制冷工程
關(guān)注創(chuàng)建者：童小碗 創(chuàng)建時(shí)間：2018-07-04
制冷工程的實(shí)例教程
近日，上海交大制冷與低溫工程研究所陳江平教授領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)軌道交通CO2列車空調(diào)發(fā)布。合作方北京鼎漢技術(shù)股份有限公司總部領(lǐng)導(dǎo)、廣州鼎漢團(tuán)隊(duì)，及國(guó)內(nèi)主要軌道交通主機(jī)廠代表參加了鼎漢集團(tuán)新產(chǎn)品發(fā)布暨技術(shù)交流會(huì)。
軌道交通CO2列車空調(diào)
會(huì)上同時(shí)推出二氧化碳空調(diào)（CO2冷媒空調(diào)）、DC1500V直供電空調(diào)、軌道車輛智慧空調(diào)系統(tǒng)三款空調(diào)新產(chǎn)品。其中，陳江平教授領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的CO2列車空調(diào)打破了國(guó)外對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)壟斷，其性能位于領(lǐng)先水平，在軌道列車空調(diào)朝著綠色節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展具有重要意義。
陳江平詳細(xì)介紹了制冷與低溫工程研究所在CO2車用空調(diào)系統(tǒng)方面的研究進(jìn)展。研究所從今年4月開始，歷時(shí)半年對(duì)CO2列車空調(diào)多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)和研究，克服可選成熟零部件少、系統(tǒng)仿真匹配可參考數(shù)據(jù)少等難題，應(yīng)用跨臨界循環(huán)技術(shù)，并對(duì)回?zé)崞鳌⒏邏合到y(tǒng)管路、CO2制冷劑安全防護(hù)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最終得到合作方和主機(jī)廠的好評(píng)。
與會(huì)嘉賓參觀了新產(chǎn)品實(shí)物生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、制造車間等，了解軌道空調(diào)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)品應(yīng)用解決方案、測(cè)試驗(yàn)收解決方案等，并在安全性、可靠性、能效提升、泄漏檢測(cè)及大數(shù)據(jù)智能化等方面為CO2列車空調(diào)產(chǎn)業(yè)化提出了建議。
傳統(tǒng)軌道車輛空調(diào)系統(tǒng)制冷劑會(huì)破壞臭氧層且使全球變暖，在此背景下，新型環(huán)保制冷劑研究與應(yīng)用推廣日益緊迫，以CO2制冷劑為代表的天然工質(zhì)受到關(guān)注。陳江平教授團(tuán)隊(duì)即針對(duì)軌道車輛空調(diào)系統(tǒng)，與廣州鼎漢合作，攻克CO2空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)難點(diǎn)，成功研發(fā)并發(fā)布國(guó)內(nèi)首臺(tái)CO2列車空調(diào)。（作者：制冷與低溫工程研究所；供稿單位：上海交大機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院）
展開 有效地降低制冷空調(diào)的能耗，對(duì)建筑雙碳目標(biāo)具有重大意義。
空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)；由制冷系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、空調(diào)送回風(fēng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。
如何讓空調(diào)系統(tǒng)完全在于最佳節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)，是空調(diào)系統(tǒng)調(diào)適一個(gè)重要問題。
一、制冷空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
除圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能改造以外，制冷空調(diào)工程節(jié)能改造可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：
1、改變室內(nèi)空氣參數(shù)
從溫度、濕度、CO2濃度等參數(shù)方面進(jìn)行節(jié)能方面設(shè)定。
2、從空調(diào)送風(fēng)形式上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)
包括增大送風(fēng)溫度差，減少送風(fēng)量；根據(jù)空氣參數(shù)的不同需求分別設(shè)置系統(tǒng)；變風(fēng)量代替定風(fēng)量；在新風(fēng)量保證的情況下最大限度地利用回風(fēng)； 采用熱回收技術(shù)；加強(qiáng)保溫防潮處理，減少冷熱損失；保證系統(tǒng)平衡的基礎(chǔ)上減小風(fēng)管中的風(fēng)速等。
3、空調(diào)水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
選用變頻水泵，采用變流量水系統(tǒng)；在滿足空氣參數(shù)的前提下盡可能地采用較高的冷水初溫；加大冷水系統(tǒng)供、回水系統(tǒng)的溫差；減少管道系統(tǒng)阻力；加強(qiáng)管道保溫，減少熱橋現(xiàn)象等。
4、冷卻塔節(jié)能
增加冷卻塔換熱面積；提高冷卻塔換熱效率；合理設(shè)置冷卻塔容量及臺(tái)數(shù)；根據(jù)系統(tǒng)需求，設(shè)置變頻控制風(fēng)機(jī)；冷卻塔近濕球溫度控制技術(shù)等。
5、優(yōu)化節(jié)能運(yùn)行策略
合理地設(shè)置暖通空調(diào)運(yùn)行參數(shù)；定期運(yùn)行維護(hù)；運(yùn)行時(shí)間設(shè)定；動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和調(diào)整運(yùn)行參數(shù)；智能控制空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行。
二、智能控制中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行
在節(jié)能技術(shù)實(shí)施的基礎(chǔ)上，優(yōu)化系統(tǒng)控制，由自動(dòng)控制改為智能控制，使制冷空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能運(yùn)行方式。
展開 容積式旋轉(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)用范圍十分廣泛，化工、油氣、食品、液壓、制冷等各種工程領(lǐng)域都會(huì)涉及。
對(duì)于此類旋轉(zhuǎn)機(jī)械的CFD仿真計(jì)算來說，由于工作腔內(nèi)幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部流體區(qū)域隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)在不停地發(fā)生變化，同時(shí)又存在極小的間隙，這就使得對(duì)網(wǎng)格的要求極為苛刻，需要高質(zhì)量、快速的網(wǎng)格生成工具，來滿足求解器準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)主流流動(dòng)、邊界層流動(dòng)和間隙內(nèi)的流動(dòng)。
德國(guó)CFX-Berlin公司在多年的容積式旋轉(zhuǎn)機(jī)械仿真咨詢經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開發(fā)出了一款高效的前處理網(wǎng)格劃分工具——TwinMesh。
TwinMesh是針對(duì)容積式旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)仿真的網(wǎng)格生成工具，該工具可自動(dòng)生成高質(zhì)量的六面體網(wǎng)格，與ANSYS CFX求解器結(jié)合，可以對(duì)齒輪泵、羅茨泵、擺線泵、雙螺桿式壓縮機(jī)/膨脹機(jī)/泵、偏心螺桿泵、渦旋壓縮機(jī)/膨脹機(jī)、汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、滑片泵等容積式流體機(jī)械實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部流場(chǎng)的CFD仿真。
TwinMesh網(wǎng)格應(yīng)用的各類模板
首先我們來看一下TwinMesh和ANSYS CFX是如何協(xié)作來完成容積式旋轉(zhuǎn)機(jī)械的流動(dòng)仿真問題。
前處理中，轉(zhuǎn)子部分的六面體網(wǎng)格由TwinMesh創(chuàng)建，非轉(zhuǎn)子部件可由ANSYS Meshing /ICEM CFD等模塊生成網(wǎng)格，在TwinMesh中可一鍵生成CFX的求解def文件進(jìn)行計(jì)算。
展開 空調(diào)用來控制數(shù)據(jù)中心的溫度和濕度，制冷與空調(diào)工程協(xié)會(huì)的“數(shù)據(jù)處理環(huán)境熱準(zhǔn)則”建議溫度范圍為20-25℃(68-75℉)，濕度范圍為40-55%，適宜數(shù)據(jù)中心環(huán)境的較大露點(diǎn)溫度是17℃。在數(shù)據(jù)中心電源會(huì)加熱空氣，除非熱量被排除出去，否則環(huán)境溫度就會(huì)上升，導(dǎo)致電子設(shè)備失靈。通過控制空氣溫度，服務(wù)器組件能夠保持制造商規(guī)定的溫度/濕度范圍內(nèi)。
電源：
機(jī)房的電源由一個(gè)或多個(gè)不間斷電源(UPS)和/或柴油發(fā)電機(jī)組成備用電源。為了避免出現(xiàn)單點(diǎn)故障，所有電力系統(tǒng)，包括備用電源都是全冗余的。對(duì)于關(guān)鍵服務(wù)器來說，要同時(shí)連接到兩個(gè)電源，以實(shí)現(xiàn)N+1冗余系統(tǒng)的可靠性。靜態(tài)開關(guān)有時(shí)用來確保在發(fā)生電力故障時(shí)瞬間從一個(gè)電源切換到另一個(gè)電源。
這里小編推薦一款由工采網(wǎng)代理的國(guó)產(chǎn)品牌MYSENTECH推出的溫濕度傳感芯片，寬量程多路數(shù)字溫度傳感芯片 - M401基于新的 CMOS 數(shù)模混合工藝，包含一路內(nèi)部本地測(cè)溫，四路可驅(qū)動(dòng)外部遠(yuǎn)端測(cè)溫三極管（NPN 、PNP）或者二極管。芯片內(nèi)置測(cè)溫驅(qū)動(dòng)電路、調(diào)理、ADC 轉(zhuǎn)換、溫度計(jì)算、校準(zhǔn)補(bǔ)償、非易失性存儲(chǔ)、電源管理等單元，通過 I2C 數(shù)字總線輸出，并提供報(bào)警接口信號(hào)。
M401是包含一路內(nèi)部本地測(cè)溫及四路外部遠(yuǎn)端測(cè)溫三極管（NPN 、PNP）或者二極管的數(shù)字溫度傳感芯片；遠(yuǎn)端測(cè)溫點(diǎn)超過5路；其測(cè)量溫度范圍-55～220oС。
M401提供溫度測(cè)量數(shù)據(jù)的偶校驗(yàn)（EVEN）功能，本地和遠(yuǎn)程溫度傳感器的溫度測(cè)量數(shù)據(jù)都是用14位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示，其中低5位為小數(shù)，其分辨率為0.0625°C），較大表示范圍從-256℃到 255℃；另外，還提供遠(yuǎn)端測(cè)溫三極管或二極管開路及短路檢測(cè)功能。
M401提供關(guān)閉模式來關(guān)斷測(cè)溫電路，每個(gè)測(cè)溫通道也可以被單獨(dú)開啟或關(guān)閉來靈活配置。為了降低系統(tǒng)功耗，M401可以定義采樣頻率。
展開 空調(diào)用來控制數(shù)據(jù)中心的溫度和濕度，制冷與空調(diào)工程協(xié)會(huì)的“數(shù)據(jù)處理環(huán)境熱準(zhǔn)則”建議溫度范圍為20-25℃(68-75℉)，濕度范圍為40-55%，適宜數(shù)據(jù)中心環(huán)境的最大露點(diǎn)溫度是17℃。在數(shù)據(jù)中心電源會(huì)加熱空氣，除非熱量被排除出去，否則環(huán)境溫度就會(huì)上升，導(dǎo)致電子設(shè)備失靈。通過控制空氣溫度，服務(wù)器組件能夠保持制造商規(guī)定的溫度/濕度范圍內(nèi)。空調(diào)系統(tǒng)通過冷卻室內(nèi)空氣下降到露點(diǎn)幫助控制濕度，濕度太大，水可能在內(nèi)部部件上開始凝結(jié)。如果在干燥的環(huán)境中，輔助加濕系統(tǒng)可以添加水蒸氣，因?yàn)槿绻麧穸忍停赡軐?dǎo)致靜電放電問題，可能會(huì)損壞元器件。
機(jī)房的電源由一個(gè)或多個(gè)不間斷電源(UPS)和/或柴油發(fā)電機(jī)組成備用電源。為了避免出現(xiàn)單點(diǎn)故障，所有電力系統(tǒng)，包括備用電源都是全冗余的。對(duì)于關(guān)鍵服務(wù)器來說，要同時(shí)連接到兩個(gè)電源，以實(shí)現(xiàn)N+1冗余系統(tǒng)的可靠性。靜態(tài)開關(guān)有時(shí)用來確保在發(fā)生電力故障時(shí)瞬間從一個(gè)電源切換到另一個(gè)電源。
機(jī)房的地板相對(duì)瓷磚地板要提升60厘米(2英尺)，這個(gè)高度隨社會(huì)發(fā)展變得更高了，是80-100厘米，以提供更好的氣流均勻分布。這樣空調(diào)系統(tǒng)可以把冷空氣也灌到地板下，同時(shí)也為地下電力線布線提供更充足的空間，現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)電纜通常是經(jīng)由高架電纜盤鋪設(shè)的，但仍然有些人建議出于安全考慮還是應(yīng)將數(shù)據(jù)線鋪設(shè)到地板下，并考慮增加冷卻系統(tǒng)。小型數(shù)據(jù)中心里沒有提升的地板可以不用防靜電地板。計(jì)算機(jī)機(jī)柜往往被組織到一個(gè)熱通道中，以便使空氣流通效率最好。
機(jī)房的防火系統(tǒng)包括無源和有源設(shè)計(jì)，以及防火行動(dòng)執(zhí)行計(jì)劃。通常會(huì)安裝煙霧探測(cè)器，在燃燒產(chǎn)生明火之前能夠提前發(fā)現(xiàn)火警，在火勢(shì)增大之前可以截?cái)嚯娫矗褂脺缁鹌魇謩?dòng)滅火。在數(shù)據(jù)中心是不能使用自動(dòng)噴水滅火裝置的，因?yàn)殡娮釉骷鏊笸ǔ?huì)發(fā)生故障，特別是電源未截?cái)嗟那闆r下使用水滅火情況會(huì)變得更糟。
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空調(diào)用來控制數(shù)據(jù)中心的溫度和濕度，制冷與空調(diào)工程協(xié)會(huì)的“數(shù)據(jù)處理環(huán)境熱準(zhǔn)則”建議溫度范圍為20-25℃(68-75℉)，濕度范圍為40-55%，適宜數(shù)據(jù)中心環(huán)境的較大露點(diǎn)溫度是17℃。在數(shù)據(jù)中心電源會(huì)加熱空氣，除非熱量被排除出去，否則環(huán)境溫度就會(huì)上升，導(dǎo)致電子設(shè)備失靈。通過控制空氣溫度，服務(wù)器組件能夠保持制造商規(guī)定的溫度/濕度范圍內(nèi)。
一、制冷空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
除圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能改造以外，制冷空調(diào)工程節(jié)能改造可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：
1、改變室內(nèi)空氣參數(shù)
從溫度、濕度、CO2濃度等參數(shù)方面進(jìn)行節(jié)能方面設(shè)定。
任職要求
1.本科及以上學(xué)歷，2-5年工作經(jīng)驗(yàn)，熱能與動(dòng)力工程、流體力學(xué)、制冷與低溫工程、空氣動(dòng)力學(xué)或傳熱傳質(zhì)學(xué)背景；
2.熟悉CFD仿真分析流程及方法，掌握至少一款流體仿真軟件；
3.掌握一門三維設(shè)計(jì)軟件；
4.能熟練閱讀專業(yè)外文的同類資料和文獻(xiàn)；
5.工作責(zé)任心強(qiáng)、人品正直、良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力
具備人機(jī)與環(huán)境工程、流體力學(xué)、制冷與低溫工程、工程熱物理等相關(guān)專業(yè)背景知識(shí)；
4. 熟悉飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)建模、動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)分析、模型維護(hù)和更新；
5. 熟練使用一款以上一維熱流系統(tǒng)建模仿真軟件；
6. 具有良好的交流協(xié)調(diào)能力、邏輯思維能力和文檔撰寫能力。
逐套檢驗(yàn)小組應(yīng)當(dāng)由下列人員組成：
①建設(shè)單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人
②施工單位項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人
③監(jiān)理單位項(xiàng)目總監(jiān)及各專業(yè)監(jiān)理工程師
④依照合同約定應(yīng)當(dāng)參加逐套檢驗(yàn)的設(shè)計(jì)單位和物業(yè)管理公司應(yīng)當(dāng)委派專業(yè)的人士
2、逐套檢驗(yàn)內(nèi)容檢查
逐套檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)包括下列工程：
①建筑、結(jié)構(gòu)工程
②門窗安裝工程
③地面、墻面和頂棚面層
④防水工程
⑤空調(diào)、制冷系統(tǒng)安裝工程
空調(diào)用來控制數(shù)據(jù)中心的溫度和濕度，制冷與空調(diào)工程協(xié)會(huì)的“數(shù)據(jù)處理環(huán)境熱準(zhǔn)則”建議溫度范圍為20-25℃(68-75℉)，濕度范圍為40-55%，適宜數(shù)據(jù)中心環(huán)境的最大露點(diǎn)溫度是17℃。在數(shù)據(jù)中心電源會(huì)加熱空氣，除非熱量被排除出去，否則環(huán)境溫度就會(huì)上升，導(dǎo)致電子設(shè)備失靈。通過控制空氣溫度，服務(wù)器組件能夠保持制造商規(guī)定的溫度/濕度范圍內(nèi)。
容積式旋轉(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)用范圍十分廣泛，化工、油氣、食品、液壓、制冷等各種工程領(lǐng)域都會(huì)涉及。
對(duì)于此類旋轉(zhuǎn)機(jī)械的CFD仿真計(jì)算來說，由于工作腔內(nèi)幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部流體區(qū)域隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)在不停地發(fā)生變化，同時(shí)又存在極小的間隙，這就使得對(duì)網(wǎng)格的要求極為苛刻，需要高質(zhì)量、快速的網(wǎng)格生成工具，來滿足求解器準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)主流流動(dòng)、邊界層流動(dòng)和間隙內(nèi)的流動(dòng)。
（作者：制冷與低溫工程研究所；供稿單位：上海交大機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院）
，通風(fēng)工程進(jìn)行智能化施工的工具）
4M.FineLIFT.v9.NG.WiNNT2K 1CD（提供對(duì)升降機(jī)智能化設(shè)計(jì)的工具）
4M.FineSANI.v9.NG.WiNNT2K 1CD（在集成和智能化的環(huán)境中設(shè)計(jì)和計(jì)算衛(wèi)生供水裝置的工具）
4M.IDEA.v9.NG.WiNNT2K 1CD（強(qiáng)大的建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)軟件 。
Sctera是日本CRADLE公司研制大型通用CFD計(jì)算軟件，廣泛應(yīng)于汽車制造，航空航天，化學(xué)反應(yīng)、食品工程、制冷設(shè)備、建筑行業(yè)、海洋工程等多領(lǐng)域CFD分析，其擁有牛頓流體、非牛頓流多相流、化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散、熱輻射、電子散熱的模擬功能，兼容四面體、五面體、六面體等多種類型網(wǎng)格，并且具有嵌套網(wǎng)格技術(shù)和多種高精度的差分格式。
