斯特林制冷机用于商业制冷的研究现状初析.kdh
斯特林低温制冷机的研究与发展_陈国邦
2006年第5期 总第153期低 温 工 程CRYOGE N I CSNo .5 2006Sum N o .153斯特林低温制冷机的研究与发展陈国邦 颜鹏达 李金寿(浙江大学制冷与低温研究所 杭州 310027) 摘 要:介绍了近40年来斯特林循环低温制冷机从整体式到分置式结构、从旋转式压缩机到直线式驱动、从普通轴承到板弹簧柔性支承、从机械驱动排出器到气动控制等一系列变化和发展,叙述了中国低温斯特林制冷机从无到有、从仿制国外产品到自主创新、从单件研制到批量生产的历程,展示了中国近年取得的最新成就,指出建立和发展一支具有国际前沿水平的研究队伍和研究基地的重要性。
在新世纪,为了满足中国空间和地面红外技术不断增长的需要,研制各种类型的高质量线性驱动压缩机、开发低温制冷机用的精密电子控制技术、批量生产长寿命的微型斯特林制冷机,是一项重要任务。
关键词:低温制冷机 斯特林循环 红外探测器 空间制冷技术中图分类号:TB651 文献标识码:A 文章编号:1000-6516(2006)05-0001-10 收稿日期:2006-08-21;修订日期:2006-09-20基金项目:国家自然科学基金项目(50376055、50536040)支持。
作者简介:陈国邦,男,65岁,教授,博士生导师。
R esearch and devel op m ent of Stirli ng cryogenic refri geratorChen Guobang Yan Pengda Li Ji n shou(C ryogen ics Laborator y ,Zhe j iang Un iversit y ,H angzhou 310027,C hina ) Abstrac t :The research and developm en t of S tirli n g cr yogenic r efrige r a tor in recen t40yea rsw ere i n tro -duced .I n t h is pe riod ,t h e S tirling cr yogenic r e frigerator w as deve l o ped fro m integ rated sty le to sp lit sty l e ,fro m ro tar y -st y le co m pr essor to linear co m presso r ,fr o m ordinary bearing s t o p late spring flexible beari n g s and fro m m echan ica l dri v e to pneum atic contro.l The r esearch and developm en t o f Stirling cr yogen ic r e frig -erator i n C hina experience a process of g r o w ing ou t of no thing ,fr o m i m ita ti o n o f foreign products to i n de -pendent innovati o n ,and fro m sing l e piece m aking to ba tch p r oduc tion .The newest achieve m en t of China in t h is field w as i n troduced and the significance of estab lishing and deve l o ping research tea m s and bases w ith i n ter national levelw as po inted ou.t To f u lfill our g r ow ing needs i n space and g r ound infrar ed techno l o gy in ne w cent u r y ,it is an i m po rtan t task to research and develop vari o us types of high qualit y linear co m pres -so rs ,precision e lectr onic contr o l techno logy and batch production o f long -life m inia t u re Stirling refrigera -t o rs .K ey w ords :cr yogen ic r e frige rator ;S tirli n g cyc l e ;infr a r ed detector ;space refri g era tion techno l o gy低 温 工 程2006年1 引 言1816年苏格兰人斯特林(O.R .S tirli n g )提出一个由两个等温过程与两个等容过程组成的热力循环的专利,称为斯特林循环。
5W@80K自由活塞斯特林制冷机工况及重力特性实验研究
ｉｔｃ ｗａ ｏ ｅ ｂ ｈ ｎ ｉ ｇ ｔ ｏｄ ｈ ａ ｒａ ｇ ｍｅ ｔｄ ｒ ｃｉ ｎ ａ ｄ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｏ ｌ ｇ ｐｅ ｏ ｍ— ｓｉ ｓｄ ｎ ｙ ｃ ａ ｇｎ ｈｅ ｃ ｌ ｅ ｄ ａ ｒ ｎ ｅ ｎ ｉｅ ｔｏ ｎ ｅ ｕｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅ ｃ ｏｉ ｒ ｒ ｎ ｆ
本 文 针 对 某 型 号 小 型 斯 特 林 制 冷 机 ， 用 现 有 脉 利 冲管制 冷机性 能 测试 实 验 台 ， 计 了热 端 水 冷 部分 ， 设
对热 负荷和冷 端 温度计 的引线 进行 了布 置 ， 试 了不 测 同线性 压缩机 驱动 的斯特 林制 冷机 的制冷 性 能 ， 实验
Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ｒ ｉ ｏ ｉｉ ｎ ｎ ｒ ｖ ｔ ａ ａ ｔ ｒ ｓｉ ｆ ｗｏ ｋ ｎｇ ｃ ｎｄ ｔｏ ｓ ａ ｄ ｇ ａ ｉｙ ｉ ｖ ｓｉ ａ ｉ ｎ ｏ ＠ ８ Ｓ ｉ ｌ ｒ ｏ ｏ ｌ ｒ ｎ ｅ ｔｇ ｔｏ ｆ５ Ｗ ０ Ｋ ｔｒｉ ｃ ｙ ｃ ｏ ｅ ｎｇ
一
为 了解 该 斯 特 林 制 冷 机 的 工 作 性 能 及 放 置 角 度
对 其性 能 的影响 ， 设计 了一套 实验 系统对 其进 行性 能
测试。
２ ２ 试 验 系 统 介 绍 ．
定 长度来 实现 密 封 ， 与传 统 的接 触 润滑 密 封 相 比，
消 除了接 触磨损 及 由其产生 的污 染 ， 而提 高 了制 冷 从 机 的运 行 寿命 。 自由活 塞斯 特 林 制 冷机 采 用 板 弹 簧 支撑 的间 隙密封 ， 用板 弹 簧 的 轴 向 刚度 小 ， 向刚 利 径
ｌ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｅ ｏｄ ｈ ａ ｓａ ｆｅ ｅ ｔｃｒ ｕ ｅ ｅ ｃ ｏ ｉ ｏ ｎ ｈ ｒｚ ｎ ａ ｒｃ ｉｎ，ｗｈ ｃ ｎ ｉ ａｅ ｉ ｌ ｈ ｎ ｅ ｗｈ ｎ ｃ ｌ ｅ ｄ ｗａ ｔｄｉ ｒ ｎ ｉｃ ｍｆ ｒ ｎ ｅ ｐ ｓｔ ｎ ｉ ｏ ｉｏ ｔｌｄｉｅ ｔｏ ｔ ｆ ｉ ｉｈ ｉ ｄ ｃ ｔｄ ｔ ｔｔ ｉｐ ａ ｅ ａ ｘ ｅ ｌｎ ｌ ａａ ｃ ｅ １ ｈａ ｈｅ ｄ ｓ ｌ ｃ ｒｈ ｄ ａ ｅ ｃ ｌ ｔｃｅ ｒ ｎ ｅ ｓ ａ ． ｅ
斯特林冰箱的关键技术分析
作者：admin关键词：冰箱,自由活塞斯特林制冷机,环境保护,关键技术摘要: 斯特林制冷技术具有“绿色”制冷剂﹑制冷温度低﹑节能﹑制冷量易控等特点，在冰箱上的应用具有极大的优势。
本文对斯特林冰箱的研制提出了初步的构思，并对斯特林冰箱的几个关键技术分别进行了介绍，最后展望了这种极具潜力的冰箱技术的发展前景。
关键词: 冰箱；自由活塞斯特林制冷机；环境保护；关键技术0 前言19世纪60年代A. Kirk利用逆向斯特林循环进行制冷，获得成功以来，斯特林制冷技术发展已有百多年历史【1】，然而由于技术水平的限制，在20世纪90年代才有美国的Sunpower公司研制成功可用于冰箱系统的斯特林制冷机。
目前国内还无斯特林冰箱产品。
作为一种新型的冰箱制冷技术，相对于传统的蒸汽压缩节流冰箱系统，采用斯特林制冷循环的冰箱具有高效率﹑“绿色”制冷剂﹑制冷温区广﹑启动电流低﹑制冷量易控等特点，在环保及节能方面具有明显的优势。
斯特林冰箱与传统的冰箱有极大的不同，斯特林冰箱采用整体式自由活塞斯特林制冷机作为冷源，其原理是氦气膨胀制冷，因而无节流系统和蒸发器。
斯特林冰箱的核心是斯特林制冷机，其技术和性能决定了斯特林冰箱的研究和发展。
因此设计制造高效率﹑长寿命﹑大冷量的斯特林制冷机是研究的关键；斯特林制冷机冷头到冰箱冷空间的冷量传递是影响系统整体效率的重要因素，也有必要进行详细研究。
1 自由活塞斯特林制冷机斯特林制冷机的结构有多种，按形状分有整体式和分体式；按结构分有型﹑型﹑型【2】。
用于冰箱的斯特林制冷机宜采用整体式自由活塞结构。
William Beale 在20世纪60年代早期首次在斯特林冷机中使用自由活塞技术，自由活塞型斯特林制冷机（FPSC）的特点是利用气动技术进行膨胀制冷的，即通过气体压力差和弹簧控制推移活塞的运动，而不在膨胀机部分使用电机。
采用直线电机驱动压缩机，利用气体轴承和板弹簧支撑内部的运动部件。
自由活塞斯特林制冷机具有结构紧凑、重量轻、无油、运动部件少、可靠性高、低噪音、低振动、不易磨损、寿命长、制冷量方便可调等优点【3，4】。
斯特林制冷机的作用
斯特林制冷机的作用
斯特林制冷机是一种利用斯特林循环原理制冷的装置，可以将低温物体的热量传递给高温物体，实现低温的制冷效果。
其作用包括：
1. 制冷：斯特林制冷机能够将热量从低温区域转移到高温区域，使低温区域得以冷却。
通过循环使用工质的吸热、压缩、冷却和膨胀过程，实现了高效的制冷效果。
2. 冷藏：斯特林制冷机可以通过控制工质的循环来达到所需的制冷温度，因此可以用于冷藏、保鲜食品、药品、化妆品等需要低温条件的场合。
3. 空调：斯特林制冷机可以通过冷却空气或液体来调节环境温度，可以应用于空调系统中，提供舒适的室内温度。
4. 实验和科研：斯特林制冷机可以在实验室中用于制备超低温环境，用于分离和提纯气体，冷却实验样品等。
在科研领域中，斯特林制冷机也广泛应用于磁共振成像（MRI）等设备中，提供低温环境确保设备正常运行。
总之，斯特林制冷机通过转移热量的方式来实现制冷效果，适用于多种应用场合，具有较高的制冷效率和灵活性。
直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计-概述说明以及解释
直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述直线电机驱动的斯特林制冷机是一种新型的制冷技术，它利用了直线电机的优势和斯特林制冷循环的原理，实现了高效、环保的制冷效果。
本文将对直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计进行详细探讨。
直线电机是一种能够将电能转化为直线运动的电机，其结构与传统的旋转电机有所不同。
它由定子和推子组成，推子在定子的引导下直线运动。
相比于旋转电机，直线电机具有体积小、重量轻、寿命长、无噪音等优点，因此在各个领域得到了广泛应用。
斯特林制冷机是一种基于气体的制冷循环原理的制冷设备。
它利用气体的压缩与膨胀来实现制冷效果。
该制冷循环具有高效、稳定、无污染等特点，被广泛应用于冷链物流、制药、电子设备等领域。
直线电机驱动的斯特林制冷机将这两种技术结合在一起，借助直线电机的驱动力，实现了斯特林制冷机的工作。
通过合理的结构设计和控制策略，使得直线电机能够精确地驱动斯特林制冷机的各个部件，从而实现高效的制冷效果。
本文主要围绕直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计展开讨论。
首先介绍直线电机驱动的斯特林制冷机的基本原理和工作原理，以便读者对该技术有一个清晰的认识。
然后深入探讨直线电机的选型和设计要点，包括推子的材料选择、定子结构设计等方面。
最后总结本文的内容，并展望直线电机驱动的斯特林制冷机在未来的发展前景。
通过本文的研究和论述，读者可以对直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计有一个全面的了解，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
同时也将为推动制冷技术的发展和创新做出一定的贡献。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构来进行叙述和分析直线电机驱动的斯特林制冷机的结构设计：第二章将重点介绍直线电机驱动的斯特林制冷机的原理和工作方式。
首先，将简要介绍斯特林制冷机的基本原理和传统的驱动方式。
然后，重点讲解直线电机作为一种全新驱动方式的优势和特点。
同时，将详细介绍直线电机在斯特林制冷机中的应用，并对其工作原理进行深入分析和解释。
微型斯特林制冷机可靠性现状及趋势
微型斯特林制冷机可靠性现状及趋势陈晓屏【摘要】制冷机的可靠性一直是军用微型斯特林制冷机最重要的性能指标.首先阐述了可靠性的一些基本知识,之后介绍了RICOR、Thales Cryogenics和BAE等几家公司的斯特林制冷机可靠性预测方法.同时还详细介绍了从上个世纪50年代至今国内外军用微型制冷机可靠性水平的增长情况及其发展趋势,最后介绍了一些制冷机常用的可靠性加速方法.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2010(016)004【总页数】5页(P198-202)【关键词】微型斯特林制冷机;可靠性;趋势;加速【作者】陈晓屏【作者单位】昆明物理研究所,云南,昆明,650223【正文语种】中文【中图分类】TB6611 引言微型斯特林制冷机具有效率高、体积小、质量轻、启动较快、振动低、工作温度宽等优点，广泛应用于车载、机载、舰载军事红外系统。
随着红外探测器的快速发展，热像系统对制冷机的性能及可靠性提出了更高要求，各国制冷机制造商都在努力提高其产品可靠性水平。
作者首先阐述了可靠性的一些基本知识，之后介绍了RICOR、Thales Cryogenics和BAE等几家公司对斯特林制冷机可靠性预测方法。
同时还详细介绍了从上个世纪50年代至今国内外军用微型制冷机可靠性水平的增长情况及其发展趋势。
最后介绍了一些制冷机常用的可靠性加速方法。
对于高成本、高可靠性的航天用微型斯特林制冷机本文不予讨论。
2 微型斯特林制冷机可靠性基本概念2.1 基本概念可靠性的技术指标主要有置信度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。
考核斯特林制冷机可靠性最基本指标就是MTBF（Mean Time Between Failures平均无故障工作时间）或MTTF（Mean Time To Failure平均失效前时间）。
MTBF是针对可修复系统而言的，而MTTF主要针对不可修复系统。
对应于浴盆曲线，MTBF描述偶然失效区的失效，而MTTF描述耗损区的失效情况。
自由活塞斯特林制冷机的研究概述
自由活塞斯特林制冷机的非接触运行，如图 4 为静 压气体轴承活塞运动技术；而 Infinia 采用柔性弹 簧的径向刚度来保证自由活塞斯特林制冷机的非接 触运行，如图 5 为柔性弹簧支撑活塞运动技术。静 压轴承技术的缺点是设计难度较大，需要耗费部分 压缩氦气，带来性能的局部衰减，而柔性弹簧的径 向刚度支撑的缺点在于装配技术难度较高，装配的 一致性很难保证，因此不适合大批量生产。自由活 塞斯特林制冷机未来的发展依赖于这两种技术的进 一步改进。
表 4 自由活塞斯特林制冷机的研制情况[3,4,5]
公司
Sunpower
Twinbird Global cooling
型号 M77 M87 CT MT GT M223 TB40
M100A
制冷量 4W@77K 7.5W@77K 10W@77K 5W@77K 15W@77K 35W@223K 40W@250K
90 年代以来，动磁式直线压缩机的发展比较迅 速，通过改进磁路设计，改进径向充磁方式，优化 气隙等设计思路，目前的动磁式直线电机的效率已 可以达到 85%以上，而动圈式直线电机的效率一般 在 75%～80%之间。与动圈式直线电机比较，动磁式 直线电机无引线问题，且可方便消除线圈的放气对 氦气纯度的影响，效率更高，结构更可靠。表 2 为 动磁式和动圈式直线电机技术的比较。由表 2 可见
Abstract Free-piston Stirling cooler(FPSC) adopts linear motor driven, flexure spring, clearance sealing, pneumatically driven expander advanced technology etc., which possess many advantages, including compact configuration, light weight, oil-free lubrication, few movement parts, high reliability, low vibration, long life, easy capacity modulation operation etc. With the rapid techonical improvement of aeroscope, solid electronics and cryobiology, high cooling capacity free-piston Stirling cooler owns bright and extensive application prospect. In this paper, Trend in development and research status of FPSC is reviewed in domestic and foreign. In particular, the cryogenic and refrigeration application of FPSC are expected. Keywords Free-piston Stirling cooler (FPSC) Linear compressor Refrigerator Reliability Application
斯特林微型低温制冷机研制动向
斯特林微型低温制冷机研制动向
G·Walker;顾荣而;李怀曙
【期刊名称】《低温与特气》
【年(卷),期】1987(000)002
【摘要】众所周知，斯特林机可用作制冷机、热泵及发电设备。
罗伯特·斯特林最早发明了发电装置，在不到20年的时间里，1834年约翰·赫谢尔在给科学协会的信中，首先提出用斯特林逆循环制冰的设想。
这种设想要付诸实践鲜为人知，但人们认为这是不可能的。
事过30年以后，大约在1861年，亚历山大·柯克制成了一台闻名遐迩的斯特林制冷机。
【总页数】5页(P21-23,25,42)
【作者】G·Walker;顾荣而;李怀曙
【作者单位】不详;光明所;杭州制氧机研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TB651
【相关文献】
1.新型复合式斯特林/逆布雷顿低温制冷机 [J], 陈汝刚;侯予;袁秀玲;陈纯正
2.斯特林低温制冷机的研究与发展 [J], 陈国邦;颜鹏达;李金寿
3.微型整体式斯特林制冷机研制 [J], 张永清;周皖生;李元;牛莉丽
4.电磁驱动的微型斯特林循环低温制冷机及其动力学分析 [J], 沈韧虎
5.以色列研制新一代高温红外成像仪用分立式斯特林线性低温制冷机 [J], 高国龙
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太阳能光伏斯特林制冷冰箱实验研究
太阳能光伏斯特林制冷冰箱实验研究陈雷;陈曦【摘要】太阳能光伏冰箱系统以太阳能为源动力,与常规家用冰箱相比有着巨大的优势,不仅不会对环境造成污染,而且适合用于偏远或无电地区,用于保存食物或药品.以太阳能光伏斯特林冰箱系统作为研究对象,对光伏驱动下斯特林冰箱不同控制温区进行比较,分析冰箱内温度变化情况、斯特林制冷机功耗情况及不同环境温度下耗电情况.%Solar photovoltaic freezer takes solar energy as input power,which has great advantages over regular household refrigerators. It can be applied in preserving food or medicines,especially used in remote power shortage areas without the environmental pollution. In this paper,a solar photovoltaic Stirling freezer was tested and analyzed. The cool-ing performances of the Stirling freezer driven by photovoltaic are tested in detail under different conditions. Variations of temperatures within the Stirling freezer and power consumptions are also measured and analyzed under different ambient temperatures.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2017(023)003【总页数】4页(P168-171)【关键词】太阳能;光伏制冷;斯特林冰箱;功耗【作者】陈雷;陈曦【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093【正文语种】中文【中图分类】TB651+.5世界能源危机和环境污染使得开发利用可再生能源和各种绿色能源，实现可持续发展成为人类必须采取的措施。
斯特林制冷机用于商业制冷的研究现状初析
文章编号：0253-4339(2008)06-0051-06斯特林制冷机用于商业制冷的研究现状初析陈曦张华1吴亦农2(1上海理工大学动力工程学院上海 200093; 2 中国科学院上海技术物理研究所上海 200083)摘要相对于传统的蒸汽压缩节流制冷系统，采用斯特林制冷循环的新型制冷系统具有高效率﹑“绿色”制冷剂﹑制冷温区广等特点，在环保及节能方面具有明显的优势。
通过对国内外斯特林制冷技术用于商业制冷领域的发展进行综述，展望了这种极具潜力的制冷技术的前景。
最后，大冷量中温区斯特林制冷机和冷头到冷空间的冷量传递作为斯特林制冷的两个关键技术分别进行了介绍。
关键词热工学；斯特林制冷机；综述；商业制冷中图分类号：TB61+93 文献标识码：AReview of Stirling Cooler Key Technologies Applied inCommercial RefrigerationChen Xi1 Zhang Hua1 Wu Yinong2(1. College of Power Engineering, University of Shanghai for Science & Technology, Shanghai, 200093, China;2. Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, 200083, China)Abstract New refrigeration systems based on the Stirling cycle have remarkable advantages in energy saving and environment protection because of higher efficiency, using green refrigerant, and larger range of cooling temperature compared with conventional vapor compression systems. The research development of Stirling refrigeration technology for commercial application is described, and the prospects of the Stirling refrigeration technology are stated. In addition, the two key technologies of Stirling refrigeration, high capacity Stirling cooler for intermediate lift temperature and heat transfer between the cold end of Stirling cooler and the cooling space, are presented respectively.Keywords Pyrology; Stirling cooler; Summary; Commerce refrigeration斯特林制冷机是利用膨胀气缸内气体周期性膨胀和压缩来制取冷量的一种气体机械制冷机，其理论制冷效率为卡诺效率[1~2]。
微型斯特林制冷机的研究进展
微型斯特林制冷机的研究进展【摘要】微型斯特林制冷机一般应用在军事，航空航天，以及低温医学等等方面，它为各种各样的探测器提高一种超低温的工作环境，确保探测器性能正常运行。
提升了红外探测器的反应度和分辨率，降低来自于外部环境的影响譬如冷屏以及热噪声污染等等。
微型斯特林制冷机已经在高性能红外热成像系统中扮演重要角色。
本文从微型斯特林制冷机的发展概况入手，介绍微型斯特林制冷机基本技术研究进展以及发展趋势，同时提出对发展我国微型斯特林制冷机的建议。
【关键词】微型斯特制冷机；研究；进展0.引言随着社会经济的不断发展，科学技术取得飞速发展，一些超导技术，低温电子学，低温物理等等先进科学技术如雨后春笋般，应运而生。
很多科学仪器在低温状态下，具有功能发挥更佳，而且运行效率快的特点。
这项低温技术被迅速应用于国防军事，交通，医疗等等方面。
发挥着巨大作用。
很多发达国家纷纷研制斯特制冷机，创新斯特林制冷技术的发展。
斯特林制冷机的热力整个过程是一个量变过程，并且在每一次循环中进行的循环过程都是不尽相同的。
所以，国际上很多发达国家都是将重心放在微型斯特林制冷机的整个的研发上面，一些理论方面的分析只是起到辅助作用，可是两者还是紧密的联系的。
1.微型斯特林制冷机发展概述1.1英国Hymatic公司具有很多年的制冷器研发经验，这对其研制高稳定性以及低成本的斯特林制冷机具有很大的价值。
1989年前后，Hymtic公司逐渐加强与牛津大学进行紧密联系，研制微型斯特林制冷机[1]。
Hymatic公司在牛津型斯特林制冷机的基础之上，重点进行加工与装配工艺的摸索：严格选择低放气率材料；充气前，整机在接近真空、温度达150℃的环境下烘烤去气；在洁净间进行加工装配。
Hymatic 制冷机有三道静态压力密封，都全部使用电子束焊接；充气后的最后一道密封，使用金属-金属冷压焊，证实在650bar 的压力之下依然可以较长时间的稳定性；制冷机漏率小于0.5×10-10mbar。
制冷设备行业现状及发展前景分析
制冷设备行业现状及发展前景分析目录CONTENTS第一篇:制冷设备行业现状分析市场发展需求分析 ------------------------------------------------------- 1第二篇:工业制冷设备行业遇瓶颈企业需加快节能方向转型------------------------------------------ 2第三篇:制冷设备行业进入制冷剂替代阶段 ----------------------------------------------------------------- 4第四篇:市场食品安全问题多制冷设备行业需求大 ------------------------------------------------------- 5第五篇:我国啤酒行业制冷设备发展趋势分析-------------------------------------------------------------- 51、环保不燃不爆制冷剂，机房不用特别的防爆设计。
-------------------------------------------------- 6第六篇:2015年我国制冷设备行业发展前景预测分析 --------------------------------------------------- 6第七篇:我国制冷设备行业市场发展应用领域分析 ------------------------------------------------------- 71、冷冻行业 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 72、医疗行业 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 73、化工行业 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 74、实验用品行业-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 75、空气调节及降温用 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 7第八篇:二手制冷设备行业市场未来发展前景分析 ------------------------------------------------------- 7第九篇:冷鲜市场扩大制冷设备行业需求大 ----------------------------------------------------------------- 8第十篇:我国制冷设备行业发展趋势分析 -------------------------------------------------------------------- 9第十一篇:农产品冷链物流迅猛发展制冷设备行业迎来新发展机遇-------------------------------10 本文所有数据出自于《2015-2020年中国低温制冷设备行业市场前瞻与投资规划分析报告》。
工质和回热器参数对斯特林制冷机性能影响的研究.kdh
文章编号：0253-4339(2009)01-0049-07工质和回热器参数对斯特林制冷机性能影响的研究孙乐安银松卢勇束鹏程(西安交通大学流体机械及压缩机国家工程研究中心西安 710049)摘要针对斯特林制冷机在环保、节能、结构紧凑等方面的优点，建立了一种应用于制冷温区(即：家用和商用冰箱领域，温度在173K~283K的范围)的整体式斯特林制冷机。
并对其进行了不同工质(分别采用的氮气和氦气)和四种不同的回热器结构参数(文中表2)对整机性能影响的研究。
研究结果表明：整体式斯特林循环制冷机应用于制冷温区时，各种结构间存在着最优匹配。
四种回热器结构中结构3的系统整机性能最优。
在最优匹配的结构中，不同工质氮气和氦气的最佳充气压力和制冷性能有所不同，在结构3中以氮气和氦气为工质的最佳充气压力分别为1MPa和1.3MPa，而制冷量和COP与转速的最优关系区域分别是：氮气为500~700r/min，氦气为800~1000r/min。
关键词热工学；性能；斯特林制冷机；工质；回热器；研究中图分类号：TB651 文献标识码：AInfluence of Working Fluids and Regenerator Parameters onPerformance of Stirling RefrigeratorSun Le’an Yin Song Lu Yong Shu Pengcheng(National Engineering Research Center of Fluid Machinery and Compressors, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, China)Abstract A V-type integrated Stirling refrigerator was developed. The influence of different working fluids and four configurations on the performance of the regenerator was investigated. The parameters such as power consumption and Coefficient of Performance (COP) were discussed at various rotating speed and charged pressure. The results show that in the Stirling refrigerator used at refrigeration temperature, the configuration 3 is the optimal structure match of this prototype unit with the optimal charging pressure of 1 MPa for nitrogen and 1.3 MPa for helium. In addition, the rotational speed for the optimal cooling capacity and COP is 500–700 r/min for nitrogen and 800-1000 r/min for helium.Keywords Pyrology; Performance; Stirling refrigerator; Working fluids; Regenerator; Investigation斯特林制冷机由于其高效和可靠性而广泛地用于航空航天、导弹制导、遥感遥测等诸多低温领域[1]。
斯特林循环的制冷应用
理论斯特林循环效率为卡诺效率，即是在一定 的高温热源和低温热源之间工作的热机的最高效率， 两者的逆循环同样如此。
3
1.2 斯特林热机发展历史
斯特林循环是英国牧
师罗伯特· 斯特林在1816年发明
的，他在此循环基础上发明了 著名的斯特林引擎（Stirling
ngine），它是一种外燃机，是
以色列IST公司与法国 电力公司 EDF合作研制 了 采用旋转电机的曲柄连杆 结构的斯特林制冷机，其 结构如 右图所示，基本完 成了应用研发阶段 。
3.4 斯特林制冷的其他应用
目前有报道，已经开始研究在 计算机主板的散热风扇上使用，通 过计算机芯片的发热来带动斯特林 发动机，以此来给硬件降温。 上海技术物理所研制的对置式 平衡斯特林制冷系统，在2002年3 月的神舟三号上成功应用，设计寿 命半年，工作温度86.5K，制冷量 500mW
2 .1 利用余热、燃气、太阳能等热源的斯 特 林发动机产生动力制冷。
目前斯特林发动机作为动力机械发展相对成熟一些，特别是碟 式/斯特林太阳能发电机应用广泛，不同型号的斯特林发动机都有 批量生产。 采用 废热（余热、燃气、太阳能等）——斯特林发动机—— 制冷机组方式的总制冷效率和吸收式制冷持平，特别是近年来温 差小于400度的高效斯特林发动机研究成功，使得这一方式的可行 性越来越高。 对于边远地区、荒漠和海岛等，架设电网的投资太大，采用 柴油发电成本太高，而外燃机可以利用太阳能、沼气、植物、垃 圾等发热源发电。采用：热能——斯特林发动机——电能——普 通制冷机制冷非常合适。
1.5 斯特林发动机性能分析
实际斯特林热机有很多热损 失，主要有穿梭传热损失、泵气 损失、回热损失、导热损失等。 所以实际斯特林循环效率低于卡 诺循环效率。 实际循环如右图： 斯特林发动机的循环效率：
6W大冷量斯特林制冷机的实验研究
6W大冷量斯特林制冷机的实验研究简介：实验分析了大冷量分置式斯特林制冷机的动力特性和热力特性，讨论了对制冷机性能有重要影响的参数如固有频率、工作频率、相位角、充气压力、排出器位移等。
样机采用牛津型斯特林制冷机结构，在93W 输入功率下初步获得6W/90K的性能。
分析实验结果得出了一些有意义的结论，并为大冷量斯特林制冷机的进一步优化提供了思路。
关键字：大冷量斯特林制冷机动力特性热力特性0引言大视场、高地面分辨率的空间对地观测必须采用大规模超长线列扫描成像或大规模面阵凝视成像系统，空间制冷技术是其中关键技术之一，要解决的问题是长寿命和大冷量。
本文针对一种超长线列红外焦平面成像对空间大冷量制冷机的迫切需求，开展了对6W制冷量、寿命大于30000小时的斯特林制冷机的动力特性和热力特性的实验研究。
1制冷机结构针对大冷量分置式斯特林制冷机的空间应用背景和长寿命高可靠性要求，制冷机的结构形式希望继承已经研制成功的牛津型斯特林制冷机（如图1所示），即采用直线电机驱动的双对置式活塞压缩机，减小压缩机振动和噪声；采用间隙密封减小运动副之间的摩擦；采用柔性板弹簧技术和工艺，解决活塞和气缸之间的摩擦等等，并通过改进弹簧刚度、电机驱动、电控箱驱动以及蓄冷器等来达到获得大冷量的要求。
6W大冷量分置式斯特林制冷机实验样机的外形如图2所示。
图1牛津型斯特林制冷机的内部结构图2大冷量斯特林制冷机实验样机外形2实验内容及装置2.1实验内容采用动态测量手段进行实时测量，建立整机性能考核实验台，对高频交变流动下气流压力、位移等进行动态测量，并深入研究制冷机性能与工作频率、相位角、压比、容积比、冷头温度、冷量、压缩机与膨胀机行程等一系列参数的关系，由此来分析实验样机的动力特性和热力特性，确定其最佳运行工况，并为制冷机的进一步改进提供思路。
2.2实验装置样机热动力性能测试实验装置如图3所示。
实验中可以调节的参数为：运行频率、压缩机驱动电压和偏置、膨胀机驱动电压和偏置、压缩机与膨胀机驱动电压之间的相位差。
斯特林发动机的国内外发展现状
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美国通用汽车公司在1958年与菲利普公司签 订专利合同，开始研究斯特林发动机。主要方
四、蓄热式斯特林发动机的应用
斯特林发动机因外然特性可以使用外部任何热 源作为动力来源。蓄热器也可作为斯特林发动 机的热源，且加热蓄热器可使用任何种类的燃 料，太阳能、电能、放射性元素衰变热等几乎 已知的任何种类能源，具有广泛的能源适应性。 蓄热器蓄热能力不因充热次数而减少，能量密 度也较高，无任何污染物排出，在某些储能需 求和替代大型动力电池等方面是一种极有前景 的清洁分布式能源解决方案。
自从Robert Stirling于18世 纪初发明斯特林循环以来，斯 特林引擎的发展远不及内燃机 等热机，但是，现在斯特林引 擎在太阳能热发电领域又“如 日中天”（华尔街日报语）。
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斯特林引擎在太阳能热发电 领域“如日中天”
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2011年11月2日成都宇能通能源开发有限公司一斯特林引擎历史斯特林引擎stirlingengine是一种外燃机它是英国牧师罗伯特斯特林在1817年发明的热气引1843年罗伯特斯特林与其弟弟詹姆士斯特林在原有斯特林发动机的基础上做出改进功率提高到45匹马力效率由8提高到181851年johnericssion制成了444kw的外燃式开式循环热气机1853年制造了缸径426m的超大型热气机总功率220kw效率13装在2000t的明轮船历史斯特林机出现后曾经风行一时限于当时材料水平没有得到进一步发展
美国战术用线性斯特林制冷机进展
美国战术用线性斯特林制冷机进展
许红
【期刊名称】《红外技术》
【年(卷),期】2009(031)007
【摘要】为满足二代焦平面探测器组件发展需求,美国国防部在上世纪90代制定SADA系列(Standar Advanced Dewar Assembly)标准.为支持SADA系列标准的发展,美国国防部还制定了一个完整的军用线性斯特林制冷机系列.重点介绍了这个制冷机系列的发展情况,同时给出美军线性斯特林制冷机在各个武器系统中的使用情况.最后介绍了美军线性斯特林制冷机可靠性改进情况.
【总页数】4页(P420-423)
【作者】许红
【作者单位】装甲兵驻昆明地区军代室,云南,昆明,650223
【正文语种】中文
【中图分类】TB651
【相关文献】
1.非线性涡格法应用于大攻角战术弹新进展 [J], 林炳秋
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文章编号：0253-4339(2008)06-0051-06斯特林制冷机用于商业制冷的研究现状初析陈曦张华1吴亦农2(1上海理工大学动力工程学院上海 200093; 2 中国科学院上海技术物理研究所上海 200083)摘要相对于传统的蒸汽压缩节流制冷系统，采用斯特林制冷循环的新型制冷系统具有高效率﹑“绿色”制冷剂﹑制冷温区广等特点，在环保及节能方面具有明显的优势。
通过对国内外斯特林制冷技术用于商业制冷领域的发展进行综述，展望了这种极具潜力的制冷技术的前景。
最后，大冷量中温区斯特林制冷机和冷头到冷空间的冷量传递作为斯特林制冷的两个关键技术分别进行了介绍。
关键词热工学；斯特林制冷机；综述；商业制冷中图分类号：TB61+93 文献标识码：AReview of Stirling Cooler Key Technologies Applied inCommercial RefrigerationChen Xi1 Zhang Hua1 Wu Yinong2(1. College of Power Engineering, University of Shanghai for Science & Technology, Shanghai, 200093, China;2. Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, 200083, China)Abstract New refrigeration systems based on the Stirling cycle have remarkable advantages in energy saving and environment protection because of higher efficiency, using green refrigerant, and larger range of cooling temperature compared with conventional vapor compression systems. The research development of Stirling refrigeration technology for commercial application is described, and the prospects of the Stirling refrigeration technology are stated. In addition, the two key technologies of Stirling refrigeration, high capacity Stirling cooler for intermediate lift temperature and heat transfer between the cold end of Stirling cooler and the cooling space, are presented respectively.Keywords Pyrology; Stirling cooler; Summary; Commerce refrigeration斯特林制冷机是利用膨胀气缸内气体周期性膨胀和压缩来制取冷量的一种气体机械制冷机，其理论制冷效率为卡诺效率[1~2]。
19世纪60年代A. Kirk利用逆向斯特林循环进行制冷获得成功以来，斯特林制冷技术发展已有一百多年历史。
一直以来，由于技术成本和生产成本较高的原因，斯特林制冷机主要用于航天领域及红外探测器件的冷却，制冷温度大都低于100K，制冷量较小，在几毫瓦到几瓦范围内。
20世纪80年代以后，随着斯特林制冷技术的成熟，其设计和制造成本逐年下降，斯特林制冷机的应用面和产量逐渐增加。
特别是传统制冷系统由于ODP(臭氧层破坏)和GWP(温室效应)而受到越来越严格的限制，这为斯特林制冷技术的蓬勃发展提供了难得的历史机遇。
斯特林制冷与传统的蒸气压缩节流制冷有极大的不同，斯特林制冷技术一般采用整体式斯特林制冷机作为冷源，其原理是氦气膨胀制冷，因而无节流系统和蒸发器。
相对于传统的蒸汽压缩节流制冷系统，采用斯特林制冷系统具有高效率、“绿色”制冷剂、制冷温区广等特点，在环保及节能方面具有明显的优势[2~4]。
1 斯特林制冷在商业制冷的研究现状一般来说，120K是普冷(制冷)和深冷(低温)的分界点，低于120K称为深冷(低温)技术，高于120K称为普冷(制冷)技术。
上世纪90年代以来，国内外的斯特林技术研究机构先后提出并研制了可用于商业制冷(制冷温度高于120K)领域的斯特林制冷系统，其主要的研究机构包括美国的Sunpower公司、Infinia(STC)公司、以色列IST公司、法国电力公司、日本Twinbird公司、新西兰的收稿日期：2008年5月22日52008年 2月52Journal of RefrigerationDecember. 2008Global cooling 公司、西安交通大学、中国科学院以及上海理工大学等。
1.1 国外斯特林制冷用于商业制冷的研究斯特林制冷技术在商业制冷上的研究包括，大冷量中高温区斯特林制冷机的研制和斯特林制冷机在制冷系统上的应用研究。
以色列IST 公司与法国电力公司 EDF 合作[5~6]研制了采用旋转电机的曲柄连杆结构的斯特林制冷机，其结构如图1所示，基本完成了应用研发阶段。
其系统实验证明，该斯特林制冷机在小型制冷系统上具有比传统蒸汽节流制冷系统更高的制冷系数。
图1 IST 公司的斯特林制冷机结构图Fig. Stirling cooler in IST Company韩国LG 公司的Kim [7]等采用自由活塞斯特林制冷机对60L 的冰箱制冷，使冰箱内温度保持在-20℃，结果显示相对于蒸汽节流制冷系统节能25%。
牛津大学的Green [8]等研究了使用热虹吸系统对冷头和热端传热的FPSC 系统，研究结果显示比传统的制冷设备节能17%。
可见将自由活塞斯特林制冷机用于商业制冷方面具有极大的发展潜力。
图2 FPSC 与Rankine 制冷系统的质量比较[ ]Fig.2 FPSC VS. Rankine system by mass D.M. Berchowitz [9~12] 博士对自由活塞斯特林制冷机与Rankine 制冷系统进行了比较，得出在小制冷量下，自由活塞斯特林制冷机具有重量轻、效率高的优势。
如图2所示为二者的质量比较。
由图2可见，在制冷量小于300W 时，FPSC 的制冷比Rankine 系统小很多。
图3为二者在小制冷量下的COP 比较。
明显可以看出，在200W 以下FPSC 的COP 值要比Rankine制冷系统高。
图 FPSC 与Rankine 制冷系统的COP 比较[ 2]Fig. FPSC VS. Rankine system by COP图4 夏普公司的自动售货机(FPSC )Fig. 4 Vendor (FPSC ) in Sharp Company在2004年6月的布鲁塞尔自然制冷工质国际会议上Coca cola 公司副总裁Jeff [13]提出短期CO 2制冷技术将代替部分氟利昂制冷系统，但长期看来，斯特林制冷技术由于更环保，且制冷系统效率更高，因而在未来将更具有竞争力。
日本夏普公司计划在VM (Vending Machine )上使用FPSC 代替传统的Rankine 制冷系统[14]。
2004年4月在日本名古屋可口可乐自动售货机上的实验测试结果显示，与传统的自动售货机相比，采用FPSC 可节能24%(测试条5件：32℃，65RH ),下一步改进目标是节能30%。
如图4为夏普公司的FPSC 自动售货机系统图。
2004年，室外用品商日本Coleman 公司[14](东京)已经投产配备FPSC 的小型冰柜“Portable Freezer Cooler 25L ”，而日本Twinbird [15]公司的FPSC 汽车冰箱也于2004年底上市。
图5即为Twinbird 公司生产的FPSC 汽车冰箱实物图。
(a ) FPSC 汽车冰箱 (b ) FPSC图5 Twinbird 公司的汽车冰箱和FPSCFig. 5 Automobile fridge(FPSC ) in Twinbird Company1.2 国内斯特林制冷用于商业制冷的研究最近3年以来，国内研究大冷量中高温区斯特林制冷机逐渐兴起，主要研究机构有中科院上海技术物理研究所、西安交通大学、中科院理化技术研究所、上海理工大学、华中科技大学等。
西安交通大学孙乐安等[16]开发了一种V 型整体式斯特林制冷机，其结构如图6所示。
图6 V 型整体式斯特林制冷机装置图[ 6]Fig. 6 Structure drawing of V type Stirling cooler该斯特林制冷机同样采用了成熟的大功率油润滑旋转压缩机技术，具有成本低，制造容易的特点。
在该斯特林制冷机中，压缩机活塞直径为65mm ，行程为50mm ，膨胀机活塞直径为40mm ，行程为50mm ，采用0.1mm 钢丝直径的不锈钢丝网作为蓄冷器填充材料，采用风冷翅片散热。
通过优化充气压力及压缩机转速，得到最大制冷量为170W ，针对家用冰箱得到的最大COP 为1.1左右。
该装置的缺点是润滑油的污染问题较难解决，润滑油可能到达冷端而污染冷腔和蓄冷器，因而可靠性较难保证。
中国科学院北京理化技术研究所的吴张华等[17]提出了一种脉管型双活塞斯特林制冷机结构，通过在冷端与膨胀活塞间加入一段脉管后，采用气体活塞来实现冷端向室温的过渡，使得膨胀活塞完全处于室温环境中，从而避免了传统双活塞斯特林制冷机的膨胀活塞由于工作在低温环境，而导致的润滑、密封及磨损等方面的问题，从而提高了系统的可靠性。
该技术方案同样采用大功率油润滑压缩机, 为解决润滑油问题而采用弹性膜的方法对油润滑压缩机进行改装，通过弹性膜传递声功，可以将压缩机侧的气体与制冷机侧的工作气体隔开，从而避免了润滑油的污染。
由此可得到低成本的大功率无油润滑压缩机。
该装置的结构如图7所示。
图7 脉管型双活塞斯特林制冷机的结构图[ ]Fig. Drawing of pulse type two pistons Stirling cooler压缩腔和膨胀腔的容积均为110cm 3，实验所用双缸油润滑压缩机额定功率为3.7kW ，单活塞扫气量为88cm 3，膨胀活塞落后压缩活塞120°相位。
该装置以氦气为工质，采用水冷结构，在-80℃获得了200W 的制冷量，-9℃获得了400W的制冷量。