制冷工艺论文范文

时间:2023-03-20 06:42:18

制冷工艺论文

制冷工艺论文范文第1篇

[论文摘要]通过对制冷空调行业发展状况的调查以及行业、企业对人才需求情况的预测分析,制定人才培养目标,确定职业岗位,使培养的学生成为适合社会需要、符合企业要求的高素质、技能性人才。

教育部在16号文中明确指出:“针对区域经济发展的要求,灵活调整和设置专业,是高等职业教育的一个重要特色。”了解行业发展动态,预测人才需求状况,是专业人才培养目标准确定位的重要依据。据此制定人才培养方案才更符合高等职业教育开放性、实践性和职业性的要求,毕业的学生才能成为企业真正需要的高素质、技能性人才。

一、行业前景发展状况

目前,我国制冷空调工业产值约为2000亿元人民币,平均年增长率达到20%,仅次于美、日两国,是世界第三大冷冻空调设备的生产国,中国制冷空调行业是全球同行业内发展最迅速、最具活力的市场。

2007年底,“武汉城市圈”获批资源节约型和环境友好型综合配套改革试验区,随着“中部崛起”战略实施和“两型社会”建设的推进,武汉将实现先进制造业和现代服务业协调发展的格局。作为先进制造业和现代服务业的一部分,制冷与空调行业也迎来了前所未有的发展空间和机遇。

武汉有着悠久的制冷空调制造业历史和雄厚的行业基础,由于其得天独厚的地理优势和四季分明的气候特征,使得武汉成为国内外制冷空调企业的焦点。众多国际国内品牌纷纷来汉投资建厂,武汉已经成为国内最具规模的制冷空调产业制造基地之一,其空调制造企业占据了全国的一半以上。同时,与发达的现代服务业相关联,武汉各种食品的冷冻加工和冷藏能力达数万吨;空调制冷工程安装公司近千家;已注册的能承担制冷空调系统设计工作的设计院200余家;新的节能型制冷空调装置与机器设备,成为业内科研人员的热门课题。

武汉经济技术开发区建区16年来,以优良的投资环境吸引了法、美、英、日等20余个国家和地区的客商来区投资,总投资额达600多亿元。经济技术开发区已经成为投资积聚的洼地,并成为武汉市汽车及机电产业的聚集区。而武汉商业服务学院位于武汉经济开发区内,这为制冷与空调专业以及相关专业群的建设带来良好的发展机遇。

二、人才需求情况分析

(一)社会需求量大

据调查,目前我省现有食品冷藏行业一线运行管理的技术人员大多是中专及以下文化层次,专科层次人才极少。制冷空调工程施工技术人员的情况略好于运行管理,但大专及以上文化层次技术人员仍很缺乏,这在中小型规模及县级施工队伍中表现得尤为突出。目前普遍存在的制冷空调系统运行能耗大、费用高,冷冻冷藏食品变质等现象与运行管理人员的技术水平有直接关系,这已严重制约了该行业的发展。仅以每个中等规模以上食品冷藏库需要两个高职生计算,我省现有冷库的运行管理就需要约6000人。2007年,我省超过1万平方米建筑面积的中央空调系统就有5000多家,需要高层次运行管理人员至少20000人。施工单位至少需要2000人。还有设备生产企业的销售、技术支持等岗位也需要大量高职层次的人员。由此可见,我省制冷与空调行业有着庞大的社会需求和广阔的发展前景。

据武汉制冷学会统计,全国平均每年需要本专业的高职生约20000人,仅武汉市区,2008年制冷与空调行业专业人才的需求量逾5000人以上,预计2009~2010年的需求量还将以几何级数递增,这些都为我院制冷空调专业毕业生的就业提供了广阔的前景。

(二)技术规格要求高

行业技术进步和跨国经营的发展,对从业人员的专业技术水平有了更高要求,主要表现在:1.具有较强的专业技能与实践能力,毕业后可直接上岗。2.高技能的复合型人才,可独立承担较综合的工作任务;如工程公司最渴望技术人员能承担从项目的投标一直到最后的完工验收全套的技术工作,这要求技术人员具有工程设计的一般知识、工程预算技能、施工组织管理等能力。3.具有较强的独立思考、分析与解决问题的能力、创新能力,以及适应新技术不断发展的能力。4.具有强烈的事业心和责任感,扎根基层、服务基层的意识,踏实的工作作风、团结合作的精神等基本素质。5.具备信息技术及电气控制系统的应用能力。6.具备本行业新产品、新技术的应用和国际交流合作能力。

制冷空调行业的大力发展对一线高层次技术人才的需求不仅表现在数量上,对人才的技术规格要求也有了明显变化。从岗位来看,以冷库制冷系统和中央空调系统的运行管理、工程安装施工管理对人才需求量最大。

三、职业岗位能力要求

(一)制冷工

从事的工作主要包括:(1)操作制冷压缩机,使制冷剂升压、冷却、冷凝、液化;(2)控制节流阀,使制冷剂在蒸发器中汽化吸收载冷体的热量,降低载冷体温度达到工艺指标;(3)使用冷却泵,将低温的载冷体输送到用冷设备;(4)调控制冷系统的压力、温度、流量等工艺参数;(5)向制冷系统中补充制冷剂或载冷体;(6)发现并处理制冷系统中的异常现象和事故;(7)填写生产记录报表。

(二)中央空调操作工

从事的工作主要包括:(1)看懂中央空调系统平面图、立面图、管道图、电力配置图、系统与管道轴测图;(2)能掌握各类机组的操作规章(包括:开机前准备、开机顺序、停机操作);(3)熟悉中央空调各组成部分的工艺流程,不同情况条件下的正常运行参数;(4)懂得常用测量仪表的使用、调定,懂得系统中安全保护装置的作用,额定安全值及调整方法;(5)掌握运行中调节技术;(6)能判断制冷系统、通风系统、水系统的常见故障并在本工种规范内排除。

(三)制冷设备维修工

从事的工作主要包括:(1)核检、判断来件故障和损坏程度;(2)根据需要更换、修理的零部件程度,确定修理价格和修理期限;(3)使用万用表、兆欧表等仪器仪表、工具,修理、更换坏损部件,添加冷冻液等;(4)使用有关检测仪器调试、检验所修设备;(5)交件并解答用户提出的问题。

四、结论

根据以上对制冷与空调行业企业的发展状况的前景预测以及对人才的需求情况的市场调查结果,并在此基础上召开了行业专家、学者、企业经理、车间班组长、毕业生代表座谈会,听取他们对人才培养方案的意见和不同的职业岗位对人才在素质、知识、能力等方面的要求。在此基础上确定了《制冷与空调》专业的培养目标是:

本专业培养拥护党的基本路线,德、智、体、美等方面全面发展,具有良好职业道德和文化修养,面向制冷与空调行业从事小型制冷装置的安装调试、技术支持,制冷与空调系统(设备)的运行管理、维护保养,中小型制冷与空调工程的设计施工、组织管理等工作的高素质、技能型专门人才。

制冷与空调专业毕业生的职业岗位主要集中在以下几方面:1.制冷与空调系统的运行管理、维护保养工作;2.小型制冷装置的安装调试、技术支持工作;3.中小型制冷与空调工程的设计施工、组织管理工作。

制冷工艺论文范文第2篇

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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 摘要:煤矿企业利用矿井恒定温、湿度的回风热能资源,辅以水源热泵系统来制备供暖、空调、生活热水所需的热量和冷量,取代传统的锅炉+冷水机组冷热源形式,从而达到节能降耗和减少污染物排放目的。

关键词:煤矿;矿井回风;供暖;空调;水源热泵;节能减排

Abstract: The coal mine enterprises use air heat resource mine constant temperature and humidity, and water source heat pump system for heating, air conditioning, preparation of domestic hot water for heat and cold, to replace the traditional boiler and chiller cold source form, so as to achieve the purpose of saving energy and reducing pollutant emissions purposes.Key words: coal mine; mine ventilation; heating; air conditioning; water source heat pump; energy-saving emission reduction

中图分类号:TU96+2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

引言

为贯彻执行发展煤炭工业的各项法律法规和方针政策,促进高产高效矿井建设,提高煤矿经济效益,因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备,国内煤炭工业矿井的建设和发展正在发生重大的变化。大型矿井担负着回报社会、保护环境等诸多社会责任,其中之一就是节能减排。大型矿井在很多方面存在巨大的减排空间,比如矿井开采、运输、通风等设备方面,很多矿井也在这些方面作了很多努力,效果显著。但是,不少矿井都没有意识到,一些看似无用的东西实际上却蕴藏着巨大的能量,是潜在的节能主力军,它们其中的代表就是矿井回风。每座矿井的回风量都很大,一般都在100~500 m3/s,矿井回风的温度、湿度在一年中基本稳定,冬季可作为低温热源由热泵系统从中吸收热量来制备供暖、井筒防冻、浴室供热热媒及生活热水,夏季可作为一座大型天然冷却塔来接收制冷系统放出的热量。下面以山东梁宝寺煤矿矿井回风热能利用工程为例对回风热能利用系统作详细分析。

工程概况

梁宝寺煤矿属于国家煤炭基地巨野矿区规划主要煤矿之一,位于山东省西南部,矿井距济宁市嘉祥县城约20 km。矿井设计生产能力为1800 kt/a,设计服务年限为51.4 a。当地供暖期室外计算温度-5.5℃,冬季极端最低温度-19.3℃;夏季空调室外计算干球温度34.1℃,夏季极端最高温度39.9℃。梁宝寺煤矿矿区总占地面积22.85公顷,矿区内工业建筑面积26039 m2,行政福利建筑面积42013 m2,根据生产需要和舒适性要求,全矿区工业建筑设置集中供暖设施,行政福利建筑设供暖空调设施,需要解决供暖空调的冷热源问题。该矿区内有主、副、风三座立井,其中主井井深1020 m,井筒入井风量82 m3/s;副井井深1020 m,井筒入井风量140 m3/s;中央风井井深925 m,风井回风量约220 m3/s。矿井回风温、湿度基本不受室外气温影响,全年回风温度20~22℃,相对湿度80~90%,回风热能资源丰富。

矿井回风热能资源分析

2.1回风换热量计算

2.1.1冬季回风换热量

冬季回风温度按20℃计算,相对湿度为85%,提取热量后的回风温度为6℃,相对湿度为98%,则可以从回风中吸收的热量为:

Q d =ρV (h1d-h2d)

=1.223×220×(52.2-20.5)

=8529 kW

式中:Q d——冬季回风换热量,kW;

ρ ——回风平均空气密度,1.223kg/m3;

V ——风井回风量,220 m3/s;

h1d——回风温度为20℃、相对湿度为85%时的湿空气焓值,52.2kJ/kg;

h2d——回风温度为6℃、相对湿度为98%时的湿空气焓值,20.5kJ/kg;

按照热泵机组制热工况的综合能效比COP为4.77计算,则可产生的热量为:

Q a = Q d/(1-1/COP)

=8529/(1-1/4.77)

=10791 kW

式中:Q a——热泵机组能提供的供热量,kW;

2.1.2夏季回风换热量

夏季回风温度按22℃计算,相对湿度为85%,吸收热量后的回风温度为30℃,相对湿度为99%,则可以向回风中释放的热量为:

Q x =ρV (h1x-h2x)

=1.166×220×(99.9-58.5)

=10620 kW

式中:Q x——夏季回风换热量,kW;

ρ ——回风平均空气密度,1.166kg/m3;

V ——风井回风量,220 m3/s;

h1x——回风温度为30℃、相对湿度为99%时的湿空气焓值,99.9kJ/kg;

h2x——回风温度为22℃、相对湿度为85%时的湿空气焓值,58.5kJ/kg;

按照热泵机组制冷工况的综合能效比EER为5.93计算,则可提供的冷量为:

Q b = Q x/(1+1/EER)

=10620/(1+1/5.93)

=9087 kW

式中:Q b——热泵机组能产生的制冷量,kW;

2.2冷热源容量校核

由以上计算得出,利用矿井回风作为供暖空调冷热源,其容量如表1所示:

表1冷热源容量统计表

由表1和表2对比可知,矿井回风热能作为供暖空调冷热源,完全能够满足冬季供暖空调、浴室热水供应、井筒防冻热量要求和夏季集中空调冷量要求。

回风热能利用系统设计

3.1项目建设规模

本项目矿井回风热能利用系统包括矿井回风换热系统、水源热泵机房和生活热水池三部分。矿井回风换热系统主要包括回风换热器和回风换热水池,设计在中央风井通风机房的两个扩散塔出口处共安装二台组合式回风换热器,设备回收矿井回风热量的同时可对回风进行降尘净化,同时也能对回风系统进行降噪处理;回风换热水池布置在扩散塔附近,用于临时储存和输送回风换热系统制备的热水,风井场地平面布置如图1所示;

图1风井场地平面布置图

水源热泵机房布置在生活污水处理站附近,距风井井筒中心约110 m,平面尺寸为44×20m,高6.4m,其内安装有十三台HE640型水源热泵机组及配套设备;生活热水池布置在水源热泵机房附近,用于储存水源热泵机房制备的浴室洗澡热水。

3.2关键技术设备

3.2.1回风换热机器

本工程选用的组合式回风换热机器性能参数如表3所示:

表3 回风换热器性能参数表

回风换热器采用回风源热泵专利技术,回收矿井总回风中的热能该设备特点如下:

(1)气——水换热,换热效率高,不但可以回收矿井回风显热热量,而且可以回收潜热热量;

(2)设备不产生瓦斯积聚,热交换单元无电动设备;

(3)不影响矿井主扇反风的要求;

(4)有很强的净化空气能力,经过回风换热后粉尘等污染物会大大降低;

(5)增加阻力小于50Pa,对风机无影响;

(6)降低风井排风噪音可达30dB(A)。

回风换热器能够在矿井回风恒温、高湿、粉尘大的条件下应用,将矿井回风中所蕴含的大量热能通过喷淋换热的方式转移到循环水中,使循环水满足作为水源热泵系统低温热源的条件。

3.2.2水源热泵机组

本工程选用十三台HE640型低噪低温涡旋水源热泵机组,机组互为备用,最大装机容量为1776kW。HE640水源热泵机组的性能参数如表4所示;

表4 HE640水源热泵机组性能参数表

热泵技术是一种以可再生能源——浅层低温热能(包括浅层地下水、生活污水、工业废水、矿井水、矿井总回风等蕴藏的低品位热能)为热源的新型、节能环保型冷暖中央空调系统。它具有冬季向建筑物供暖,夏季向建筑物供冷及常年提供洗浴热水的功能,是一种以消耗少量电能为代价,将大量无用的低温热能转变为有用的高温热能的装置,热泵系统的技术优点如下:

(1)高效节能

水源热泵是目前空调系统中能效比(COP/EER值)最高的制冷、制热方式,理论计算可达到7,实际运行为4~6。

(2)属可再生能源利用技术,本项目通过热泵技术回收矿井总回风中蕴藏的低温热能,为煤矿冬季采暖、井筒防冻、一年四季洗浴热水提供热源,为夏季集中空调提供冷源,废热回收利用,符合循环经济原理。

(3)节能、减排效益显著

水源热泵机组供热时省去了燃煤锅炉房系统,实现煤矿不燃煤,避免了排烟、排污等污染;供冷时省去了冷却塔,避免了冷却塔的噪音、霉菌污染。水源热泵机组运行无任何污染,无燃烧、无排烟,不产生废渣、废水、废气和烟尘,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。

(4)一机多用,应用范围广

本项目可供暖、空调、井筒防冻,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置、系统。

(5)运行稳定可靠,维护方便

因此选择热泵作为供暖空调的冷热源,要明显优于目前传统的锅炉+冷水机组的冷热源形式。

3.3系统运行

冬季十三台热泵机组同时运作,其中1~6#、10~13#共十台机组提供建筑物供暖、空调及井筒防冻所需的热量,7~9#机组为浴室热水供应提供热量;夏季运行1~9#机组,其中1~6#机组提供建筑物集中空调所需的冷量,7~9#机组为浴室热水供应提供热量,10~13#机组作为备用机组,当空调负荷增大时,可选择性开启;过渡季节只运行7~9#机组为浴室热水供应提供热量。夏季系统运行时,矿井回风系统中温度较低的循环水进入1~6#制冷工况机热泵组的冷凝器,经机组提取冷量后,一部分温度较高的出水进入7~9#制热工况机组的蒸发器放出热量,制备浴室洗澡热水,其余热水回到回风换热蓄水池,从而实现了系统的热回收,减少废热排放,从而使整个系统更加节能环保。图2为水源热泵机房原理图。

效益分析

梁宝寺煤矿以矿井回风热能利用系统取代了原初步设计规划的锅炉房+制冷机房传统供暖空调系统,以少量电能取代了大量燃煤消耗,节省运行成本;同时该系统投入使用减少了烟尘、SO2、CO2等有害污染物的排放,降低排污费用,在一定程度上改善了周边地区的环境质量,具有显著地社会、经济和环境效益。

图2水源热泵机房原理图

结语

矿井回风热能利用系统具有多项优点,是煤炭企业致力于实现“零排放、零污染”目标十分有效的手段,对国家节能减排、大力发展清洁绿色能源、建设节约型社会等宏伟目标起到十分重要的作用。该系统在探索其他余热资源利用领域也有一定的借鉴价值。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.GB 50366-2005 地源热泵系统工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2005

[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社,2007

[3]马最良.地源热泵系统设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2007

制冷工艺论文范文第3篇

[论文摘要]我国现代化过程中面临能源短缺的问题。因此,目前国家倡导节能减排提倡使用清洁优质高效能源,大力推广节能环保新技术。对于制冷与空调行业,应注重新技术的研发和应用,以及制冷空调技术与相关技术的融合与交叉,以适应二十一世纪的能源战略新需要。

一、天然制冷剂的研究

目前在天然制冷剂中以氨、丙烷与其他烃的混合物及CO2制冷技术,其中CO2制冷技术最有可能成为R22的长期替代物。由于CO2的高密度和低粘度,CO2的流动损失小,传热效果好。通过强化传热可以弥补它循环不高的缺点,增加回热器或者采用两级压缩即可达到与常规制冷剂相似的效率,而不设膨胀机,这也是各公司开发CO2小型制冷或者汽车空调的研究方向。

CO2制冷技术已经跨进实际应用的门槛。日本几大公司开发的CO2热泵热水器已上市多年,年产已达十万台。日本冷冻空调协会标准JRA-4050-2004家电热泵热水机(二氧化碳冷媒)对这类产品的性能、安装等有严格的规定。实际上热水器稍加改装,即可变为有热回收的家用空调,所以将CO2用于家用空调也只有一步之遥。在汽车空调方面,可以说国际上各大汽车公司都进行了CO2汽车空调的研制,并能过专门协调机构联合攻关,国际汽车工程学会不断有关报告。欧盟正在讲座相关CO2汽车空调的标准,准备在2008-2010年将欧洲的汽车空调全部改为CO2系统。

二、热声制冷技术

热声制冷是21世纪以来发展的一种新的制冷技术,与传统的蒸汽压缩式制冷系统相比,热声热机具有无可比拟的优势:无需使用污染环境的制冷剂,而是使用惰性气体或其混合物作为工质,因此不会导致使用的CFCS或HFCS臭氧层的破坏和温室效应而危害环境;其基本机构是非常简单和可靠,无需贵重材料,成本上具有很大的优势;它们无需振荡的活塞和油密封或,无运动部件的特点使得其寿命大大延长。热声制冷技术几乎克服了传统制冷系统的缺点,可成为下一代制冷新技术的发展方向。

所有的热声产品的工作原理都基于所谓的热声效应,热声效应机理可以简单的描述为在声波稠密时加入热量,在声波稀疏时排出热量,则声波得到加强;反之声波稠密时排出热量,在声波稀疏时吸入热量,则声波得到削弱。当然,实际的热声理论远比这复杂的多。

当然,热声制冷的设计水平及制造工艺也在不断的提高。目前,美国在热声领域内的投入最大,研究机构最多,取得了许多突破性的进展。如上世纪90年代早期,美国海军研究生院(NPS)的Garrett教授开发的热声制冷机;2000年左右,开发了太阳能驱动的热声制冷机;还有在美国LOSAlamos国家实验室(LANL),SWIFT教授领导着世界著名的热声研究组,他们主要研发的热声驱动的脉管制冷(低温制冷);另外还有开式热声制冷和空调、高频微型热声机制冷以及还在研发中的种种技术。

三、太阳能空调

太阳对地球的年辐射总量为1.8×1018kW·h。如果0.01%能够被利用,折合到每人为1.8×1018×0.01%÷(60×108)=30000kW·h/a。

太阳能制冷具有很好的季节匹配性,夏季,天气越热,空调的负荷越大,需要的制冷量就越大,而此时太阳幅射最强,提供的热能最多,太阳能空调提供的冷量也就最高。冬季,太阳能辐射减弱,但所需的制热循环水温度不高(65℃即可),在满足制冷工况的集热面积下,同样能满足制热负荷要求;这一特点使太阳能制冷技术受到重视和发展。实现太阳能制冷有“光热冷”、“光电冷”、“光热电冷”等途径。

四、水源热泵空调系统

水源热泵是既可供热又可供冷的高效建筑节能技术,水源中央空调系统是由末端(室内空气处理末端等)系统,水源中央空调主机(又称为水源热泵)系统和水源水系统三部分组成。为用户供热时,水源中央空调系统从水源中提取低品位热能,通过电能驱动的水源中央空调主机(热泵)“泵”送到高温热源,以满足用户供热需求。为用户供冷时,水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机(制冷)转移到水源中,以满足用户制冷需求。

水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系统两种:闭式系统需要构造地下埋管换热器或者地表水埋管换热器,形成封闭的地源水循环系统,向地下土壤或者地表水散热或者取热。开式系统的特点是抽取地下水或者地表水,在板式换热器中与机组的循环工质进行热交换,实现散热或者取热后,再回灌到地下或者河流。

我国的水源热泵刚刚起步,发展前景看好。目前已经有数个示范工程。在华东地区,越来越多的用户开始熟悉水源热泵,并深感兴趣。主要是因为常规能源的节约和可再生能源的充分利用;另一方面是因为有较好的热泵科研与应用基础。

五、天然气(燃气)吸收式制冷系统

天然气是一种清洁优质的燃料,且储量丰富,已逐渐成为继煤炭和石油之后的世界第三大常规能源。以天然气为能源的制冷空调技术上世纪中期在发达国家已经走向市场,目前,大多数压缩式制冷空调系统都是采用电力驱动的,而以天然气为能源的内燃机或燃气轮机驱动的压缩式制冷空调系统在制冷空调工业中的比重越来越大。该种系统不但具有节能、减少电力投资的优点,还具有延长压缩机使用寿命,提高能源利用率的优势。

制冷工艺论文范文第4篇

【关键词】自动化技术 油气储运应用

中图分类号:F470.1 文献标识码:A

一.引言

二.我国油气储运的概述。

近几年以来,我国油气储运工程事业已经大力发展起来。西气东输管道和西部管道等油气长输管道已经建成运用,这些管道技术都显示了我国对成品油、原油和天然气管道输送技术的更深层的应用以及更深的研究探讨。一些石油战略储备库的成功建设标志着大型地面原油储运工程技术提高到了一个更加先进,更加新颖的技术水平。同时,我国油气储运工程也对国际先进理论与国际高端技术(数字化管道技术、HSE管理技术和油气混输管道技术)进行了极好的发展与应用。这些都标志着我国的油气储运工程技术已经迈入了一个更加新颖,更加深层的改革创新发展阶段。

三.油气储运工程中应用的技术。

我国油气储运工程中应用的技术日益增多,其主要表现在以下三个方面:

天然气制冷技术在天然气储运中的应用。

目前,天然气液化主要有三种制冷工艺,即级联式制冷循环、混合冷剂制冷循环和带膨胀机制冷循环。级联式制冷循环,利用某一制冷剂的蒸发来冷凝另一种较低沸点的物质而组成逐级液化循环,主要应用于基本复合型天然气液化装置。混合冷剂制冷循环是以多组份混合制冷剂为工质,进行逐级的冷凝、蒸发、节流膨胀,从而得到不同温区的制冷量,达到对天然气逐步冷却和液化的目的。基本复合型天然气液化装置广泛采用了各种不同类型的混合制冷剂液化流程。带膨胀机制冷循环 利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀制冷实现天然气液化的流程。根据制冷剂的不同,分为天然气膨胀液化流程、氮气膨胀液化流程和氮-甲烷膨胀液化流程。带膨胀机制冷循环适用于液化能力较小的调峰型天然气液化装置。

天然气水合物储运技术在油气储运工程中的应用。

天然气水合物不仅具有再次汽化时释放速度相当慢并且极易控制的优点,还具有安全性能比较好的优点。天然气水合物储运技术是一种新颖的天然气储运技术,并且具有广泛的发展前景。同时,低成本释放与存储技术不仅是该项技术的难点,天然气水合物快速高效连续制成技术也是这项技术的难点。

高压水射流技术在油气储运工程中的应用。

高压水射流技术在油气储运工程中的应用主要表现在以下几点:高压水射流技术能够使质量与容量得到保证,在对油库储罐进行一段时间的使用后,储罐底部易于结垢,这些结垢会影响油品质量与容量,此时,就应该对储罐进行合理的清洗;高压水射流技术能够使传热效率得到提高,当对粘油罐进行加热的过程中,一些传热设备(热传器和锅炉等)有着严重的结垢,使这些传热设备的能耗极其加大,传热效率极其降低,此时,运用高压水射流技术不仅使结垢层得到有效的清除,还使能源的利用效率与传热效率得到提高,以下设备的清洗主要运用到高压水射流清洗技术:各种各样的换热器设备,管道小型储油设备,油桶和油罐车小型储油设备。

四.自动化技术在提高设备运行效率方面的应用。

1. 泵类设备的运行效率的高低直接决定了生产单位的电耗指标。

对大型外输泵的运行效率实施了自动化监控,它的主要监控原理是通过能耗计量仪表计量电机的实耗电量,再通过泵的进出口压力和流量确定泵的输出有用功,现场的一次仪表将参数采集到中央处理机,再经过运算程序计算出泵的实时泵效。技术人员通过对实时泵效变化情况进行分析,找出泵的效率变化原因,在实际应用的过程中,先后发现了:进口过虑器摩阻损失、出口阀组的节流、原油的温度(粘度),以及电机运行效率对泵的影响,值班人员通过现场操作,使首站的泵的运行效率始终保持在70%以上,相对没有实施监控系统以前提高了5个百分点,单台220kw的外输泵一年可节约近两万kw.h。

2. 完善加热炉自动监测,增加原油进、出口压力、温度,水套压力、温度,排烟温度、燃油流量、压力,炉膛压力、烟气含氧量分析等监测点。

3. 在控制系统中,设定出口介质加热温度,根据油温的变化来改变燃烧器的大小火切换,同时通过相应调整供风系统,提高燃烧器的燃烧效率,从而达到提高水套炉效率的目的。

4. 安全检测联锁保护系统的加强,增加水套炉压力保护、原油进出口压差(防止滞留)检测、水套炉水位低限报警、利用光电管监视燃烧情况,原油出口温度超高监测,并建立联锁保护。

5. 自动化技术在办公自动化方面的应用。

(1). 生产报表自动化生成,主要是依据目前的focs系统对现场生产参数的自动采集生成数据库,对数据库的有关数据进行筛选,并进行自动累计和计算,生成当日生产报表。自动报表可以有效的避免手工填写报表因人的责任心的问题填写的错误。并可以作为工人当日生产业绩的考核依据。大大提高管理的量化考核力度。以下是首站自动报表生成界面。

(2). 办公网络化管理主要是依托网络技术,在内部建立局域网络,将站内的生产数据,技术资料和其他管理资料实现共享,并且通过服务器与上级部门的网络联网将本站的生产数据上传到上一级管理部门。同时可以对生产进行指挥与分析,通过采集真实准确的生产信息,进行科学的分类整理,采用有效的分析方法,使管理者对现场的生产做出正确的指挥,对暴露出的问题进行分析和决策。使用一些先进的经济分析方法(如投入产出分析)可以充分全面地考虑问题,并做出科学的分析和判断。把管理人员从繁重的信息收集整理和统计中解放出来,使厂各级领导能利用计算机网络准确、及时、全面地掌握信息,统筹安排生产和经营工作,提高工作效率和经济效益。

6. 目前原油的输送多采用管线输送,原油在输送过程中存在着两方面的能量损失,即摩擦阻力损失和散热损失。因此,必须从这两个方面给流体提供能量——加热站提供热能和泵站提供压力能。在管输管理中,要正确处理这两种能量的供求平衡关系,因为这两种能量损失的多少是互相影响的。一般来说,散热损失是起决定作用的因素。摩阻损失的大小取决于油品的粘度,粘度的大小取决于输送温度。提高加热站的出站温度,使油品在较高的温度下输送,原油的粘度降低,摩阻损失减小,但散热损失增大。所以在原油管输过程中存在着能耗最小的优化输送选择。

五.结束语

我国可以采用自动化技术和计算机信息技术,不断的优化油气储运参数,并进一步提高油气储运的效率。运行计算机技术和自动化控制技术,对管线进行实时的监控,同时可以采集首端个末端压力、流量、温度以及粘度等各项参数,利用双向微波将其数据信息传送到首末站的控制室之中;并在此基础上编写和优化参数程序。自动化技术在原油储运过程中的应用不但提高了生产系统的运行效率而且提高生产的安全性。因此,我们应促进自动化技术在油气储运过程中的应用,提高经济效益。

参考文献:

[1] 孙灵念 董明 王胜利 自动化技术在油气储运过程中的应用 [期刊论文] 《油气储运》 -2005年z1期

[2] 齐凯 自动化技术在油气储运过程中的应用 [期刊论文] 《中国石油和化工标准与质量》 -2012年11期

[3] 齐凯 自动化技术在油气储运过程中的应用 [期刊论文] 《中国石油和化工标准与质量》 -2012年9期

[4] 付玉章FU Yuzhang 自动化技术在油气储运过程中的应用 [期刊论文] 《科技传播》 -2010年24期

[5] 魏孔林 王海成 许巧娟 张文浩 自动化技术在油气储运过程中的重要作用 [期刊论文] 《中国科技博览》 -2012年21期

[6] 毕洪亮 于龙年 康健 李贺 论自动化技术在油气储运过程中的应用研究 [期刊论文] 《中国石油和化工标准与质量》 -2013年8期

制冷工艺论文范文第5篇

关键词:R410A;定频空调;应用

Abstract: the Montreal protocol on the main task is to accelerate elimination of hydrogen LvFuTing (namely HCFC), to stop the use of HCFC in 2030. The total output of family expenses air conditioning in China has reached 80 million sets, and hold the global leading position. Although in recent years, some air conditioning enterprise exports to the American market in the air conditioning, the refrigerant R22 alternative R410a. Meanwhile, last year, beautiful, haier, extension and other enterprise in frequency conversion air conditioning promotion, also full of R410a refrigerants. However, in some of the Middle East, Africa's some hot countries are not concrete plan.. This paper mainly analyses the development trend of the technology of air conditioning and refrigeration, and the air conditioning that decide frequency R410A in high temperature area (T3 condition) of the application.

Keywords: R410A; The air conditioning that decide frequency; application

中图分类号:TU831文献标识码: A 文章编号:

一、空调制冷技术发展趋势

最传统的空调器用冷媒R22由于存在对臭氧层的破坏作用,随着人们环保意识的增强,“无氟空调”成为趋势,根据蒙特利尔条约,冷媒R22将逐渐被替换。R22的替代冷媒主要有R407C和R410A。R407C冷媒为三种非共沸点混合冷媒,其热力学性质与单一冷媒相比在蒸发冷凝时有约6的温度梯度,热交换器设计复杂,且成分组成比不同,为维修填注带来困难。压力虽与R22相同,但系统性能降低。相比之下,R410A冷媒虽然也是两种冷媒混合,但有单一冷媒的近似共沸点,使用方便,比R407C性能好,为最佳的替代冷媒。

二、使用R410A冷媒的空调压缩机

空调压缩机在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂的作用,其工作回路中分蒸发区(低压区)和冷凝区(高压区),空调的室内机和室外机分别属于高压或低压区(要看工作状态而定)。空调压缩机把制冷剂从低压区抽取来经压缩后送到高压区冷却凝结,通过散热片散发出热量到空气中,制冷剂也从气态变成液态,压力升高。制冷剂再从高压区流向低压区,通过毛细管喷射到蒸发器中,压力骤降,液态制冷剂立即变成气态,通过散热片吸收空气中大量的热量。这样,空调压缩机不断工作,就不断地把低压区一端的热量吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中,起到调节气温的作用。压缩机是制冷系统的心脏,无论是空调、冷库、化工制冷工艺等等工况都要有压缩机这个重要的环节来做保障。

制冷压缩机种类和形式很多,根据原理可分容积型和速度型两种,其中容积式是最为普遍的。容积式压缩机靠在气缸内作往复或回转运动的活塞,使气缸内的气体体积减小,压力升高,然后把气体压出。又可分为活塞式压缩机和旋转螺杆式压缩机。活塞式压缩机属於最早的压缩机设计之一,但它仍然是最通用和非常高效的一种压缩机。活塞式压缩机通过连杆和曲轴使活塞在气缸内向前运动。如果只用活塞的一侧进行压缩,则称为单动式。如果活塞的上、下两侧都用,则称为双动式。活塞式压缩机的用途非常广泛,几乎没有任何限制。它可以压缩空气,也可以压缩气体,几乎不需要作任何改动。活塞式压缩机是唯一一种能够将空气和气体压缩至高压,以适合诸如呼吸空气等用途的设计。活塞式压缩机的配置可包括从适用於低压/小容量用途的单缸配置,到能压缩至非常高压力的多级配置。在多级压缩机中,空气被分级压缩,逐级增大压力。旋转螺杆式压缩机属於容积式压缩机,其活塞采用螺杆的形式,这是现今使用的最主要压缩机类型。螺杆压缩元件的主要部件是凸形转子和凹形转子,这两个转子相互靠近移动,使它们之间及腔内的体积逐渐减小,螺杆式的压力比取决於螺杆的长度和外形以及排气口的形状。

R410A的蒸发潜热和蒸汽密度较大,压缩机单位时间内排气体积大,为避免系统设计点偏离导致的效率下降,需要缩小压缩机的排气体积,更改压缩机汽缸。R410A冷媒的工作压力约为R22的1.6倍,高温工况地区甚至能达到2.5倍速以上, 设计时需要考虑相关构成部分的耐压性。缩小压缩机的排气容积,使之符合R410A特性,此压缩机的效率和R22压缩机的效率相同时,根据R410A冷媒热物性质所决定的各蒸发温度,冷凝温度下的R22与R410A理论COP比值。冷凝温度50℃蒸发温度10℃时,理论COP比R22降低8%左右。相反,根据导热系数,粘性系数等的流体特性,冷媒热传导率比R22大,且因冷媒压降小,实际制冷系统性能增加4%左右,因此要达到R22系统能力或以上能力,要求提高压缩机及热交换器的性能。需要采用专用压缩机、POE、PVE油,毛细管内径要比较大,冷凝器的压力设计接近4.2MPa,并且铜管壁加厚以实现耐高压。

三、R410A在定频空调使用的安全注意事项

R410A比R22冷媒的压力要高大约1.6-2.5倍(绝对压力)左右,所以,在施工与售后服务的过程中一旦发生错误的操作,将有可能发生重大的事故。在安装R410A冷媒的空调时,请使用R410A专用工具以及材料,注意安全操作。

(1)操作之前,确认空调冷媒的名称,然后对不同冷媒实施不同的操作,在使用R410A冷媒的家用空调中,绝对不能使用R410A之外的冷媒。在使用R22冷媒的空调机中,也绝对不能使用R410A冷媒。

(2)在操作中如有冷媒泄漏,请及时进行通风换气。

(3)在进行安装、移动空调时,请不要将R410A冷媒以外的空气混入空调的冷媒循环管路中。如果混入空气等气体,将导致冷媒循环管路高压异常,造成循环管路破裂、裂纹的主要原因。

(4)安装工作结束后,请仔细确认,不能有冷媒泄漏的现象。如果冷媒泄漏在室内,一旦与电风扇、取暖炉、电炉等器具发出的电火花接触,将会形成有毒气体。

(5)在安装一拖多空调时,由于封入的冷媒量比较多,尤其是在小房间进行安装,即便是万一发生冷媒泄漏,其浓度也不能超过规定值。否则,将造成缺氧的现象。

(6)在进行安装、移动空调时,请依据说明书的要求可靠的实施。当发生安装不良时,将造成冷媒循环管路工作不正常、漏水、触电、引起火灾等现象。

(7)请绝对不要私自对空调进行改造,修理时请专业人员进行。修理不当同样会引起漏水、触电、引起火灾等现象。

压缩机为R410A专用;不允许压缩机进行空气压缩,易引起爆炸。新冷媒R410A空调都有一干燥过滤器,而使用R22冷媒的空调一般都没有干燥过滤器。新冷媒R410A空调内的两器及系统配管虽然在外观上和R22的没有区别,但是它的制造工艺要求较高,系统内的含水量,杂质含量等都比R22的要低,且耐压性要高强。由于R410A冷媒机所用的压缩机用POE油,POE油和水能反应,生成水和酸,而生成的水又能促使POE油进一步反应,若此连锁反应长期下去,系统内的水分将越来越多,可能会使毛细管发生冰堵现象;同时系统内循环工质的酸性会越来越高(PH值越来越低),有可能导致系统内的零部件发生腐蚀,和产生镀铜现象。因此,在装机的时候,动作要迅速,在打开连接管的塞子后,一定要在五分钟内上紧螺母,排空时间要充分。在装机时,禁止将汗水滴入连接管内;严禁将其它不溶性杂质混入系统内。

在维修时,只要是割开制冷系统,不管是什么原因,都必须更换干燥过滤器。割开制冷系统后,必须马上用东西包住断开口,以免空气中的水分进入系统内。制冷系统暴露在空气中的时间不得超过五分钟。在维修完毕后抽真空时,所使用的真空泵应为专用真空泵,此泵的油应用脂类油,且此泵不得用来为使用R22的空调来抽真空,否则将引起冷媒的混合污染,从而影响空调的性能。抽真空的时间必须保证在25分钟以上。否则系统内的水分会偏高,会影响空调的使用稳定性。在维修时,若需要换零部件时,必须使用R410A专用件,不得和R22的混用,否则会影响空调的稳定性。R410A冷媒应存放在30度以下的环境中,若在高于30度的环境中存放过,必须在30度以下的环境中存放24小时以上才能使用,否则冷媒的组分会变化,影响空调的性能。

四、结语

从全球空调市场发展轨迹来看,高温工况地区采用无温室效应的环保制冷剂R410A,是空调行业转型升级的必然趋势。

参考文献:

[1]占剑峰.R410A制冷剂在家用空调上的运用分析[J].高职论丛,2010,4.

[2]谢荣.R410A新冷媒空调率先在春兰批量投产.商品与质量,2004,14.

[3]谷东照,梁晓东.R410A制冷剂在直流高效空调上的应用.2004空调器、电冰箱(柜)及压缩机学术交流会论文集,2004.

[4]刘洋,王芳,杜世春,邬志敏,刘云生.R410A空调器系统的实验研究.制冷,2005,4.

制冷工艺论文范文第6篇

能源动力产业既是国民经济的基础产业,又在各行各业中有普遍的应用,也是国家科技发展方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。随着我国市场经济的建立,社会需求和经济分配状态的变化,科技发展的趋势等,都对本专业的生源、就业等形成了挑战。本期我们着重向大家介绍能源与动力工程专业,以及与其相关的一些信息,以供考生参考。

李学文,太原市48中高中语文高级教师,太原市优秀教师,太原市优秀班主任,太原市十佳百优教师,太原市语文学科带头人,太原市名师培养对象。

专业介绍・能源与动力工程

【历史沿革】能源与动力工程,2012年前称为热能与动力工程。该专业涉及传统能源的利用、新能源的开发和如何更高效地利用能源。能源既包括水、煤、石油等传统能源,也包括核能、风能、生物能等新能源,以及未来将广泛应用的氢能。动力方面则包括内燃机、锅炉、航空发动机、制冷及相关测试技术。

【专业缘起】热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响,专业分割很细,比如热能与动力工程专业中就包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业。但随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题的出现,浙江大学率先将热能与动力工程专业改成能源与环境系统工程专业,得到广大青年学子和社会各界的认同。不久后,清华大学也将热能与动力工程专业改成能源动力系统及自动化专业。

【培养目标】(1)以热能转换与利用系统为主的热能动力工程及控制方向(含能源环境工程、新能源开发和研究方向);(2)以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机及汽车工程,船舶动力方向;(3)以电能转换为机械功为主的流体机械与制冷低温工程方向;(4)以机械功转换为电能为主的火力火电和水利水电动力工程方向。

【培养要求】本专业学生应具备宽广的自然科学、人文和社会科学知识,热学、力学、电学、机械、自动控制、系统工程等学科的理论基础,热能动力工程专业知识和实践能力,掌握计算机应用与自动控制技术方面的知识。

【毕业生应获得以下的知识和能力】(1)具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;(2)较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括工程力学、机械学、工程热物理、流体力学、电工与电子学、控制理论、市场经济及企业管理等基础知识;(3)获得本专业领域的工程实践训练,具有较强的计算机和外语应用能力;(4)具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识,了解其科学前沿及发展趋势;(5)具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

【主干学科】动力工程与工程热物理、机械工程、流体力学。

【主要课程】工程力学、机械设计基础、机械制图、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、测试技术、燃烧学等。

【主要实践性教学环节】包括军训、金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习、社会实践、课程设计、毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。

【主要专业实验】传热学实验、工程热力学实验、动力工程测试技术实验、流体力学实验等。

西安交通大学能源与动力工程学院的前身为创建于1921年的机械工程科动力组,1952年全国大规模院系调整时,脱离机械工程系变为动力机械系,1956年随学校主体迁往西安,是当时交通大学整体西迁的科系之一。

学院师资力量雄厚,荟萃了国内外能源与动力工程、工程热物理、核能科学与工程等学科领域享有盛誉的教授、专家和学者。现有教职工258名,其中教师172人,实验技术人员62人,行政管理人员24人。其中中国科学院院士2名、中国工程院院士1名、部级教学名师2名、部级有突出贡献专家8名,教授75名、副教授59名。教师队伍士学位获得者占73.3 %。

学院拥有动力工程及工程热物理、核科学与技术等2个一级学科博士点和博士后流动站。拥有包括工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程、化工过程机械、核科学与工程、核技术与应用、化学工程等在内的9个二级学科博士点以及2003年增设的能源环境工程、后续能源与能源新技术、航空动力与空间环境工程3个博士备案点,其中动力工程及工程热物理一级学科,热能工程、流体机械及工程、动力机械及工程、制冷及低温工程、工程热物理、核能科学与工程6个全国重点学科,热能工程、流体机械及工程2个二级学科是我国最早批准的首批全国重点学科。下设热能工程系、制冷及低温工程系、流体机械及工程系、动力机械及工程系、化工过程机械系、核科学与技术系、化学工程系、环境工程系等8个系和热与流体中心、教学实验中心。完成了大量国家和省部级科研项目以及与企业的合作项目,作为首席科学家和主持单位主持国家973重大项目2项,并与多个国家与地区的研究机构和企业建立了合作关系,承担了与美、英、日、韩、希腊、香港等国家和地区的多项合作项目。

在有史以来的多次部级评估中,该院热能工程、流体机械及工程2个二级学科的评分均始终名列全国第一,动力工程及工程热物理一级学科博士点的评分也始终在全国名列前茅。

有问必答・关于报考

问题1:能源与动力工程专业的学生应有怎样的知识和能力?

(1)具有较扎实的自然科学基础,熟练掌握高等数学、工程数学、大学物理、工程化学等基础性课程的基本理论和应用方法;具有较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力。

(2)掌握一门外国语,具有较好的听、说、读、写能力,能较顺利地阅读本专业的外文书籍和资料。若外语为英语应达到国家四级以上水平(含四级)。

(3)系统地掌握本专业必需的技术基础理论,主要包括力学理论(理论力学、材料力学、流体力学),热学理论(热力学、传热学等),机械设计基本理论,电工与电子基本理论,自动控制理论,能源动力工程基础理论等。

(4)熟悉本专业领域内1~2个专业方向或有关方面的专业知识,了解其学科前沿和发展趋势。

(5)具有本专业必需的制图、计算、测试、调研、查阅文献和基本工艺、操作、运行等基本技能。

(6)具有一定的计算机知识和较强的计算机应用能力,较熟练使用计算机工具,解决工程中的有关问题。

(7)具有较强的自学能力、分析能力和创新意识。

问题2:能源与动力工程专业的学生就业方向?

根据专业方向不同,毕业生可在大型企业、相关公司以及相关的研究所、设计院、高等院校和管理部门从事热能工程、动力工程、制冷工程方面的研究与设计、产品开发、制造、试验、管理、教学。或发电厂、内燃机厂、汽车制造厂、物流调控、锅炉厂、大型机械厂、造船厂、空调厂、制冷设备厂、暖通工程等领域工作。也可从事能源与动力工程及相关方面的研究、教学、开发、制造、安装、检修、策划、管理和营销等工作。还可在本专业或其他相关专业继续深造,攻读硕士、博士学位。

问题3:能源与动力工程专业人才培养目标和培养规格,专业方向的不同有差异么?

根据专业人才培养目标和培养规格,因专业方向的不同而有所差别。

(1)热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向)

主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。

(2)热力发动机及汽车工程方向

掌握内燃机(或透平机)原理、结构、设计、测试、燃料和燃烧,热力发动机排放与环境工程,能源工程概论,内燃机电子控制,热力发动机传热和热负荷,汽车工程概论等方面的知识。

(3)制冷低温工程与流体机械方向

掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。

(4)水利水电动力工程方向

掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

问题4:能源与动力工程专业的学生需要系统掌握哪些知识?

掌握高等数学、大学物理、工程化学、生命科学、环境科学等方面的知识。

掌握工程制图、工程数学、理论力学、材料力学、机械设计基础、金属工艺学、电工学、电子技术基础、工程流体力学、工程热力学、传热学、计算机原理与应用、自动控制原理等方面的知识(对水利水电动力工程方向,工程热力学、传热学知识要求可适当降低)。

问题5:能源与动力工程中的能源动力系统及自动化专业主要研究什么?

研究将煤炭、石油、天然气等一次能源转化为电力、热能等二次能源的生产和利用过程;研究人工环境、制冷空调、低温生物医学等领域的科学技术问题;还研究风能、太阳能、生物质能等新能源的开发利用。能源转换与利用过程排放的有害物质将造成环境污染,因此能源的生产必须高效、清洁。能源与环境系统专业不仅对自动化控制十分依赖,而且是一个复杂系统工程,集合了热科学、力学、材料科学、机械制造、环境科学、计算机科学、自动控制科学、系统工程科学等高新科学技术。能源与环境系统工程专业具有很宽的专业知识面,是一个能源、环境与控制三大学科交叉的复合型专业。

【意林散文】

羞 涩

文/刘心武

在我的艺术世界里,羞涩几乎无处不在。

我羞涩地画水彩和油画,不仅是因为我没受过扎实的基本功训练,也不仅是因为我害怕别人对我的画作鄙薄,而主要是因为我对色彩、明暗、笔触、韵味等充满了虔诚。对于我来说,那相当于宗教信徒走进了教堂。

我更常常羞涩地面对着大自然。

更具体地说,是常常羞涩地面对着大自然中最琐屑的细部。

我几乎从未像某些人那样,站在高山之巅或大海近旁举臂傲啸,却多次独坐在小小的一个角落,面对着草丛中一株半球已然飘散、另半球依旧存留的蒲公英,或一株被夕阳镀上金边的兔尾草,默默地为自己竟然也是宇宙中的一个存在物而庆幸。

制冷工艺论文范文第7篇

关键词: 热泵 实证性研究 发展阶段

本文以大量详实的文献资料为基础,通过对大量的文献资料的统计、分类、比较和分析,明显地将我国热泵的应用与发展分为以下几个阶段:

早期热泵的应用与发展阶段(1966年以前)

热泵应用与发展的断裂期(1966年~1977年)

热泵应用与发展的全面复苏期(1978年~1988年)

热泵应用与发展的兴旺期(1989年~1999年)

进入21世纪后热泵发展面临挑战也面临发展的新局面(2000年-~2003年)

1 早期热泵的应用与发展阶段(1949年~1966年)

相对世界热泵的发展,我国热泵的研究工作起步约晚20~30年左右。但从中国情况来看,众所周知,旧中国的工业十分落后,根本谈不上热泵技术的应用与发展。新中国成立后,随着工业建设新高潮的到来,热泵技术也开始引入中国。早在20世纪50年代初,天津大学的一些学者已经开始从事热泵的研究工作,1956年吕灿仁教授的“热泵及其在我国应用的前途”一文是我国热泵研究现存的最早文献,为我国热泵研究开了个好头。20世纪60年代,我国开始在暖通空调中应用热泵。1960年同济大学吴沈钇教授发表了“简介热泵供暖并建议济南市试用热泵供暖”;1963年原华东建筑设计院与上海冷气机厂开始研制热泵式空调器;1965年上海冰箱厂研制成功了我国第一台制热量为3720W的CKT—3A热泵型窗式空调器;1965年天津大学与天津冷气机厂研制成国内第一台水源热泵空调机组;1966年又与铁道部四方车辆研究所共同合作,进行干线客车的空气/空气热泵试验;1965年,由原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕教授、吴元炜教授领导的科研小组,根据热泵理论首次提出应用辅助冷凝器作为恒温恒湿空调机组的二次加热器的新流程,这是世界首创的新流程;1966年与哈尔滨空调机厂共同开始研制利用制冷系统的冷凝废热作为空调二次加热的新型立柜式恒温恒湿热泵式空调机。

我国早期热泵经历了17年的发展历程,渡过一段漫长的起步发展阶段。其特点可归纳为:第一,对新中国而言,起步较早,起点高,某些研究具有世界先进水平。第二,由于受当时工业基础薄弱,能源结构与价格的特殊性等因素的影响,热泵空调在我国的应用与发展始终很缓慢。第三,在学习外国基础上走创新之路,为我国今后的热泵研究工作的开展指明了方向。

2 热泵应用与发展的断裂期(1966年~1977年)

1966年,随着史无前例的“”的爆发,科技工作同全国各个领域一样遭受了空前的灾难。在此期间热泵的应用与发展基本处于停滞状态。如:

1966年~1977年间没有一篇有关热泵方面的学术论文报导与正式出版过有关热泵的译作、著作等。

1966年~1977年间国内没有举办过一次有关热泵的学术研讨会,也没有参加过任何一次国际热泵学术会议,与世隔绝十余年。

1966年~1977年间,全国高校一律停课闹“革命”,根本谈不上搞热泵科研。但是原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕、吴元炜领导科研小组在1966~1969年期间在“抓革命、促生产”的指示下,坚持了LHR20热泵机组的研制收尾工作,于1969年通过技术鉴定,这是在“”时期全国唯一的一项热泵科研工作。而后,哈尔滨空调机厂开始小批量生产,首台机组安装在黑龙江省安达市总机修厂精加工车间,现场实测的运行效果完全达到20±1℃,60±10%的恒温恒湿的要求,这是我国第一例以热泵机组实现的恒温恒湿工程。

鉴于上述事实,将热泵在这个时期的应用与发展的整个过程,定为热泵应用与发展的断裂期,是名副其实的,完全符合历史事实。

3 热泵应用与发展的全面复苏期(1978年~1988年)

改革开放政策使中国的国民经济重新走向发展之路,经济的发展为暖通空调提供了广阔的市场,也为热泵在中国的发展提供了很好的契机。因此,热泵的发展在经历了断裂期之后于1978年开始进入一个新的发展阶段。从文献统计看,1988年又出现一个文献数量变化的转折点,故将1978年~1988年间定为我国热泵应用与发展的全面复苏期。

3.1 中国暖通空调制冷界开始了解国外热泵发展动态

与世隔绝十余年后,中国的热泵发展又迎来了新时期,遇到的第一个问题就是要了解世界各国热泵应用与发展的现状,热泵在一些国家里是如何发展的。为此,在1978年~1988年间,我们开始通过以下工作,充分了解国外热泵发展的现状与进展。

大量出版著作。1978年~1988年间正式出版8本书,其中译著6本,占75%。1986年一年出版了3本译著。另外,还有许多未正式出版的译文资料集。

国内刊物积极刊登有关热泵的译文。1978年~1988年间共发表27篇论文,其中译文占26%。

对国外热泵产品进行测试与分析,以便找出我国现有热泵产品与国外的差距,为我国开发、生产新产品提供参考数据。

积极参加国际学术交流。中国制冷学会先后于1979、1983、1987年组团参加了15、16、17届国际制冷会议,并组织翻译“第15届国际制冷大会”论文译丛。1984派代表参加了在英国举办的第二届国际热泵大规模应用专题讨论会。

译文、译著等系统地介绍了:

(1)有关热泵技术的基础知识。使我们系统地了解到热泵的分类、组成、热力学原理、热泵部件和热泵系统的设计选择原理、热泵的低位热源、与能源工业的关系、运行费和经济性计算基本原理等。

(2)热泵技术在世界各国中应用的大量实例和应用方式。例如:以热泵作为住宅的供暖(冷)机组; 热泵在大型建筑物或建筑群的供暖(冷);热泵在室内或室外露天游泳池中的应用;热泵用于建筑物余热(排风废热)回收与利用中;采用热泵回收和应用制冷装置的冷凝废热;人工冰场和游泳池相结合的热泵系统;热泵技术在工农业中的应用等。

(3)从译著中可以看出,热泵真正开始发展还是在二次大战前后,至20世纪60年代,在美国得到很大的发展,这种发展势头至今历久不衰。每一次能源危机和燃料涨价,总会引起大小不一,范围不等的“热泵热”。这给了我们一个重要启示:能源问题是今后长期存在的问题,所以节能工作及热泵技术的应用与研究将会是暖通空调制冷领域中的永恒的研究课题。

3.2 中国暖通空调制冷界开始思索我国热泵技术的发展方向

在充分了解了国外热泵应用与发展的现状后,看到热泵在中国发展的远景。为此,中国暖通空调制冷界开始思索我国热泵技术的发展方向问题。一些学者撰写论文,论述我国应如何发展热泵技术。其论点可归纳为:

(1)由于我国热泵技术处于发展的初级阶段,因此,要对国外热泵的发展进行跟踪,吸收国外热泵新技术。但是,对引进的项目,应组织研究、设计和生产单位的力量共同进行消化、吸收、试验研究、研制,不应单纯以生产为目的。

(2)从我国20世纪80年代的工业基础和技术力量出发,应先开发已较成熟的电动压缩式热泵,努力扩大热泵的应用范围。

(3)今后应大力研究和开发适合国情的热泵装置和热泵系统。主要有:空气/空气热泵、空气/水热泵、水/水热泵等。

(4)热泵的应用应先从经济效益好的领域开发。如:低温热泵干燥、蒸发蒸馏领域热泵的应用、低温供暖(冷)、 热泵式的热水供应等。

(5)从长远出发,应及早开展吸收式热泵和燃气热泵的研究、热泵工质的研究、变频热泵的研究、热泵的计算机模拟与分析、热泵的自动调节等。

3.3 全面复苏期中热泵在我国的应用与发展

在1978年~1988年期间,主要开展了以下几项工作:

(1)热泵空调技术在我国应用的可行性研究。

(2)小型空气/空气热泵(家用热泵空调机组)的理论与实验研究。在这期间,大量地引进国外空气/空气热泵技术和先进生产线,我国家用热泵空调器开始较快地发展。由1980年年产量1.32万台到1988年年产量24.35万台,增长速度非常快,但年产量却很小,其中很多都是进口件组装的或仿制国外样机,这些产品是否适合我国的气候条件,在我国气候条件下是否先进,这些问题亟待研究解决。为此,开始对小型空气/空气热泵进行了一些基础性的实验研究工作。在短短的十年里,做出许多成绩。如:为开发家用热泵空调器新产品,对进口样机进行详细的实验研究;我国小型空气/空气热泵季节性能系数的实验研究;小型空气/空气热泵的除霜问题的研究;小型空气/空气热泵室外换热器的优化研究等。

(3)热泵产品的研发和热泵系统的应用。80年代初开发了分体热泵空调器;厦门国本空调冷冻工艺有限公司也于80年代末开发出用全封压缩机(5Rt~60Rt)、半封压缩机(80Rt~200Rt)、双螺杆压缩机(>200Rt)组成的空气源热泵冷热水机组产品。空气源热泵、水源热泵以及大地耦合热泵系统的应用也开始崭露头角。

(4)工业热泵的应用优于暖通空调上的应用。1978~1988年,由于我国国内生产总值(GDP)很低,国家正在大力发展工业,电力供应紧张,国家限制民用电气产品过早进入家庭,因此,在当时普遍的看法是我国热泵的发展应先从工业应用上开始,在此期间,发表的热泵文献中有41%的文献为工业热泵内容。主要集中在三方面的应用:一是干燥去湿(木材干燥、茶叶干燥等),二是蒸汽喷射式热泵在工业中的应用,三是热水型热泵(游泳池、水产养殖池冬季用热泵加热等)。

(5)国外知名热泵生产厂家开始来中国投资建厂。例如美国开利公司是最早来中国投资的外国公司之一,于1987年率先在上海成立合资企业。

3.4 全面复苏期中我国热泵应用与发展的特点与经验

总的来说,这个时期我国热泵的发展又是个良好的开端,为今后热泵新的发展打下了坚实的基础并起到积极的推动作用。但是,当时热泵在我国仍是一门“超前”的技术。具体特点与经验如下:

(1)在暖通空调制冷界初步普及了热泵的基本知识;

(2)外国热泵的产品和应用技术大量引入中国,成了我国发展热泵的“起步”技术;

(3)热泵在暖通空调节能工作中起到良好的示范作用,引起暖通空调制冷工作者的关注与兴趣;

(4)初步形成中国热泵工业发展的基础,为迎接新的发展打下坚实基础,积蓄了发展我国热泵的力量;

(5)走向正确的发展之路,发展形势喜人,前景乐观。

但是也存在下述问题:

(1)盲目引进、重复引进的现象很多;

(2)唯外是从,照搬仿造多,结合国情少。

4 热泵应用与发展的兴旺期(1989年~1999年) 4.1 基本概况

1989年~1999年期间,我国国民经济突飞猛进的大发展。1978年~1988年间,国内生产总值(GDP)最高也不超过20000亿元,而1989年~1999年间国内最高GDP值已超过80000亿元,是70年代的4倍以上,其增长速度十分惊人。

我国热泵的应用与发展紧跟时代,在全面复苏期热泵发展的基础上,于1989年开始到1999年期间又迎来了新的发展里程。先看一看基本概况:

(1) 房间空调器的生产已成为世界生产大国,其每年的增长率列于表1中。

表1 房间空调器逐年增长率 年代业委员会每两年主办一次“全国余热制冷与热泵技术学术会议”外,自20世纪90年代起,中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会第五专业委员会主办的各届全国暖通空调制冷学术年会上专门增设热泵专题会。会上都交流大量学术论文,推动了热泵的应用与发展。

4.3 兴旺期中我国热泵应用与发展的特征

兴旺期中,我国热泵应用与发展的特征主要表现在:

(1)热泵技术进步显著。这十年里,热泵新技术与新产品不断地涌现。

(2)逐步形成我国热泵的完整工业体系。20世纪90年代,热泵式家用空调器厂家约有300家;空气源热泵冷热水机组生产厂家约有40家;水源热泵生产厂家20几家;国际知名品牌热泵生产厂商纷纷在中国投资建厂。形成生产、销售和服务、产品研发机构一条龙的完整体系。

(3)热泵空调装置产量在这十年里成倍地增长,有关热泵设备的标准不断地完善,使中国成为名符其实地世界热泵大国,但不是强国。

(4)热泵理论研究工作比前十年显著地加大了深度与广度。打破了空气源热泵一统天下的局面和研究工作仅局限于空气/空气热泵的研究范畴,这十年科研单位纷纷对空气源热泵、水源热泵、地源热泵和水环热泵空调系统等进行了研究,尤其是对大地耦合热泵的理论研究更活跃,研究的内容也十分广泛。热泵的变频技术、热泵计算机仿真和优化技术、热泵的CFCs替代技术,空气源热泵的除霜技术、一拖多热泵技术等。但是,热泵的理论研究这十年里仍是以跟踪国外的技术为主,自主创新性研究工作少,且还存在着一定的重复性现象。

(5)随着计算机技术的发展,计算机仿真和优化技术开始在热泵空调系统行业中得到应用。先让热泵空调系统在计算机上面实现运行,从而对一些热泵空调系统在我国的应用做出客观的预测分析,以进一步指导热泵空调系统在我国的实际应用。

(6)热泵空调在我国的应用范围十分广泛。到了90年代,“热泵”这个词再也不生疏。热泵装置已成为暖通空调中重要设备之一,应用十分广泛。空气/空气热泵已进入普通百姓家庭;空气/水热泵已成为我国夏热冬冷地区空调设计中的主流,并开始逐渐北扩到山东、河南、陕西、天津、北京等地;水/水热泵在山东、河南、湖北、辽宁、河北、黑龙江、北京、天津等地应用广泛。

5 进入21世纪后热泵发展面临挑战也面临发展的新局面

进入21世纪后,由于我国沿海地区的快速城市化、人均GDP的增长、2008年北京奥运会和2010年上海世博会等因素拉动了中国空调市场的发展,促进了热泵在我国的应用越来越广泛,热泵的发展十分迅速,热泵技术的研究不断创新。2000年至2003年间,热泵的应用、研究空前活跃,硕果累累,真可谓进入新世纪,热泵在我国的应用与发展开了个好头。为说明此问题,请看一下下面的一组数据。

2000年至2003年四年间,专利总数287项,年平均为71.75项,是1989年~1999年专利平均数的4.9倍。发明专利2000年~20003年间共119项,年平均29.75项,是1989年~1999年发明专利平均数的4.25倍。

进入新世纪,正式出版有关热泵方面的书籍共3部,其中我国学者编著2部,占总出版数的2/3,改变了以往译著居多的局面,走向自主发展之路。

2000年~2003年中热泵文献数量剧增,如2003年文献数是1999年文献数的5倍。

2000年~2003年全国高校有105名研究生以热泵技术为题目,平均每年有26.25名,是90年代年平均数的7倍多。

全国各省市几乎均有应用热泵技术的工程实例。甚至某商住楼也采用单井回灌热泵技术。

热泵技术研究更加活跃,创新性成果累累。在短短的几年中有3项世界领先的创新性成果问世:

(1)同井回灌热泵系统

(2)土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统

(3)供寒冷地区应用的双级耦合热泵系统

以上几组简单数据,明显感觉到,进入21世纪后,热泵又迎来一个新的发展起点。正如汉斯·冯·库伯写的“无疑,在不久的将来,热泵会身价大增并将在气候适合的地区取代传统的供热方式”一样,热泵发展的新时期正向我们渐渐走来。近几年热泵发展的特点主要有:

(1)进入新世纪后,热泵的快速发展不单是为了能源问题而更主要的是为了改善环境问题。通过热泵的应用与发展,来推动暖通空调的可持续发展,实现暖通空调的生态化与绿色化。

(2)热泵技术深受业主的欢迎,全国各省市几乎均有热泵应用工程实例,初步形成我国寒冷地区以地下水源热泵、水环热泵空调系统为主,大地耦合热泵为辅,夏热冬冷地区以空气源热泵、地表水源热泵、水环热泵为主,大地耦合热泵为辅的新格局。

(3)进入新世纪后,中国热泵市场空前繁荣,产品种类和规格齐全,国内生产厂家众多。

(4)进入新世纪后,热泵技术的创新紧跟时代,主动发现和回答暖通空调领域中急待解决的能源与环境课题。

(5)在经济全球化的条件下,就要求不断加强对外学术交流和合作,热泵技术也不例外,进入新世纪后,对外交流和合作十分活跃,在这个过程中,已深感学习外国技术时应当避免照抄、照搬现象,把国外的技术消化、吸收后有机地融入国内学术理论与技术中,走向面向世界、平等对话的必然之路。

6 结束语

本文较详细地回顾了我国热泵应用与发展的里程,总结出各个发展阶段的特点与经验,以便进一步思考。进入21世纪后,热泵技术进入飞速发展的阶段,我们将如何来发展热泵,如何通过热泵技术解决暖通空调中的能源与环境问题,如何通过热泵技术的进步来迎接我国全面建设小康社会及城市化进程加快的新形势。通过本文的研究,我们初步认识到:

在今后应以科学发展观为指导,充分考虑中国的国情、全方位考虑各方面的因素(气候条件、能源结构、能源比价、人民生活水平和政府政策等),因地制宜地发展我国的热泵事业;

在今后应面对热泵发展中的各种关键技术问题,走技术创新之路;

在今后我国热泵的发展将会趋向于多元化,各类型的热泵空调系统均会有相应的市场需求。在进一步应用与发展现有的空气源热泵、水源热泵和地源热泵的同时,还要积极研发燃气热泵、吸收式热泵、大容量高温热泵、CO2工质跨临界热泵和氨工质热泵等。尤其是要更加注意研究和应用前景光明的可再生能源水环热泵空调系统;

在今后要使热泵产品更上一个台阶,就必须着重发展我们的热泵压缩机技术、提高热泵换热器性能的技术、热泵工质、智能控制技术等。

制冷工艺论文范文第8篇

关键词:手术室 手术环境控制 送风天花装置 性能评述

Abstract: This article reviews the control of the key components of the surgical regional environment -importance and safety of Operating room Ceiling air supply unit. They believe that performance and its control of the surgical operating room air ceiling effects is more important than clean air zone control system from the surgical characteristics and requirements for environmental control. China's R & D products Ceiling air leakage resistance layer break the traditional theory and product models. the overall performance of the ceiling air supply has been greatly improved. Achieved the goals that surgical region's economic, effective control and the risk of surgical site infections greatly reduced.

Keywords: Operating room Environmental control surgery Ceiling unit air Performance review

doi:10.3969/j.issn.1671-9174.2011.10.004

一、引言

手术是医院中最长的开放性医疗过程。手术过程中将患者最好的屏障――表皮或粘膜打开,使得机体的内部直接暴露在外,不同途径带入的病菌均有可能轻而易举地进入机体内部,极易引起感染。因此术后感染一直是医院一种普遍的、最难以提防的、可能诱发严重后果的院内感染。

一般来说术后感染可涉及到下列因素,这些因素分为可控因素和不可控因素:

(一)患者自身风险因素(不可控因素)

高龄、肥胖、糖尿病、吸烟、营养不良、身体状况、药物、感染、放疗/化疗、术前住院时间等。

(二)手术本身风险因素(可控因素)

手术类型、抗菌药物使用、切口大小、无菌操作、手术技巧与手术时间长短等。

(三)其他感染风险因素(可控因素)

器械、敷料、手术衣与手套消毒灭菌以及手术室环境(菌、尘浓度,压差,温湿度控制等)。

其中,“患者自身风险因素”和“手术本身风险因素”是最大的影响因素。

患者自身风险,如在手术前有潜在的内脏器官功能损害,再加上手术和麻醉的打击,术后感染很有可能使这类患者术后发生一系列严重的并发症,乃至威胁患者的生命。手术所造成的生理紊乱可持续一个较长的过程,不会因为成功的手术而被立即纠正。如果患者自身免疫缺省或服用抗排异药物,万一感染后果更不堪设想。

手术本身的风险,可通过手术部位清洁消毒、术前正确使用有效的预防性抗生素、严格防范手术过程中内源性污染、接触手术部位的器物彻底消毒灭菌等对手术部位感染进行控制,对于普通外科手术来说空气途径感染是次要的。但对于器官移植、关节置换等大手术,加上患者服用抗排斥药物,使得将手术环境处于受控状态成为一个关键因素。

对于“其他感染风险因素”,只能采用工程控制措施进行控制,特别是手术环境,将可控风险因素处于受控状态,可以有效降低手术风险。

二、手术室送风天花装置的重要性

不论是我国2002年颁布的GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》(以下简称“规范”)[1],还是国外的医院相关标准均对手术环境控制格外重视,尽可能降低在手术过程中对病患的伤害。

如何从技术措施保障手术环境控制?由于整个手术室所保护的只是手术区域,但传统的思路是将整个手术室处于无菌状态,不仅难以达到,而且更难以维持。近年来发展了手术区域局部控制的理念,即将所有送风口集中布置在手术床上方,形成送风天花。由于其有效性、简便性、造价低、运行费用少,得到了极大的推广,并被各国医院相关标准所采用,作为推荐的控制模式。就连美国医院通风标准也在2008年采用了这种方式。

但是无论设计院,还是医院业主都普遍重视手术室空调系统性能及控制系统,在客观上忽视了局部净化的送风装置――送风天花的性能。有的医院误认为只需进口国外空调机组、先进的自控系统、甚至配置智能化或数字化的手术室,就可实现完善的手术环境控制。因此在评审设计方案或工程公司投标标书时,往往重视手术部装修、配置、空调净化系统及其控制,鲜有过问工程公司自产的送风天花的性能。

为什么要强调手术室送风天花性能的重要性以及对术后感染的控制作用?因为它的性能决定了手术区域环境控制质量,极大地影响了手术感染风险控制。

同样是对环境要求高度无菌的无菌病房,其技术措施与控制方式和手术室不同。鉴于手术室的特点,环境控制的关键在于手术区域,而手术区域控制的关键在于手术切口,因此需要高度无菌程度控制的只是一个局部区域而非全室。从手术过程来说,真正需要控制的只是在切口被打开的状态。因为手术前切口尚未打开前以及手术后切口已经缝合后,环境控制并非重要。或者说从空间上来讲,控制的只是一个局部的点;从时间来讲,控制的只是某个时间段[2]。而不像无菌病房必须一天24小时对整个病房持续地控制,丝毫不能马虎。无菌病房对于免疫缺省的病患犹如一个生命岛。

另外,手术区域无菌无尘程度影响直接进入机体内部的空气质量。最新研究表明,不仅是悬浮菌浓度,尘埃浓度也影响术后感染率。主刀医生操作手与手术器械上的落菌几率,也会加大感染的风险。特别对于那些器官移植、关节置换、整形手术等深部手术尤为重要。因为这类手术风险太高,术后感染会危及生命。而不像无菌病房那样特别重视空气中悬浮病菌,对于免疫能力低下的病患,即使新鲜空气中的真菌也会造成不堪设想的后果。为此我国“规范”定为特别的洁净手术室(I级),不同于Ⅱ级标准的洁净手术室。德国等欧洲标准是将I级别再分出Ia级,日本标准定义为生物洁净手术室,美国标准归类为特殊手术室。

手术室送风天花性能,是利用了空气洁净技术领域中低速单向流气流(或称低紊流度的置换流)和局部净化技术。局部净化方式节能、有效,但也有不足[3],由于局部净化装置常常处在无菌程度较低的环境中,在送风过程中无菌送风气流会与周边区空气进行动量交换,内部高度无菌区域易受周围环境影响。送风气流速度也会逐步衰减,其衰减量大于全室单向流。要维持低速单向流流态,相对于全室单向流需要较大的出口面风速。

如果直接将工业用的层流罩(FFU)套用在生物领域往往流速过大、噪声过高、反而会使无菌区域缩小。尽管美国医务界一直对手术室净化不太感兴趣,但美国通风空调制冷工程师学会(ASHARE)一直推广高效过滤与层流技术。为了适应手术环境控制特点、扩大送风天花装置送风区域内的无菌范围,减少周边污染气流的干扰,必须对手术室送风天花装置性能进行研究。率先研究的是柏林工业大学的艾斯东教授(Esdorn)[4],1977年提出了手术室送风天花的模式,采用了原德国DIN1946-4标准中提出的手术室最小20次换气的送风量集中在手术台上方的3.0m×3.0m送风天花送出,由于此时送风速度过小,当送热风时下不来,在我国上海应用时就发生了这种情况。此时手术区达到的细菌浓度仅为室内的一半。后来柏林工业大学的费次纳教授(Fitzner)[5]继续研究了这项工作,对手术室送风天花作了一些改进,效果进一步提高。

从理论上分析,送风气流同时依靠出风动量和送风温差来维持其运动,后者相当于热(冷)动力,当送风温度低于室温时气流作下沉运动。从工程意义上讲,热(冷)动力对气流运动所起的作用一般不予考虑。但对于低速送风天花装置来说,因其出风动量不大,温差对气流的作用不容忽略。随着送风量的增大,出口风速变大,温差减小,即送风气流的空气动力增强,而热(冷)动力减弱,那么由温差引射的周边空气越少,且中心区抗干扰的能力增强,控制效果更好。送风温差太大,中心无菌区域会缩小;送风温差太小,送风气流送不下来。艾斯东教授研究认为送风温度低于室温不小于 0.5℃ 、不大于2 ℃~3 ℃ 的范围效果最佳[4]。当风量超过某一范围后,接近于等温送风时,热(冷)动力的作用已经很小,此时送风的动量对控制效果起决定性作用,如果局部装置的风速过大,易加剧射流诱导,把室内悬浮菌引导到送风天花上风侧,再被局部高速气流带至下风侧,导致污染程度的加大。

低速低紊流度的置换流为了克服避免热源(手术灯)和横向扰动(手术过程操作)对送风气流的干扰,早期产品不得不靠气流喷管来支撑着低速的送风气流(图1),继而又采用了塑料围帘(图2)来降低低速送风气流的衰减,两者效果均不理想。后来的送风天花装置开始向提高送风速度或缩小送风面积两个方向发展[6],造就了各种形式的产品(图3),但现已很少采用气流喷嘴与塑料围帘。

传统的送风天花装置(图3)是将高效过滤器布置在送风静压箱的末端,靠末端过滤器性能和安装质量作最后把关来实现其性能。这种传统装置要在那么大的送风面积上安装那么多的高效过滤器、并产生洁净(完全过滤而不泄漏)、均匀(完善的气流分布)、单向和平行(垂直于过滤器面)的气流十分不易。这等于要求整个送风面上每个高效过滤器不仅仅本身起过滤作用,而且还起类似孔板的均流作用和气流分布作用,又要象盲板一样的不泄漏作用,这三个作用的“耦合”,使得满布高效过滤器的做法对送风末端要求异常高,无论静压箱本体,还是过滤器及其接合面只要有一点渗漏,就会沿着单向流直接达到工艺关键部位,会使得整个局部净化失败。因此传统装置不但加工难度高,安装复杂,检漏麻烦,而且其造价昂贵。

1995年,中国建筑科学院许钟麟教授提出了有自主知识产权的阻漏层理论,推动了送风天花装置进一步发展。阻漏层理论提出不再将高效过滤器设置在末端,而适当前移,单独组成的过滤箱设置在送风天花装置外。过滤箱内采用零压密封解决了高效过滤器安装接合面的渗漏问题。在送风装置内设有混流器和在末端设置具有亚高效水平的阻尼层。这种新型的送风天花装置,即使高效过滤器及其接合面有一点渗漏,渗漏粒子数相对于那样大的送风量是一个高价小量,经送风末端气流混合和过滤,使得原来局部的“漏”变成了整体的“不漏”,起到了阻挡渗漏的作用。大大降低了静压箱本体、高效过滤器本体及其接合面的安装要求,也简化了加工、安装和检漏过程。因此阻漏层理论将传统的送风末端装置的过滤、防漏和气流分布三个作用的“耦合”非常巧妙地解耦,从理论和实践上突破了高效过滤器必须布置在末端的传统模式,从本质上改变了末端密封堵漏的性质,消除了发生漏泄的危害。扩大了单向流洁净空间的活塞流满布比,提高了送风气流品质[7]。现在阻漏层理论已经转化为成熟的送风天花产品(图4),已经批量生产,并实现标准化、模数化和装配化,为设计者、施工者和使用者带来极大的方便。

三、手术室阻漏式送风天花的安全性

手术室送风天花的安全性主要取决于两个方面:送风天花的大小与性能。

德国权威的研究机构罗伯特-科赫研究所认为,送风天花形成的保护区域必须包含手术台与器械桌,这要求高度无菌手术室(相当于德国标准Ia级)送风天花的保护区域面积至少维持在2.8m×2.8m,德国2008年修订了标准DIN1946第4部分,规定送风天花的出风面积3.2m×3.2m。当然对于一般无菌手术室(相当于德国标准Ib级)的送风天花只要求保护手术台,即保护区域为2.0m×0.8m,出风面积需为2.4m×1.8m。如图5、图6所示。

而美国医疗机构则对此并不认同。美国设施指南学会(FGI)和美国供热通风空调制冷工程师学会合作,沟通了双方的观点,协调了双方的控制措施,同意采用手术区域集中送风,并将送风速度降到0.13~0.18m/s。2008年颁布的ASHRAE170规定手术室送风口每边只要比手术台面大0.3~0.45 m(这送风口尺寸与我国标准Ⅲ级手术室相仿,大大小于德国标准),并要求使用的无影灯和气塔投影面积不能超过送风口面积30%。

我们认为送风天花的大小与手术风险及保护级别有关。《医院洁净手术部建筑技术规范》根据手术室的级别提出了不同大小的送风天花的送风面积(表1),因为手术室的级别本身就体现了手术风险与保护级别。经过近十年来的实施,医护界认为是合适的。

其次是送风天花的性能。送风天花的性能主要表现为气流的极强抗干扰性,必须形成一股低紊流度的垂直置换气流。为此要提出“动态屏蔽”的概念,意在达到手术区域动态保护,不仅要求快速而有效地将源自手术区域的污染从保护区域排除出去,而且要对周围区域形成一个有效屏障进行屏蔽。这要求送风气流在手术区域仍保持较强的抑制污染的能力,为此德国不得不建议在送风天花增设围挡,并且该围挡可以延长至距地面2.1m处,以减缓送风气流衰减。

送风天花性能体现了动力和热力性对气流抗干扰性能的综合影响。送风气流动力性能主要体现了送风速度和紊流度。低速、均匀、致密的送风气流,对外的诱导性小,保护区域大,对内抗干扰能力大,能有效抑制污染。送风气流的热力主要涉及送风温湿度以及送风温差。这对低速气流来说十分重要。美国相关标准对此很少涉及。而德国标准DIN1946第4部分却有详尽的规定。规定了Ia级手术室的送风天花应达到以下要求[10]:

送风速度不低于0.23 m/s。

出风气流紊流度(除了4个角落的所有测试位置):≤0.15;在4个角落的测试位置:≤0.25;在离地1.2m高的保护区域气流紊流度(除了4个角落的所有测试位置):≤0.20;在4个角落的测试位置:≤0.30。

送风温度不低于室温0.5 K,送风温差不超过3 K;

我国《医院洁净手术部建筑技术规范》规定的送风速度不低于0.25m/s,在离地0.8m高的保护区域内送风气流的紊流度≤0.25。应该说中德两个国家标准基本相当。其实气流性能与末端过滤器的满布比有关,其他国家标准没有涉及,对此我国规范有明文规定。由于我国研发的阻漏式送风天花采用了阻漏层,极大地提高了满布比,大大提高了送风气流的性能。

送风天花的性能还表现在阻漏性。如上所述,传统的送风天花装置是将高效过滤器布置在送风静压箱的末端,一旦末端过滤器因自身或安装质量出现渗漏,就无法保障其送风的无菌性能。最新研究再次证实,引起手术部位感染的环境微生物源是细菌,而不是病毒。再次肯定了过滤除菌的有效性。因此保证末端过滤装置不渗漏是一个首要条件,各国的传统送风天花就是靠强调制造工艺、材料以及技术来达到不漏。

我国研发阻漏式送风天花,利用阻漏层理论解耦了送风末端装置的过滤、防漏和气流分布三个作用,从原理上保证了送风气流经过充分过滤,不渗漏,形成了均匀、致密的低紊流度的置换流。保证了在离地0.8m高的保护区域内送风气流的紊流度≤0.25。而且大量的实际应用也充分证明了这一点。阻漏层的原理大大简化了送风天花制造工艺、材料以及技术。由于阻漏式送风天花是靠原理保障不漏,可以长期保持不漏。而传统送风天花是依赖制造工艺、材料以及技术来达到不漏,因此只是暂时的,或者说需要在运行过程中不断监测、不断调整才能达到。

手术室送风天花高性能以及高可靠性为我们提出了一个新的控制理念――“动态保护”。因为手术室真正要求保护的是某特定时间段(手术过程)内的局部区域(手术部位),无论室内处于任何污染状态下,只要手术室的送风天花一开启,就能够保证手术区域的无菌状态,使整个手术过程均能得到所期望的保护,送风天花这一性能被定义为“动态屏蔽”。这对送风天花的性能提出了更高的要求。可大大降低周边区域甚至整个手术部的无菌状态的控制,而且手术切口一旦被处理,完全可以大大降低送风天花的送风量。从工程上讲,可以降低对手术区域周边污染控制、邻室的环境控制以及整个手术部正压控制要求。这一节能、有效控制的思路正是由VDI2167提出[11],现也被2008年12月颁布的最新一版德国标准DIN1946第4部分“医院通风空调”[10]所认可。

至于德国标准推荐的(不是规定)送风天花围挡,其要求不同于以往所使用的围挡。以前增设的围挡是为了使低速气流能送下来,围挡材料大多为塑料布,常因气流流动产生静电而吸附尘埃,增加了清洁的工作量。如今采用围挡是保护高速气流流动过程中维持低紊流度,围挡材料较为高级、结构较为复杂(图7),或与医疗气体供气桥架结合在一起(图8),形成了新型的送风装置。

四、结束语

手术是一种高风险的医疗,从工程控制角度来说,手术部位感染控制就是将可控因素处于受控状态。而将手术环境处于受控状态,是一项主要任务。从手术室的医疗要求与环境控制特点来看,手术室送风天花对局部手术区控制的重要性与安全性高于净化空调系统与控制系统。目前手术室送风天花性能在我国并没有引起足够的重视。我国应该了解手术室送风天花对手术区域控制的重要性与安全性,也是今后手术室节能运行的关键部件。必须高度重视手术室送风天花的研发、生产与检测,正确理解与执行我国《医院洁净手术部建筑技术规范》对送风天花性能及手术环境控制的要求[12]。

我国《医院洁净手术部建筑技术规范》对送风天花性能有较为详尽的规定,推荐较为简易、有效的区域控制思路与措施,强调了送风天花的重要性与安全性,并对送风天花的高效过滤器满布比、截面平均风速值和速度均匀度等要素提出了较高的要求[1]。最新颁布的德国标准1946第4部分也对手术室送风天花提出更高要求,促使我们对送风天花重要性认识进一步提高,也迫使我国必须进一步提高手术室送风天花的性能。我国大多工程公司生产的手术室送风天花的性能,如紊流度,难以达到我国《医院洁净手术部建筑技术规范》要求的0.25。手术室送风天花普遍存在气流均匀性较差,气流易扩散,抗干扰性差,污染诱入角较大,断面平均速度衰减较快,难以满足手术区域的环境控制要求。我们认为只有改变了一家一户的生产送风天花的制造模式,走专业化生产、专业化抽检之路,才能有效提高我国手术室送风天花的质量。目前我国由专业厂家生产的阻漏层手术室送风天花性能已经达到了国外标准,已被在华外商认可,并应用到工程实际[13]。

笔者期望本文有益于提高对手术室送风天花的重要性和安全性的认识,有助于进一步提高我国手术室送风天花性能,使得我国手术室环境控制更上一层楼,更为经济、更为有效。

参考文献

[1] GB50333-2002. 医院洁净手术部建筑技术规范[S].北京:中国计划出版社, 2002

[2] 沈晋明. 医院洁净手术部的净化空调系统设计理念与方法[J]. 暖通空调,2001,31(5):7-12

[3] 沈晋明. 局部净化设备对室内自净作用[C].1984年全国暖通空调制冷学术年会论文集:60-63

[4] Esdorn, H & Nouri, Z.. Vergleichsuntersuchungen Ueber Luftfuehrungssysteme mit Mischstroemung in Operationsraeumen[J]. HLH 28 (1977) Nr.4.

[5] Fitzner,K.. Operationsraum-Zuluftdecken.[C] XXII. Internationaler Kongress Technische Gebaeudeausruestung, Berlin (1989).

[6] Schmidt,P.. Nutzungsgesichtspunkte bei OP-Zuluftdecken mit turbulenzarmer Verdraengungsstroemung.[C], TK'93 Technik im Krankenhaus, "Krankenhaustechnik vor Ort-anwenden, betreiben, planen, installieren, servicen", Hannover. 10. 1993

[7] 沈晋明,许钟麟,梅自力等. 空气净化系统末端分布装置的新概念[J]. 建筑科学,1998(2):3-7

[8] Robert Koch Institute,Requirements on hygiene for operations and other invasive surgery[G].// Bundesgesundheitsblatt 43, 2000:644-648

[9] VDI 2167: Building services in hospitals Heating, ventilation and air-conditioning [S]. 08. 2007.

[10] DIN 1946/4: Ventilation in Buildings and Rooms of Health Care[S]. 12. 2008.

[11] 沈晋明,黄建倩. 德国医院新标准新概念[J]. 中国医院建筑与装备,2008(9):20-25

[12] 沈晋明,俞卫刚. 洁净手术部规范误读与析疑[J] .中国医院建筑与装备,2007(5):20-25

制冷工艺论文范文第9篇

高等工程人才培养目标、教学内容和教学管理制度、教学评价标准和评价方案等,都有一个国际共识的问题,就是要强化工程教育,加强工程能力的培养,美国近十年来提出了“回归工程”、“重构工程教育”、“建立大工程观和工程集成教育”的口号;日本明确提出工科大学四年的课程体系的核心是“工程”;英国、荷兰、丹麦等国提出以设计课题或工程问题为中心,将“设计教育”贯穿于学习全过程的思想。

工程教育就是以培养和造就现代工程师为目的的。今天的工程师是指那些具有坚实的数学、自然科学和工程科学基础,能够把工程原理和那些超出技术范畴的经济、社会、法律、艺术、环境和伦理等问题结合起来,从而去创造还没有的有用的人工物事来为人类服务的专门人才。正如美国工程师专业发展委员会(ECPD)所描述的:“工程师必须是一位善于构思并形成概念的专家;是一位设计者、开发者、新技术的形成者、标准范围的制定者―――一切都是为了有助于满足社会的需要。工程师必须会规划和预测、系统化和评估―――能够对公众的健康、安全、幸福和财富有利害关系的系统和组成部分做出判断。对于工程师来说,创新应该是他们的中心任务”。

作为工科专业的人才培养,应该具有坚实的专业基础理论知识,广泛的知识覆盖面,从而具有较强的动手能力,独立分析和解决问题的能力,加强工程训练,养成工程意识更具有重要性。理论与实践的结合,才会产生创新的思想,才能提出符合客观规律的具有创新特点的工程和技术方案,才能以开拓的思维去解决工程中的实际问题。因此,工程能力的培养是工科学生成长过程的一个极为重要的方面。

然而,在我国传统思维方式根深蒂固,表现在人才培养中,过分强调知识的理论深度和系统性,而忽视各学科知识间的联系,特别是忽视理论知识的应用。现行的工科教育体制下,工程能力的培养恰恰是弱项,教学计划,教材内容与培养工程意识、创新意识和工程实践综合能力不相适应;实验教学存在经费不足,设备条件差,大多数实验单纯为理论验证性实验,实验基本由教师准备好以后,学生按实验指导书循规蹈矩地做实验,缺少综合性和创新性实验,不能满足学生动手能力和创新能力的培养;实习环节的运作存在一定问题,学生没有更多的时间和条件在工厂中进行实践;课程设计、毕业设计的选题脱离实际等问题,针对这些制约学生工程能力培养的不利因素,开展学生工程能力培养的研究与实践,以求找到一种符合我国实际,并具有实效的工科学生工程训练方法,培养具有优良工程能力和创新能力的新型人才具有重大意义。

所有的工科专业都是实践性很强的专业,个人的创新意识,工程意识,动手能力的强弱无论在科研开发上还是在工程实践中都是十分重要的。如何围绕培养学生的工程能力来制定教学大纲,工程训练方案,实验教学方案,工程实践培养方案是需要进行改革和实践的,通过研究探讨和实践,提出工程能力培养的内容,主要途径,找出制约的因素,提出解决方案,逐步形成一套完整的、科学的工程专业工程能力培养的教学体系,对培养具备高素质的工程化创新能力的人才,为高新技术领域的经济增长做出贡献,提高我国在工程领域的国际竞争力,具有深远而重大的意义。因此,我院在教学改革工作中提出了加强工程能力、培养创新素质、开展创造教育的理念。以下是我们在教学改革实践中的一些思考和探索。

一热动与动力工程专业本科教育培养目标的定位

“十五”期间,我国高等教育将学科专业调整和提高人才质量放在首位,我院在人才培养定位中注重以工程能力和创新能力培养为特色的本科教育。通过改革,利用各种资源,建立热能与动力工程专业人才培养模式,实现“培养基础扎实,知识面宽,工程意识和工程能力强,富有创新意识和能力,个性充分发展和综合素质好,有良好科学道德和团队协作精神,有一定专业知识和技能,适应性强的复合型热能与动力工程专业人才”的教学改革思路。作为工程技术人才的培养,不仅要求具有坚实的专业基础理论知识、广泛的知识覆盖面,而且要求有较强的动手能力,独立分析和解决问题的能力,具有强烈的创新意识,具备创新能力的基础。要达到这些培养目标,加强实践教学环节,突出工程训练,养成工程意识就颇具重要性。

二热能与动力工程专业教学改革的主要内容

教学改革的主要内容包括在培养方案中,重建课程体系和教学内容,改革考试内容和方法,体现学生工程能力和创新能力的培养。我院在制定本科培养方案时,围绕培养目标提出了“拓宽专业范围,强化专业基础,注重能力培养,加强素质教育,体现课程优化。”在注重能力培养原则和加强素质教育方面,均强调了工程能力和创新能力的培养。在培养方案中,建立“课程组合”的专业教育新模式,加强实践教学环节,充分利用地方企业资源培养学生工程应用能力和创新能力,建立了“大工程意识”的工程训练的实践教学体系。

三建立热能与动力工程专业教学新模式

1加强课程教学体系改革

在建立热能与动力工程专业教学新模式时,打破专业“固化”,建立“课程组合”专业教育模式,采用“重基础,宽口径,淡化专业方向”方针,取消原专业方向的课程设置,在原有的节能工程模块和制冷工程模块的基础上,增加了计算机辅助设计在热能与动力工程中的运用模块,加强了专业实验课和实践性教学环节,加大实验课的学分比重,开设综合性和设计性的实验,保证计算机应用能力训练、外语应用能力训练、加强实践教学和工程训练。强调素质教育,夯实基础,拓宽专业面,跟踪发展,扩大学生自主学习空间,加强学生的知识应用及工程实践能力和科研能力的培养。争取在优化人才培养过程及提高教学质量上有质和量的突破。

2强化实践教学环节

在培养方案的基础上构建了新的实践教学体系,热能与动力工程专业实践教学体系结构分为基础实践(包括英语实践、计算机实基础实验、军训)、社会实践(包括社会服务、社会调查)、教学实习(包括毕业实习、生产实习、金工实习、认识实习),综合实践(包括毕业设计、课程设计、综合性、设计性实验和课外科技活动),部分学生进行“创业设计”实践。整个实践教学体系涵盖了大学四年所需的实践教学内容,基本符合培养目标的要求。

在实习教学中,通过校内和校外实习基地深入生产实践第一线。通过认识实习,使学生建立起对本专业整体上的初步认识,树立起“热能与动力工程”的基本概念,通过生产实习,使学生对所学专业的工艺流程、设备、车间布置、劳动组织产品物流、市场状况有一个全面的了解和认识,初步建立起工程意识。在生产实习中,尽可能安排学生跟班劳动,在生产实践中学习;通过毕业实习,使学生学会应用所学的专业知识,综合考虑各个方面的问题,弄清工艺或产品设计的流程,学习工程设计。

我校在毕业设计改革方面,毕业设计类题目大多选自工程实际问题,与生产实际相结合的大于50%,研究类选题与科研工作相结合的选题占70%以上;并积极创造条件使学生从毕业实习开始到毕业设计结束,一直在工厂或企业从事“真题真做”的“宜化模式”,同时聘请企业技术人员担任毕业实习和设计指导教师,学生通过工程计算、工程设计、技术创新,逐步建立起了解决国民经济发展及其工程领域重大问题的工程意识,使学生在实践中获取知识。而且设计和研究成果对企业有一定的参考价值。在实验选题中,创造条件开设综合性、设计性实验,锻炼学生提出问题、解决问题的能力,学生的综合设计能力有了很明显的提高。这些改革均已收到良好效果。

3加强学生创新能力的培养

在长期的教学实践中,广大师生积极投入到教学改革中进行教学研究。由于认识到在高等教育中工程能力和创新能力的培养的重要性,我院积极开展了学生课外科技活动,学生从大二开始就进入到教师的课题组中做实验,有专门的具有高级职称的教师进行指导。近两年来,我院有20位学生参与了全国大学生“挑战杯”科技活动,写出了大量以学生为第一作者的在正式科技期刊上,取得了优异的成绩。这些活动使学生的思想素质、业务素质和心理素质得到大大提高,在优化人才培养过程及提高教学质量上有质和量的突破。

高等工程教育体系的改革与实践是需要继续研究和探索的重大课题。在如何加强热能与动力工程专业本科生工程能力和创新能力的研究上,我院进行了一些有效的尝试,我们要继续努力,不断探索,完善学生工程能力和创新能力的培养体系,这是21世纪高等教育面临的时代挑战,也是高等教育发展的一大机遇,培养优秀的高等工程技术人才,是关系着我国可持续发展战略目标实现的重大课题。

参考文献

[1]史庆南.完善学生工程能力和创新能力培养体系研究[J].昆明理工大学学报(社会科学版),2003,3(1):61-64.

[2]陈海宁.经济全球化环境下的高校创造教育[J].化工高等教育,2004(3):1-3.

[3]刘昌明,张济生,唐一科.正确定位培养目标切实增强工程能力―――工科本科生工程能力教育的思考和探索[J].高等工程教育研究,2000(4):32-34.

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