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斯特林制冷机工作原理

斯特林制冷机工作原理

斯特林制冷机工作原理一、引言斯特林制冷机是一种基于斯特林循环原理的制冷设备,其工作原理是通过压缩和膨胀气体来实现制冷效果。

斯特林制冷机具有高效率、低噪音、无污染等优点,被广泛应用于空调、制冷等领域。

二、斯特林循环原理1. 斯特林循环图示斯特林循环是一种热力学循环过程,通常用P-V图表示。

它包括四个过程:加热过程(A→B)、等温膨胀过程(B→C)、冷却过程(C→D)和等温压缩过程(D→A)。

其中,加热和冷却是通过热交换器与外界接触完成的,而膨胀和压缩则是通过活塞在内部完成的。

2. 斯特林循环工作原理在斯特林循环中,气体在加热过程中吸收热量,在等温膨胀过程中对外做功,在冷却过程中放出热量,在等温压缩过程中又对气体做功。

这样就形成了一个循环过程,使得气体的温度和压力不断变化。

三、斯特林制冷机组成1. 热源热源是斯特林制冷机的能量输入端,通常使用电加热器或燃气锅炉等设备提供高温热源。

在制冷过程中,高温热源会通过热交换器与工作气体接触,使其加热。

2. 冷源冷源是斯特林制冷机的能量输出端,通常使用水或空气等自然资源作为低温冷源。

在制冷过程中,低温冷源会通过热交换器与工作气体接触,使其放出热量。

3. 工作气体工作气体是斯特林制冷机的核心部件,它在循环过程中完成吸收、放出和传递能量的功能。

常用的工作气体有氢、氦、空气等。

4. 活塞活塞是斯特林制冷机内部的关键部件,它通过上下运动来实现工作气体的膨胀和压缩。

在膨胀过程中,活塞会从低位移动到高位,使得工作气体膨胀;在压缩过程中,活塞会从高位移动到低位,使得工作气体压缩。

5. 热交换器热交换器是斯特林制冷机中用于加热和冷却的部件,它通过与高温热源和低温冷源接触来实现能量的传递。

常用的热交换器有板式换热器、管式换热器等。

四、斯特林制冷机工作原理1. 加热过程当斯特林制冷机开始工作时,电加热器或燃气锅炉等设备提供高温热源,使得工作气体在A点处被加热。

此时,活塞向上运动,使得工作气体膨胀,并对外做功。

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液压,电磁,启动驱动
9
应用
10
11
12
扰性支撑
13
14
15
16
低温制冷技术
斯特林循环制冷机 吉福特-麦克马洪循环制冷机 脉管制冷机 节流制冷机 吸附式制冷机 热声制冷机 磁制冷机
1
斯特林循环
两个等温过程 两个等容过程 回热 工质:氢气,氦气
2
原理
3
P-V,T-S
4
过程
等温压缩 定容放热 等温膨胀 定容吸热
5
效率
Cop-理想循环 换热器效率
回热器,冷量交换器和冷腔等部分来回 变动,气体总量不变,闭式循环。
8
发展
最早1946年荷兰Philip公司实现空气液化 普冷-深冷,3K 冷量从微型到大型(毫瓦级-46.8kw) 多缸制冷机 单级-多级 整体式-分置式 形式多样化:双活塞,推移活塞,平行排
列,角形排列等 多种驱动:曲柄连杆,摇盘,斜盘,菱形,
◦ 如果换热器效率<100%,意味着气体制冷机 在冷源的制冷量有一部分消耗在将制冷机 气体冷却点
◦ 闭式循环 ◦ 周期性不稳定过程
产冷条件
◦ 系统压力周期性变化 ◦ 容积周期性变化 ◦ 压力和容积有一相位差
7
实现机构
理想-间断运行 实际-曲柄连杆机构,往复运动 斯特林循环工质是在室温腔,冷却器,

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

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。

现代低温制冷技术第二章 斯特林循环制冷机讲课教案

现代低温制冷技术第二章 斯特林循环制冷机讲课教案

2.工作过程
等温压缩过程1-2:压缩活塞向左移动而膨胀 活塞不动。气体被等温压缩,压缩热经冷却器 A传给冷却介质(水或空气),温度保持恒值 Ta,压力升高到P2,容积减小到V2。
定容放热过程2-3:两个活塞同时向左移动, 气体的容积保持不变,直至压缩活塞到达左止 点。当气体通过回热器R时,将热量传给填料, 因而温度由Ta降低到Tc0,同时压力由P2降低 到P3。
塑料制冷机的结构
分置的压缩机和排出器通 过氦气管道相连;工质借 排出器的自由运动而流动; 当气体在热端和冷端运动 时,与排出器进行换热; 在任何瞬间,整个系统的 压力几乎是相同的。
气体在缝隙中与排出器和 气缸壁之间的热交换过程, 即为回热过程。
不依靠蓄冷填料的缝隙蓄 冷器,特别适合于低功率 的制冷机。
➢ 1.回热损失 ➢ 2.流阻损失 ➢ 3.穿梭损失 ➢ 4.泵气损失 ➢ 5.轴向导热损失 ➢ 6.冷头漏热损失 ➢ 7.换热器不完全换热损失 ➢ 8.其他损失
1.回热损失
回热损失是由于回热器的不完全换热引起 的冷量(或热量)损失。包括换热温差、壁 效应、填料温度波动等因素引起的损失。
回热器巾存在着相当大的空容积,充满气体;而且,由于循环压力的 变比,使得回热器空容积中贮存的气体质量发
排出器径向缝隙的控制。除第一级具有0.1mm的 径向缝隙外,其余几级在室温下几乎无径向缝隙; (预冷过程中,玻璃钢管和尼农棒的收缩率不同, 将会出现大约1%的径向间隙。)
实验时,制冷机的冷端一般朝下安装或水平安装。 (若冷头朝上安装,制冷温度会比朝下安装高 0.2K。)
装配多级制冷机时,必须注意玻璃管内外表面间 的同轴度。
必须使冷腔的容积变化Vc0超前于室温 腔Va,其相位差为φ。如图示情况ф= 90°(两气缸中心线夹角β=90°)。 在活塞作简谐运动的情况下,循环的P -V图变成一个连续变化的光滑曲线 。

《斯特林制冷机》课件

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医疗行业
斯特林制冷机用于医疗设备中,例如核磁共 振仪等,以维持设备的稳定运行。
科学研究
斯特林制冷机用于实验室中的低温实验,为 科学研究提供关键支持。
环境控制
斯特林制冷机可用于控制温度和湿度,为建 筑物和车辆提供舒适的环境。
斯特林制冷机的优势和限制
1 高效节能
斯特林制冷机相比传统 制冷技术,具有更高的 能量效率和较低的环境 影响。
斯特林制冷机的工作过程
1
加热阶段
Hale Waihona Puke 工作气体被加热,吸收热量并膨胀,推动活塞向上。
2
冷却阶段
工作气体被冷却,释放热量并压缩,推动活塞向下。
3
制冷效果
经过连续的加热和冷却循环,工作气体的温度下降,实现制冷效果。
斯特林制冷机的应用领域
航天科技
斯特林制冷机广泛应用于航天器和卫星中, 以保持重要设备的低温运行。
工业应用
斯特林制冷机将在工业领域中 应用更广泛,提供更高效和可 持续的制冷解决方案。
总结及参考资料
斯特林制冷机是一种重要的制冷技术,具有广泛的应用和潜力。了解其原理、 结构和工作过程能帮助我们更好地理解其优势和限制,以及未来的发展方向。
2 可靠性
3 限制
斯特林制冷机结构简单, 没有旋转部件,具有较 长的使用寿命和可靠性。
斯特林制冷机的体积较 大,制冷功率较低,适 用于一些特定的应用领 域。
斯特林制冷机的发展前景
技术创新
斯特林制冷机的发展仍在进行 中,新的材料和设计将进一步 提高性能和效率。
环境可持续性
斯特林制冷机作为一种低能耗 和环保的制冷技术,将在未来 得到更广泛的应用。
《斯特林制冷机》PPT课件
探索斯特林制冷机的原理、结构、工作过程、应用领域、优势和限制以及发 展前景。

斯特林制冷机22914ppt

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◦ 如果换热器效率<100%,意味着气体制冷 机在冷源的制冷量有一部分消耗在将制冷 机气体冷却到冷源温度的过程中
-
回热原理
回热制冷机特点
◦ 闭式循环 ◦ 周期性不稳定过程
产冷条件
◦ 系统压力周期性变化 ◦ 容积周期性变化 ◦ 压力和容积有一相位差
-
实现机构
理想-间断运行 实际-曲柄连杆机构,往复运动 斯特林循环工质是在室温腔,冷却器,
回热器,冷量交换器和冷腔等部分来回 变动,气体总量不变,闭式循环。
-
发展
最早1946年荷兰Philip公司实现空气液 化
普冷-深冷,3K 冷量从微型到大型(毫瓦级-46.8kw) 多缸制冷机 单级-多级 整体式-分置式 形式多样化:双活塞,推移活塞,平行排
列,角形排列等 多种驱动:曲柄连杆,摇盘,斜盘,菱形,
液压,电磁,启动驱动
-
应用
-
-
-
扰性支撑
-
-
-
-
低温制冷技术
斯特林循环制冷机 吉福特-麦克马洪循环制冷机 脉管制冷机 节流制冷机 吸附式制冷机 热声制冷机 磁制冷机
-
斯特林循环
两个等温过程 两个等容过程 回热 工质:氢气,氦气
-
原理
-

P-V,T-S
-
过程
等温压缩 定容放热 等温膨胀 定容吸热
-
效率
Cop-理想循环 换热器效率

《斯特林制冷机》课件

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日常维护保养
定期检查
定期检查斯特林制冷机的运行状态, 包括检查制冷剂的压力、温度、流量 等参数,以及各部件的紧固和磨损情 况。
更换磨损部件
保持良好散热
定期清理散热器,确保斯特林制冷机 在运行过程中能够充分散热,防止过 热导致性能下降。
对于磨损严重的部件,如轴承、密封 圈等,应及时更换,以保证机器的正 常运行。
01
斯特林制冷机是一种基于斯特林 循环的线性压缩机,通过气体的 压缩和膨胀过程实现制冷效果。
02
它由两个独立的气缸组成,一个 为压缩缸,另一个为膨胀缸,通 过活塞在气缸内的往复运动实现 气体的压缩和膨胀。
斯特林制冷机的工作原理
斯特林制冷机的工作原理基于斯特林循环,该循环包括四个过程:等温压缩、等 熵压缩、等温膨胀和等熵膨胀。
蒸发器
01
蒸发器的作用是将低压液体制冷剂蒸发成气体,吸收热量并降 低温度。
02
常见的蒸发器类型有壳管式、板式等,选择合适的蒸发器需要
考虑制冷剂的性质、蒸发温度和传热面积等因素。
蒸发器的性能参数包括传热系数、流动阻力等,这些参数对制
03
冷效果和设备能耗有重要影响。
PART 03
斯特林制冷机的性能特点
压缩机的性能参数包括排气量、压力比、转速等,这些参数的选择直接影响制冷效 果和能效比。
冷凝器
冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压制冷 剂气体冷却成液体,同时释放出热量。
常见的冷凝器类型有水冷式、风冷式和蒸发式 等,选择合适的冷凝器需要考虑制冷剂的性质 、散热量的大小以及安装环境等因素。
冷凝器的性能参数包括传热系数、压力降等, 这些参数对制冷效果和设备能耗有重要影响。
膨胀机
膨胀机是斯特林制冷机中的关键部件之一,其主要功 能是将高压液体制冷剂节流成低压低温的湿蒸汽,以

斯特林制冷机的操作原理

斯特林制冷机的操作原理

斯特林制冷机的操作原理斯特林制冷机是一种常用的制冷设备,它基于斯特林循环原理,通过驱动活塞的往复运动来实现制冷效果。

它的操作原理相对简单,但在应用和实践中有着广泛的用途。

1. 简介斯特林制冷机:斯特林制冷机是一种热力循环装置,由两个具有高热容量的热源--热源和冷源--以及两个工作活塞组成。

这些活塞通过间歇式的往复运动来改变气体的压力和体积,从而实现制冷效果。

2. 斯特林循环原理:斯特林循环是一种理想的热力循环过程,包括等温膨胀、等容冷却、等温压缩和等容加热四个阶段。

具体操作如下:- 等温膨胀阶段:冷源的热量传递给工作气体,使其膨胀,活塞从冷端往热端移动。

- 等容冷却阶段:冷源继续吸收热量,但气体不再膨胀,活塞保持在最高点位。

- 等温压缩阶段:热源向工作气体传递热量,使其压缩,活塞从热端往冷端移动。

- 等容加热阶段:热源继续传递热量,但气体不再压缩,活塞保持在最低点位。

3. 操作原理:斯特林制冷机的操作原理基于斯特林循环,通过循环改变工作气体的温度和压力,从而实现制冷效果。

具体操作过程如下:- 冷源吸热:在等温膨胀阶段,冷源向工作气体传递热量使其膨胀,同时活塞从冷端向热端移动。

这个过程中,工作气体吸收热量,并将其带到热端。

- 冷却:在等容冷却阶段,冷源继续吸收热量,但气体不再膨胀,活塞保持在最高点位。

这个过程中,工作气体的温度降低,散热至冷源。

- 热源加热:在等温压缩阶段,热源向工作气体传递热量使其压缩,同时活塞从热端向冷端移动。

这个过程中,工作气体释放热量,并将其带到冷端。

- 加热:在等容加热阶段,热源继续传递热量,但气体不再压缩,活塞保持在最低点位。

这个过程中,工作气体的温度升高,吸收热量的热源带走了制冷效果所需的热量。

4. 观点和理解:斯特林制冷机的操作原理相对简单,通过驱动活塞的往复运动,循环改变工作气体的温度和压力来实现制冷效果。

相比传统的制冷设备,斯特林制冷机具有以下优点:- 无需制冷剂:斯特林制冷机使用工作气体作为制冷介质,不需要传统的制冷剂,因此对环境友好。

斯特林制冷机

斯特林制冷机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
质 量 迁 移 特 征
膨胀腔排气 膨胀腔进气
在大部分质量由死容积迁移至膨胀腔 的同时有部分质量流向压缩腔。
实际装置中的各项不可逆损失
实际损失的定量评估方法
分置式斯特林建模
Schmidt 模型是纯热力学仿真,计算前提是压缩腔、膨胀腔的运动规律已知或设 定;在分置式斯特林机中,动力学与热力学是耦合的,即动子的振幅及相位差都 是浮动的:运动方程中会出现动态的气体力,而运动位移又会反过来影响气体力 的变化过程。
分置式制冷机中压缩机的谐振特性
用直流电流测量支撑弹簧的K值
谐振现象是装置具有频域“选频”特性的直接证据; 谐振有助于提高压缩机的排气量,从而提高装置的 制冷量及能效比。 谐振的实验表象:
1、位置出现峰值 2、电压大(恒流驱动)、电流小(恒压驱动) 3、电流与位移相位夹角趋于90度。
体积极值 并不对应 压力极值 的时刻。
进一步整理压力表达式:
平均压力不等 于充气压力。
压力水平与充气质量相关
模型的作用: 了解内部动 态过程,进 行参数化研 究。
结论一: 结论二: 结论三:
由于空容积的存在,系统内的工质并不是直接在压缩腔与膨胀腔 之间来回流动,有部分工质始终在回热器中往复振荡,导致制冷 量降低。
斯特林循环的理论制冷系数与同温限的卡诺循环制冷系数相等。
实际装置的运动特征
热力仿真模型—Schmidt model
Schmidt模型最突出特点是实现了“公式化”的计算体系;工程上,性能 指标的预测误差可由实验数据整理出的经验关系式修正。
重点关注各热工参数之间的相位关系
空容积为工作腔容积中扣 除扫气容积所剩余的容积。
斯特林机(Stirling)

斯特林制冷 盐水膨胀制冷

斯特林制冷 盐水膨胀制冷

斯特林制冷 盐水膨胀制冷
斯特林制冷和盐水膨胀制冷都是常见的制冷方式,两者的原理和特点如下:
- 斯特林制冷:是由电力驱动的一种机械式制冷机。

其工作原理是气体以绝热膨胀做功,即按逆向斯特林循环工作而制冷。

斯特林制冷器具有结构紧凑、工作温度范围宽、启动快、效率高、操作简便等优点。

两空间制冷机温度可达80K。

三空间机制冷温度可达10.5-20K。

四空间制冷机温度可达7.8K。

冷头最底温度达到6K到3.1K的斯特林制冷器也已研制成功。

不过这种制冷器最大的缺点是噪声较大和寿命不长。

- 盐水膨胀制冷:低温盐水机组的结构方式与普通型活塞式冷水机组相似。

制冷剂在蒸腾器内蒸腾吸收冷媒水的热量,变成低压气体,被压缩机吸入。

经压缩机后的气体进入冷凝器成为高温高压液体,放出的热量被冷却水带在,在通过滤器除掉杂质和水分,通过膨胀阀节省后变为低温低压液体,进入蒸腾器在循环。

低温盐水机组是可以供给0℃以下低温盐水的一款工业冷水机,首要用于谷物加工、食物加工、化工、医药等工业部门的工艺冷却。

《斯特林发动机》课件

《斯特林发动机》课件

斯特林发动机的效率与性能
斯特林发动机的效率取决于热力学过程中的能量 转化效率。
性能参数包括功率、效率、尺寸和重量等,用于 评估斯特林发动机的性能优劣。
优化设计和材料选择可以提高斯特林发动机的效 率和性能,降低能耗和排放。
03
斯特林发动机的应用
斯特林发动机在交通领域的应用
交通工具动力系统
斯特林发动机可用作汽车、摩托车等交通工具的动力系统,提供持续的动力输 出。
斯特林发动机在其他领域的应用
航空航天领域
虽然斯特林发动机的功率密度相对较低,但它具有较高的可 靠性,使其在航空航天领域有一定应用,例如用于无人机的 动力系统。
制冷和空调系统
斯特林发动机在制冷和空调系统中用作驱动装置,通过驱动 压缩机制冷或加热空气。
04
斯特林发动机的挑战与前 景
斯特林发动机面临的技术挑战
3
随着技术的不断进步,斯特林发动机的应用领域 不断扩大,包括汽车、船舶、航天器等。
斯特林发动机的特点与优势
高效节能
斯特林发动机具有较高的热效率,能 够将大部分输入的热能转化为机械能 。
环境友好
斯特林发动机使用外部热源,不需要 燃烧燃料,因此不会产生有害气体排 放。
可靠性高
斯特林发动机结构简单,运转平稳, 维护成本低,使用寿命长。
热效率低
材料耐热性要求高
当前斯特林发动机的热效率相对较低,这 限制了其在某些应用领域的竞争力。
由于斯特林发动机工作温度较高,需要使 用耐高温的材料,这增加了制造成本和难 度。
密封技术难度大
振动和噪音
斯特林发动机中的活塞和气缸之间的密封 要求很高,需要解决高温下的密封问题。
斯特林发动机在工作时会产生一定的振动 和噪音,这需要进一步优化设计以降低其 对环境的影响。

斯特林发动机 ppt课件

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图2 冷热电联产系统简图
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• 在农村, 斯特林发动机可以燃烧各种物质, 如木屑、米糠、棉秆、椰子皮壳和谷壳等进 行工作。以空气为工质运转时, 噪音低、振 动小无污染。不用润滑,既可取暖, 又可发电, 非熟练工人也能操作, 如图所示。
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图3 燃用固体燃料斯特林发动机系统简图
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m2
• 1. 用于热电联产型 充分利用它环境污染小的特点, 在大城市
里可以以天然气作燃料, 通过斯特林发动机 内部的冷却装置, 加热冷却水并回收烟气, 即可采暖。1 台25 kW的外燃机完全可以满 足500~1 500 m2建筑采暖建筑采暖
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图1 城市家用热电联产型
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• 这种使用斯特林发动机的热电联产装置实 际上相当于一台副产电力的供热锅炉, 一般 情况下根据供热需求确定其运行状态, 其电 力系统可与电网连接, 多余的电力通过配电
盘向外界供电。如果配备相应的热水型吸 收式制冷机, 如图2 所示, 夏季就可以利用 热能制取空调所需的冷却水, 从而部分地取
代目前广泛使用的耗电量可观的蒸汽压缩 式空调制冷装置。显然, 不仅在冬季的供暖 期, 而且在夏天的供冷期, 热电联产装置都 能发挥重要的作用。
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• 长型斯特林机剖面图
• 粉红 - 高温汽缸壁 • 深灰- 低温汽缸壁(透
过黄色通道注入和排 出冷却液)
• 深绿 - 温度隔离壁 • 浅绿 - 配气活塞 • 深蓝 - 活塞 • 浅蓝 - 曲柄和齿轮 。
• 不在图上的:热源和 冷源。
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• 斯特林发动机的用途非常广, 特别适合应用在小型 的低品位能源资源发电项目中。例如在太阳能热 发电项目中, 斯特林发动机可以把集热器中的热能 直接转化成动能驱动发电机发电, 在美国和澳大利 等国家已经取得了实质性的突破, 很多实验电站已 经运行多年, 大规模的商业运行电站也正在建立。 2005 年8 月SCE 公司( Southern California Edison) 和SES 公司( Stirling Energy Systems,Inc. ) 宣布签订20 年采购协议, 由SES 公司在美国洛杉矶东北莫哈韦沙漠地区采用碟式 斯特林发电系统建造一座500 MW太阳能热发电 站, 以后并逐步扩大到850 MW。2005 年10 月, SES 公司宣布与SDG&E 公司( San Diego Gas & Electric) 签订了提供300~ 900 MW 太阳能电力合 同; 这大约是圣地亚哥地区现在太阳能发电能力的 30 倍。

斯特林循环的制冷应用

斯特林循环的制冷应用

斯特林制冷与传统的蒸气压缩节流制冷有极大的不同,斯特林制冷一 般采用整体式斯特林制冷机作为冷源,主要以氦气为循环工质,其原理 是工质膨胀制冷,因而无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。
16
谢 谢!
17
两个绝热过程
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
热气引擎。
4
1.3 斯特林热机发展历史
1843年斯特林和其弟弟在原有基础上做出改进热效率由8%提高到18%, 功率达到45匹马力,在其后地 很长一段时间是仅次于蒸汽机的热机, 应用广泛。 1860年柯克(Kirk)成功的把斯特林循环的逆循环用于制冷,但没有 实际应用。 1910年后由于汽油机和柴油机的出现,斯特林发动机被完全淘汰。 1940年后菲利普着力研究现代斯特林发动机,随后的通用汽车公司也 开始大量研究,主要是车用及特种斯特林发动机。 由于技术和成本,这期间的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。 目前,斯特林热机应用最广泛的是在碟式太阳能发电,还有特殊环境 的动力装置,如API常规潜艇,。
2 .2 碟式太阳能斯特林发电
自发明以来斯特林引擎 的发展就远不及内燃机等热 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)。

华斯特林 Cryo S 100 自由活塞斯特林制冷机操作手册说明书

华斯特林 Cryo S 100 自由活塞斯特林制冷机操作手册说明书

Cryo S100自由活塞斯特林制冷机使用本产品前请仔细阅读本操作手册,操作不当可能导致事故,请务必保存本手册。

目录1.产品介绍 (1)1.1.说明 (1)1.2.手册内容 (1)2.安全操作注意事项 (2)2.1.警告 (3)2.2.注意事项 (4)3.Cryo S100的特性 (5)3.1.自由活塞斯特林电机 (5)3.2.温度监控功能 (6)3.3.图形化用户界面 (6)4.拆包和安装 (7)4.1.拆包 (7)4.2.安装 (7)5.操作 (10)5.1.操作注意事项 (10)5.2.操作责任 (10)5.3.用户界面操作指南 (11)5.4.错误/警报和故障排除 (16)6.技术参数 (18)6.1.应用模块规格参数 (18)6.2.Cryo S100制冷机尺寸图纸 (19)6.3.Cryo S100制冷机25℃环境下制冷性能 (19)7.保修范围 (20)1.产品介绍1.1.说明华斯特林Cryo S100自由活塞斯特林制冷机,使用安全环保的氦气作为制冷工质,采用国际先进的自由活塞斯特林技术,其温度范围广,±0.1℃的精准控温,尺寸小,携带方便,非常适用于小型低温运输应用的开发。

本操作手册介绍了华斯特林Cryo S100自由活塞斯特林制冷机的接收,安装,设置,使用和存储的各个方面。

制冷机由用户界面(UI)屏幕控制,本操作手册第5节中介绍了UI的使用。

在二级污染和二级过电压环境中被分类为稳定设备。

该产品设计用于在以下环境条件下运行:●室内使用●海拔2000米●温度高达30°C时的最大相对湿度为80%1.2.手册内容●安全须知●产品特征●安装程序●产品使用●故障排除●技术参数●保修范围注意:安全事项关系到整体的各个部分,须严格遵守以免损坏制冷机或伤害用户。

2.安全操作注意事项使用前,请仔细阅读以下安全须知,以防您和您周围的人受伤或财产受损。

与使用Cryo S 100自由活塞斯特林制冷机相关的潜在危险可能会影响放置制冷机的工作场所人员的安全,制冷机本身也可能因操作或使用不当而损坏和/或其保修失效,所有负责制冷机安装、操作、运输或存放的人员都应阅读本手册以了解这些危害,可考虑将本手册存放在制冷机附近以备参考。

斯特林制冷机工作原理

斯特林制冷机工作原理

斯特林制冷机工作原理1. 引言•斯特林制冷机是一种基于斯特林循环原理的制冷设备。

它通过循环压缩和膨胀气体的方式,实现低温效果。

本文将详细介绍斯特林制冷机的工作原理。

2. 斯特林循环简介•斯特林循环是一种理想的热力循环过程,由四个阶段组成:等压热量吸收、等体膨胀、等压热量释放和等体压缩。

这个循环过程能够将热能转化为机械能或制冷效果。

3. 斯特林制冷机的组成部分3.1. 活塞和气缸•斯特林制冷机主要由两个活塞和两个气缸组成。

一个气缸内的活塞与高温热源接触,另一个气缸内的活塞与低温热源接触。

3.2. 工作气体•斯特林制冷机使用工作气体进行循环。

常见的工作气体有氢气、氦气和空气。

工作气体在循环过程中被压缩和膨胀,从而产生制冷效果。

3.3. 加热器和冷却器•加热器是将工作气体加热的装置,通常与高温热源接触,使工作气体吸收热量。

冷却器则是将工作气体冷却的装置,通常与低温热源接触,使工作气体释放热量。

3.4. 热交换器•热交换器是用于将热量从加热器传递至冷却器的设备,它能够提高斯特林制冷机的热效率。

4. 斯特林制冷机的工作过程4.1. 等压热量吸收1.高温热源加热活塞和气缸内的工作气体。

2.工作气体吸收热量,温度升高,压力保持不变。

4.2. 等体膨胀1.高温热源断开,活塞开始向低温热源方向移动。

2.工作气体膨胀,温度下降,压力降低。

4.3. 等压热量释放1.低温热源加热活塞和气缸内的工作气体。

2.工作气体释放热量,温度升高,压力保持不变。

4.4. 等体压缩1.低温热源断开,活塞开始向高温热源方向移动。

2.工作气体压缩,温度升高,压力升高。

5. 斯特林制冷机的优缺点5.1. 优点•斯特林制冷机无需制冷剂,对环境友好。

•具有较高的制冷效率,能够达到较低的温度。

•斯特林制冷机噪音低,运行平稳。

5.2. 缺点•斯特林制冷机构造复杂,成本较高。

•体积较大,不适合小型制冷设备。

•动力需求较高,对动力源有一定要求。

6. 应用领域•斯特林制冷机广泛应用于工业制冷、航空航天、科学实验等领域。

斯特林冷冻机

斯特林冷冻机
。 ,
原 动机 所采 用的斯 特 林循环 是 以 气体 为工 质 的 夕 } 燃机 现在 广泛 使用 的格林 发动 机 或迪 赛 尔发 动机 是众所 周知 的内燃机 燃 料在 内燃 机 中燃 烧产 生热 再转变 成动 力 燃 烧 产生 的高 温 气体 作为作功 的流 体
, , , 。 。 , 。
,

理论效 率等 于理想 的卡诺 循环效率 效率 高 其缺 点是
;
(4 )
.
由于
压 缩 机 内藏 容易 产 生振动

(5 )
由于工质 被污 染 容 易使 效率 下 降
, ,
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(6 )
为 防止 污染 不 得
。 , 。
不用无 润滑密 封 于 是就带 来寿 命低的 问题 必 须想 出 各种方法 予 以 解决 但是 由于斯 特 林 冷 冻机 具 有 紧凑特性 较 高制 冷效 率 最近在 ( 日本 ) 国 内开 始投入 人力 开发 和试 制 下

缩室 冷 凝器
于 膨胀 阀的部 件 虽有 被称 为蓄冷 器的部 件 但 蓄冷 器在 某种 意 义上说 是 热量 贮 存 的 海

放热 器 蒸 发器
,
,

吸热器
, 。
白 勺 部 件功 能 服兑
,
,
相 互 对应
,
— 但不 存在 相 当


绵体

,
周期性 贮 存 和放 出工 质 的热量
0 1一 l m m
,
做成 被称之 为 分离式斯特林 冷冻机

4



和图

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◦ 如果换热器效率<100%,意味着气体制冷机 在冷源的制冷量有一部分消耗在将制冷机 气体冷却到冷源温度的过程中
6
回热原理
回热制冷机特点
◦ 闭式循环 ◦ 周期性不稳定过程
产冷条件
◦ 系统压力周期性变化 ◦ 容积周期性变化 ◦ 压力和容积有一相位差
7
实现机构
理想-间断运行 实际-曲柄连杆机构,往复运动 斯特林循环工质是在室温腔,冷却器,
液压,电磁,启动驱动
9
应用
10
11
12
扰性Байду номын сангаас撑
13
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16
低温制冷技术
斯特林循环制冷机 吉福特-麦克马洪循环制冷机 脉管制冷机 节流制冷机 吸附式制冷机 热声制冷机 磁制冷机
1
斯特林循环
两个等温过程 两个等容过程 回热 工质:氢气,氦气
2
原理
3
P-V,T-S
4
过程
等温压缩 定容放热 等温膨胀 定容吸热
5
效率
Cop-理想循环 换热器效率
回热器,冷量交换器和冷腔等部分来回 变动,气体总量不变,闭式循环。
8
发展
最早1946年荷兰Philip公司实现空气液化 普冷-深冷,3K 冷量从微型到大型(毫瓦级-46.8kw) 多缸制冷机 单级-多级 整体式-分置式 形式多样化:双活塞,推移活塞,平行排
列,角形排列等 多种驱动:曲柄连杆,摇盘,斜盘,菱形,
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