值模拟表明:模拟和实验的结果有一致的趋势和很高的吻合度,空调系统制冷除湿性能优越。通过模拟设计工况下空调运行情况,证明该空调系统能够满足设计要求,为双节流空调系统优化设计和推广应用奠定基础。隔爆型双节流空调散热系统是一次全新的探索,通过CFD模拟和实验测试表明双节流空调系统制冷除湿性能优越。并且与其他的散热方式相比具有散热快,实现了温湿度耦合控制,运行安全可靠等诸多优点。

于剑昆, 吉应旭[10]2016年在《叁氟碘甲烷的合成及应用》文中指出简单介绍了叁氟碘甲烷(CF_3I)的性质,详细介绍了其合成方法并比较了其优缺点,指出气相催化碘化法最具发展潜力。同时还详细介绍了CF_3I在电气绝缘气、金属冶炼用保护气、半导体清洁蚀刻气、清洁灭火剂及环保型制冷剂等方面的应用情况。

参考文献:

[1]. 大型电气设备新型制冷剂的研究与分析[D]. 马志刚. 河北工业大学. 2002

[2]. 可控硅整流电路的蒸发冷却研究[D]. 蔡静. 河北工业大学. 2002

[3]. 蒸发冷却变压器的试验研究与分析[D]. 邓波. 河北工业大学. 2002

[4]. XX空调企业制定技术路线图的研究[D]. 刘凌晓. 华南理工大学. 2012

[5]. 独立式内燃机热泵系统及其控制特性实验研究[D]. 徐振军. 天津大学. 2009

[6]. 船用冷藏集装箱制冷机组及其控制装置的研发[D]. 杨明亮. 集美大学. 2016

[7]. 蒸发冷却电磁除铁器的温度场仿真计算及复合型蒸发冷却介质的试验研究[D]. 李树柯. 中国科学院研究生院(电工研究所). 2005

[8]. 电器设备蒸发冷却介质的制备及其蒸发冷却特性的研究[D]. 王威. 河北工业大学. 2000

[9]. 井下隔爆型变频器降温除湿空调系统的研究[D]. 高岩. 天津大学. 2014

[10]. 叁氟碘甲烷的合成及应用[J]. 于剑昆, 吉应旭. 化学推进剂与高分子材料. 2016

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