制冷空调科技成果简介.docx

一、电冰箱用线性压缩机 1 、项目概述我国是世界上最大的电冰箱使用和生产国, 我国冰箱年产量高达六、七千万台,占全球三分之一以上,且在以每年 10 %~ 15 %的速度增长, 目前我国电冰箱保有量已达 2 亿台。在我国城乡居民的家庭用电量中, 40% 左右为电冰箱用电,其耗电量约占我国全社会用电量的 5% 以上,相应于消耗了 个三峡工程发电。而其中压缩机占电冰箱耗电的绝大部分。目前国内外冰箱压缩机大多是采用旋转电机驱动的往复式活塞压缩机, 这种传统的往复式活塞压缩机由于本身结构限制, 性能系数 COP 进一步的提升空间已极小。因此, 研究和开发新型高效压缩机,才能从根本上降低电冰箱能耗。线性压缩机作为公认的冰箱用下一代新型压缩机, 冰箱工况下的制冷效率比传统活塞压缩机高 10% 以上, 可以有效地降低电冰箱的能耗, 还具有结构简单、体积小、重量轻、无油或少润滑油、变容量特性优异等优点, 其发展潜力巨大。但目前线性压缩机的核心技术掌握在少数几家国外公司手中, 并被严密封锁, 在我国此类产品尚属空白。中国科学院理化技术研究所在低温系统线性压缩机航天技术和国家 863 计划课题冰箱线性压缩机实验室样机基础上, 目前已完成产品样机和控制系统开发工作, 正在进行产业化推进工作。(1) 在压缩机产品样机研制方面, 已完成制冷量为 220W 产品样机多轮技术攻关, 产品样机制冷效率比传统压缩机提高 11% ,制冷实验见图 1;(2 )在控制系统方面, 已突破无位移传感器活塞行程控制技术, 开发出线性压缩机控制系统(图 2);(3 )在产业化方面,已完成小批量生产工艺关键技术攻关;(4 )已获得发明专利 6 项,申请发明专利 5 项。图1 制冷实验图2 压缩机控制器 2 、技术特点传统的往复式压缩机利用旋转电动机作为驱动装置, 加上一套将旋转运动转换为直线往复运动的传动机构( 见图 3(a) ), 而线性压缩机是采用直线电机驱动的压缩机( 见图 3(b) )。由于省去了旋转运动转换为直线运动的传动机构, 因此线性压缩机具有效率高、结构紧凑、体积小的特点。由于直线电机的电磁驱动力方向始终与活塞的运动方向在同一直线上, 活塞将不存在径向力或径向力非常小, 极大地减少了活塞的摩擦功耗和磨损, 可以延长压缩机的使用寿命, 易于实现无油或少油润滑。另外, 线性压缩机可以灵活调整的活塞行程也给线性压缩机的变容量调节提供了更大的自由度。本项目研制出的新型线性压缩机, 与目前电冰箱采用的压缩机相比,将节电 15~ 25 %。(a) 传统往复式压缩机(b )线性压缩机图3 线性压缩机与传统压缩机结构对比示意图 3 、市场需求该项目开发的线性压缩机主要应用于各种容量的电冰箱, 也可用于电冰柜、食品陈列柜、冰淇淋机、冷饮机、小型电子冷却装置、小型恒温装置等。本项目实现线性压缩机批量生产后,按平均年销售量 200 万台、每台压缩机售价 300 元、利润 10% 来计算, 每年可实现销售额 6 亿元, 利润 6000 万元; 其中如考虑 20 %为外销份额, 则可实现年创汇 184 6 万美元。二、多联热管式机房空调 1、机房空调节能的意义信息技术的兴起给人类的生活带来了巨大变革, 数据中心的概念和建设也逐渐受到重视。在带来变革的同时, 数据中心的迅速扩张也产生了日益严重的能源问题。 2000-2005 年, 全世界数据中心能耗翻了一倍; 2005-2010 年, 数据中心能耗增长趋势受经济危机影响有所减缓,但仍然增长了 56% , 2010 年已占全球能耗总量的 % 。美国数据中心能耗更是由 2000 年占总能耗的 % 增长到 2010 年的约 2% 。数据中心机房的能耗主要包括 IT 设备、制冷空调设备、供配电系统和照明等其它设备。在数据中心机房能耗的组成中, 制冷系统能耗占相当大的部分, 约占数据中心总能耗的 30%-45% 。目前, 机房空调系统多采用恒温恒湿的空调设备, 通过电力驱动压缩机做功制造低温冷源, 通过冷热通道送回风的方式将机房内产热排出室外, 并维持室内的湿度稳定。采用这种传统的空调方式进行数据中心环境控制的能源利用率较低。因此, 采用先进的节能冷却技术合理地控制和降低冷却系统的能耗, 从而降低数据中心总能耗, 不单单可以为企业节约运营成本,更有推进节能减排的重要意义。 2、多联热管式机房空调技术的优势 1) 全年能耗大幅降低。一般的机房空调采用蒸气压缩制冷,即使在温度较低的季节仍开启压缩机, 浪费大量电能。本系统利用热管原理,在室外温度较低时,利用室外冷源冷却,能耗仅为风机能耗; 在室外温度较高时, 利用蒸气压缩制冷补充冷量, 保证机房温度维持设定值。实验和仿真结果表明, 利用这一系统, 机房全年能耗与一般机房空调相比可降