高性能计算机用热管复合制冷系统设计研究

根据高性能计算机全天候温控的需要,提出了综合应用蒸气压缩和动力型分离式热管制冷技术的复合冷源方案。在冬季及春、秋过渡的低温季节,运行热管循环不仅大幅降低环控装置的能耗,而且可以避免在低温环境运行压缩式制冷易发生的冷启动、回油润滑等问题。提出了蒸气压缩制冷、蒸气压缩/热管复合制冷和热管制冷的分区工作模式,引入复合制冷模式有效拓宽了热管运行温区,大幅提高了制冷系统的综合COP。模拟分析了在北京地区应用热管复合制冷技术的节能性能,相比常规的压缩制冷节能率高达40%。研究表明:热管复合制冷系统具有显著的节能减排优势,特别适用于全天候工作的机房、基站等高热密度电子集成系统的温控。     

空气循环制冷机试验台设计与测试

传统氟利昂制冷剂对大气环境有害,破坏臭氧层,是全球气候变暖的主要原因。将空气作为制冷剂的好处是其对环境完全无害,且来源广泛极易获得。空气制冷在低温下性能表现良好,是一种很有前景的新型环保制冷方式。为研究空气制冷循环系统的特性,本文设计、搭建了一套空气制冷循环试验平台,经多次测试,取得了良好的实验结果:透平膨胀机最大转速达到37000r/min,等熵效率83%,系统最低温度达到-86℃,在-30℃时制冷功率达到了6.054k W,制冷效率达到0.504。空气制冷机在低温物流、速冻冷库等众多领域有着良好的应用前景。     

托卡马克装置弹丸加料系统中一种新的低温制丸技术的探索

提出了一种新的低温制丸技术磁制冷技术 ,并探索其在托卡马克装置弹丸加料系统中的应用     

75米三相交流高温超导电缆冷却系统

在继2003年完成10米三相高温超导电缆之后,我们于2004年年底成功完成了75米高温超导电缆的组装、调试和通电试运行.这两套电缆装置的低温冷却系统都是采用单相密闭液氮流程循环冷却高温超导电缆本体及终端,都是采用液氮减压制冷方式获取制冷量,借助过冷器内液氮作为冷媒把冷量传递给液氮循环系统.本文在简要介绍10米长高温超导电缆低温冷却系统基础上,重点介绍75米高温超导电缆冷却系统的试运行和在通电情况下的实验结果,并对实验数据进行热平衡分析和制冷量与液氮消耗量的分析,从而得到高温超导电缆冷却系统运行的经济性参数.     

扬声器驱动热声制冷机的研究进展

热声制冷技术是一项新型的制冷技术,它具有运动部件少、运行可靠、振动小、寿命长、对环境无污染等优点,在航天、超导、低温电子、低温生物等众多领域有着十分广阔的应用前景。本文阐述热声制冷效应的基本原理和热声制冷循环之后,系统介绍了热声制冷机中共振管、板毪、换热器、动力源(扬声器)等部件和制冷工质的研究情况。同时,指出了扬声器驱动热声制冷存在的问题,并对热声制冷的发展进行了展望。     

太阳能辅助CO2热泵与制冷系统实验研究

本文设计了一种太阳能辅助空气源跨临界二氧化碳热泵空调热水系统,包括太阳能集热系统,二氧化碳热泵系统以及室内室外换热系统;针对春夏秋冬不同天气条件,可采用制热、制冷,热水、制热 热水、制冷 热水五种运行模式,实现热水和空调两大功能.利用搭建的太阳能辅助空气源跨临界CO2热泵热水与空调系统实验台,进行了水-水热泵与制冷循环系统、空气-水热泵与制冷循环系统以及太阳能辅助的热泵循环系统实验研究.结果表明;气体冷却器出口温度越低,系统的性能系数越高;蒸发温度的升高同样也会提高系统的性能系数;在冬季夜间利用太阳能集热系统作为辅助热源可有效提高蒸发温度,同时延长蓄热水箱使用时间,满足整个夜间供热需求.     

松弛迭代法在电流引线设计中的应用

对于大多数超导电力装置来说,用于制冷的费用决定着整个系统的长期运行成本,电流引线漏热是低温系统的主要热负荷来源,是造成整个超导装置中静态冷量损失的主要原因。引线温度分布决定了漏热的大小,实际工程应用中常需要在给定尺寸下求解电流引线的温度分布及低温端漏热,文中介绍的松弛迭代法可迅速求解出电流引线沿线的温度分布,并推导出引线低温端漏热,由于松弛法可以通过多次迭代实现误差控制,因此,求解精确度能得到有效保证,为不同工况下电流引线优化设计提供了一种快速有效的计算方法。     

75米三相交流高温超导电缆冷却系统

在继2003年完成10米三相高温超导电缆之后，我们于2004年年底成功完成了75米高温超导电缆的组装、调试和通电试运行．这两套电缆装置的低温冷却系统都是采用单相密闭液氮流程循环冷却高温超导电缆本体及终端，都是采用液氮减压制冷方式获取制冷量，借助过冷器内液氮作为冷媒把冷量传递给液氮循环系统．本文在简要介绍10米长高温超导电缆低温冷却系统基础上，重点介绍75米高温超导电缆冷却系统的试运行和在通电情况下的实验结果，并对实验数据进行热平衡分析和制冷量与液氮消耗量的分析，从而得到高温超导电缆冷却系统运行的经济性参数．     

CO)2复叠式制冷机组应急冷源设计研究

CO2以其优良的热力和环保性能在商用制冷领域具有广泛的应用前景,提升CO2制冷系统安全性和可靠性是相关技术研究的重点之一。根据商用R134a/CO2复叠式制冷机组研发和冷链物流领域的应用需求,配套设计了应急冷源作为安保辅助装置,当制冷机组在设备故障、停电等非常规条件下停机时,应急冷源即刻启动工作,维持低温级储液器内CO2液体温度在设定范围内波动,确保低温级循环回路的压力在安全范围内,并为复叠式制冷机组的快速启动提供条件。建立了被控对象数学模型,模拟分析了应急冷源运行时被控对象热工参数的变化规律,结合能耗和可靠性因素优选了应急冷源的启/停比和制冷量,进行了应急冷源制冷系统的设计。     

绝热膨胀-放气回热式制冷循环——一种新的闭式气体循环

一、绝热膨胀-放气回热式制冷循环 本文提出并讨论一种新的闭式气体膨胀循环——绝热膨胀-放气回热式制冷循环,或者称为改进型Gifford-McMahon(G-M)循环.G-M循环(见图1)广泛应用于低温制冷和液化装置中.G-M制冷机的膨胀机采用负荷很小的推移活塞,运行频率低,气阀     

4M-2000A高温超导电缆制冷系统

介绍了我国新研制成的首条双通道热绝缘型 4 M- 2 0 0 0 A高温超导电缆制冷系统。该系统由 G- M制冷机提供制冷量 ,过冷液氮为冷却介质 ,通过液氮泵循环 ,组成一个闭式循环制冷系统。给出了制冷系统的调试结果。系统上装有温度、压力、流量、液位等测量仪表 ,并备有一个减压抽空系统 ,以附加提供制冷量     

30M-35kV/2000A高温超导电缆制冷系统

本文介绍了我国新研制成的首条并网运行的热绝缘型30M-35KV/2000A高温超导电缆制冷系统。该制冷系统主要有液氮泵箱、过冷箱、高真空输液管道、液氮贮槽、辅助减压抽空系统、泵箱及气动阀门供气系统、监控系统所组成。冷却方式是过冷液氮循环,制冷方式是G-M制冷机和减压抽空(备用)。给出了制冷系统的运行结果。     

低温制冷技术在光电器件中的应用及发展

】重点论述了与光电子技术的密切相关的低温制冷技术应用及发展 ,叙述了光电器件常用的几种制冷机的主要特点。根据我国光电器件对低温制冷机的需求概况 ,对我国今后制冷机的发展做了初步展望     

Study on cooling process of cryogenic system for superconducting magnets of BEPCⅡ

In the upgrade project of the Beijing Electron Positron Collider(BEPCⅡ),three superconducting magnets are employed to realize the goal of two orders of magnitude higher luminosity.A cryogenic system with a total capacity of 0.5 kW at 4.5 K was built at the Institute of High Energy Physics(IHEP)to support the operations of these superconducting devices.For preparing the commissioning of the system,the refrigeration process Was simulated and analyrzed numerically.The numerical model Was based on the latest engineering progress and focused on the normal operation mode.The pressure and temperature profiles of the cryogenic system are achieved with the simulation.The influence of the helium mass flow rates to cool superconducting magnets on the thermodynamic parameters of their normal operation is also studied and discussed in this paper.     

一种利用LNG冷能的空气分离装置新流程

本文介绍了一种利用LNG冷能的空分装置新流程,其特征在于采用了由LNG冷能冷却的氮气内循环和氮气外循环低温压缩节流制冷系统、LNG的余冷冷却的氟里昂为载冷剂的压缩空气冷却系统和两段式LNG与循环氮气的热交换器。对不同工况的计算结果显示,生产每公斤液氧的能耗比不用LNG法节电60％-73.5％,理论上的节能效果优于在查阅文献和专利的其它方案。     

大冷量分置式低温制冷机的研究与分析

叙述了大冷量低温制冷机系统的设计要求、设计计算、结构特点和测试结果,对影响制冷机的可靠性各类因素进行了分析,目前该制冷机与红外探测器组件的联试已取得成功,制冷机各项设计指标已满足组件要求.     

Progress in Switching Technology for Mets Systems

Three distinct sets of switching requirements have emerged from design optimization studies of large superconducting magnetic energy storage systems, such as the METS system to power the adiabatic plasma compression field in the proposed ?-pinch SFTR. Extremely low joule loss cryogenic disconnects are required between storage coils in the liquid helium environment to allow charging the coils in series over a prolonged time, then to isolate the coils for parallel fast discharging into the load. Another switch must break the current in the series charging loop and absorb the energy from the stray inductance. This action will allow the subsequent opening of the cryogenic disconnects under near zero current condition. The current now has been transferred to the many paralled circuits, each containing a high current, high voltage interrupter. The opening and arc commutation of the interrupter starts the energy transfer into the load. The primary activities associated with the cryogenic disconnect have been testing and development of contact materials, configurations, and closing forces for carrying 26 kA with a resistance less than 40 n?, and development of an actuating system that is both reliable and fast acting in a liquid helium environment. The charging loop switch will include a continuous duty switch and a vacuum interrupter. The continuous duty switch resistance can be an order of magnitude larger than that of the cryogenic disconnect because it does not present a refrigeration load.     

An externally cooled beetle type scanning tunneling microscope for imaging in cryogenic liquids

We describe a variable temperature cryogenic scanning tunneling microscope designed for imaging and research in cryogenic liquids. It has an external Dewar type large scale cooling system with a temperature control range of roughly 85-110 K using pressure controlled liquid nitrogen cooling. The liquid nitrogen is kept in a closed chamber surrounding the STM and maintained at a pressure to suit the chosen temperature. Several gases have triple points in this temperature range and can therefore be liquified, such as argon, methane, silane and germane. The STM is based on a beetle type design built into a small cube vacuum chamber to fit into the cooling dewar. The system has been used for atomic resolution of highly oriented graphite submerged in a methane liquid at a temperature of 100 K.     

浆氮电容式密度计及液位计的实验研究

采用电容式密度计及液位计来测量浆氮密度及液位的变化,使用整体屏蔽法对测量系统进行保护以减小寄生电容并提高其抗干扰能力。从理论上分析整体屏蔽法在提高测量系统性能上的作用,并通过实验加以验证。在实验中对密度计和液位计进行标定以提高其测量的精度,并使用密度计测量制备过程中浆氮密度的变化情况。     

临近空间稀薄空气低温捕集技术研究

针对临近空间飞行平台上各种红外探测器冷却的特殊需求,提出了一种新型临近空间红外探测器冷却方法,研究了该冷却方法中稀薄空气低温捕集的关键问题,并设计了临近空间稀薄空气低温捕集装置,进行了临近空间稀薄空气低温捕集的初步试验。