【正文】 .................... 36 致 謝 .......................................................................................................................... 37 參考文獻 ...................................................................................................................... 38 附 錄 .......................................................................................................................... 39 一、英文原文 ................................................................................................ 39 二、英文翻譯 ................................................................................................ 45 三、程序 ..........................................................................錯誤 !未定義書簽。 重慶郵電大學本科 畢業(yè)設計（論文） 1 前 言 制冷兩字只能說是技術(shù)上的術(shù)語，嚴格講是錯誤的，世界上沒有那國的科學家能制造出“冷”來。 科學上 我們把利用機械設備把降溫對象降到所需溫度的方法叫制冷，這就是術(shù)語。 制冷站主要設備是制冷機。并且主要在夏季運行。根據(jù)目前國內(nèi)外制冷技術(shù)的發(fā)展結(jié)合用戶提供工藝冷負荷以及焦化廠現(xiàn)在實際情況，冷源選擇溴化鋰吸收式制冷機。 最簡單的制冷由四大要件組成 ：①壓縮機；②冷凝器 ,③蒸發(fā)器 ,④節(jié)流閥 .我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾姳?， 正好由這四要件加上箱體組成，箱體就好像冷 庫。不過電冰箱上的節(jié)流閥在技術(shù)上由相同作用的毛細管替代。 本次選題為制冷站自動控制裝置的畢業(yè)設計主要研究的任務是 制冷站設備的基本設計和詳細描述制冷站制冷原理。制冷站設備的基本設計是分別對 制冷壓縮機 、 冷凝 、 蒸發(fā)器 、 制冷管道 和 其它輔助設備 的設計選擇 ；制冷站制冷原理包括 蒸汽壓縮式制冷原理 和 制冷系統(tǒng)的基本原理 。根據(jù)以上步驟設計出一個制冷站自動控制裝置，并實現(xiàn)進一步改進，包括 溴化鋰吸收式制冷機冷劑水液位控制系統(tǒng)改造 、 制冷站循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的經(jīng)濟運行和冷卻水二次利用 ，使其更加節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟。 溴化鋰吸收式冷水機組是一種以熱 能為動力，生產(chǎn) 0`C以下冷水的制冷設備，因其具有節(jié)約電能、利用各種低品位熱能等優(yōu)點，日趨受到重視和推廣。 重慶郵電大學本科 畢業(yè)設計（論文） 2 第一章 制冷站自動控制裝置概述 第一節(jié) 制冷站 發(fā)展歷史 現(xiàn)代的制冷技術(shù)，是 18 世紀后期發(fā)展起來的。在此之前，人們很早已懂得冷的利用。我國古代就有人用天然冰冷藏食品和防暑降溫。馬可 波羅在他的著作《馬可 波羅游記》中，對中國制冷和造冰窖的方法有詳細的記述。 1755 年愛丁堡的化學教師庫侖利用乙醚蒸發(fā)使水結(jié)冰。他的學生布拉克從本質(zhì)上解釋了融化和氣化現(xiàn)象，提出了潛熱的概念，并發(fā)明 了冰量熱器，標志著現(xiàn)代制冷技術(shù)的開始。在普冷方面， 1834 年發(fā)明家波爾金斯造出了第一臺以乙醚為工質(zhì)的蒸氣壓縮式制冷機，并正式申請了英國第 6662 號專利。這是后來所有蒸氣壓縮式制冷機的雛型，但使用的工質(zhì)是乙醚，容易燃燒。到1875 年卡利和林德用氨作制冷劑，從此蒸氣壓縮式制冷機開始占有統(tǒng)治地位。在此期間，空氣絕熱膨脹會顯著降低空氣溫度的現(xiàn)象開始用于制冷。 1844 年，醫(yī)生高里用封閉循環(huán)的空氣制冷機為患者建立了一座空調(diào)站，空氣制冷機使他一舉成名。威廉 西門斯在空氣制冷機中引入了回熱器，提高了制冷機的性能。1859 年 ，卡列發(fā)明了氨水吸收式制冷系統(tǒng)，申請了原理專利。 1910 年左右，馬利斯 萊蘭克發(fā)明了蒸氣噴射式制冷系統(tǒng)。到 20 世紀，制冷技術(shù)有了更大發(fā)展。全封閉制冷壓縮機的研制成功（美國通用電器公司）；米里杰發(fā)現(xiàn)氟里昂制冷劑并用于蒸氣壓縮式制冷循環(huán)以及混合制冷劑的應用；伯寧頓發(fā)明回熱式除濕器循環(huán)以及熱泵的出現(xiàn)，均推動了制冷技術(shù)的發(fā)展。 在低溫方面， 1877 年卡里捷液化了氧氣； 1895 年林德液化了空氣，建立了空氣分離設備； 1898 年杜瓦用液態(tài)空氣預冷氫氣，然后用絕熱節(jié)流使氫氣成為液體，溫度降至 ； 1908 年卡末林 昂 納斯用液態(tài)空氣和液態(tài)氫預冷氦氣，再用絕熱節(jié)流將氦液化，獲得 的低溫。杜瓦于 1892 年發(fā)明的杜瓦瓶，用于貯存低溫液體，為低溫領域的研究提供了重要條件。 1934 年，卡皮查發(fā)明了先用膨脹機將氦氣降溫，再用絕熱節(jié)流使其液化的氦液化器； 1947年柯林斯采用雙膨脹機于氦的預冷。大部分的氦液化器現(xiàn)已采用膨脹機，在制冷技術(shù)的開發(fā)和實際使用中獲得廣泛的應用。 新的降低溫度方法的發(fā)明，擴大了低溫的范圍，并進入了超低溫領域。德拜和焦克分別在 1926 年和 1927 年提出了用順磁鹽絕熱退磁的方法獲取低溫，應用此方法獲得的低溫現(xiàn)已 達到（ 110－ 3~510－ 3） K；由庫提和西蒙等提重慶郵電大學本科 畢業(yè)設計（論文） 3 出的核子絕熱去磁的方法可將溫度降至更低，庫提用此法于 1956 年獲得了2010－ 3K。 1951 年倫敦提出并于 1965 年研制出的 3He4He 混合液稀釋制冷法，可達到 410－ 3K； 1950 年泡墨朗切克提出的方法，利用壓縮液態(tài) 3He的絕熱固化，達到 110－ 3K。 第二節(jié) 制冷站發(fā)展 趨勢 更近期的制冷技術(shù)發(fā)展主要緣于世界范圍內(nèi)對食品、舒適和健康方面，以及在空間技術(shù)、國防建設和科學實驗方面的需要，從而使這門技術(shù)在 20 世紀的后半期得到飛速發(fā)展。受微電子、計算機 、新型原材料和其它相關(guān)工業(yè)領域的技術(shù)進步的滲透和促進，制冷技術(shù)取得了一些突破性的進展，同時也面臨一場新的挑戰(zhàn)。突破性的進展在于： （ 1）微電子和計算機技術(shù)的應用 “機電一體化 ”浪潮給制冷技術(shù)以巨大推動?；A研究方面：計算機仿真制冷循環(huán)始于 1960 年。如今，普冷和低溫領域中的各種循環(huán)，如：焦－湯節(jié)流制冷循環(huán)（ J－ T 循環(huán)）、斯特林制冷循環(huán)、維勒米爾循環(huán)（ VM 循環(huán)）、吉福特－麥克馬洪循環(huán)（ G－ M 循環(huán)）、索爾文循環(huán)（ SV 循環(huán)）、逆向布雷頓循環(huán)、脈管式循環(huán)、吸收式制冷循環(huán)、熱電制冷循環(huán)；利用聲制冷、光制冷、化學方法制 冷的各種循環(huán)；以及各種新型的混合型循環(huán)，如：熱聲斯特林發(fā)動機驅(qū)動小型脈管制冷機的循環(huán)均廣泛應用計算機仿真技術(shù)于循環(huán)研究。研究制冷系統(tǒng)的熱物理過程、系統(tǒng)及部件的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性以及單一工質(zhì)和混合工質(zhì)的性質(zhì)等等，也離不開微電子和計算機技術(shù)的應用。在制冷產(chǎn)品的設計制造上：計算機現(xiàn)已廣泛用于產(chǎn)品的輔助設計和制造（ CAD， CAM）。例如：結(jié)構(gòu)零件設計的有限元法和有限差分法以及用計算機控制精密機械加工。計算機和微處理器對制冷技術(shù)的最大影響在于高級自動控制系統(tǒng)的開發(fā)。這是一項綜合技術(shù)，涉及到先進的控制方法、可靠的集成塊芯片 及專門的控制模塊、精良的傳感器。當前制冷系統(tǒng)采用電腦控制已極為普遍，控制模式正在發(fā)生變化，由簡單的機械式控制發(fā)展到綜合控制，為提高產(chǎn)品性能作出貢獻。 （ 2）新材料在制冷產(chǎn)品上的應用 陶瓷及陶瓷復合物（如熔融石英、穩(wěn)定氧化鋯、硼化鈦、氧化硅等）具有一系列優(yōu)良性質(zhì)：比鋼輕、強度和韌性好、耐磨、導熱系數(shù)小、表面光潔度高。將陶瓷用燒結(jié)法滲入溶膠體制成零件或用作零件的表面涂釉，可改善零件的性能。 重慶郵電大學本科 畢業(yè)設計（論文） 4 聚合材料（工程塑料、合成橡膠和復合材料）用于制冷產(chǎn)品中作為電絕緣材料、減振件和軟管材料；利用聚合材料的熱塑性，以新工藝通過 熱定型的方法制造壓縮機中的復雜零件（轉(zhuǎn)子、閥片等）。這些新材料的應用，帶來產(chǎn)品性能、壽命的提高和成本的降低。 （ 3）機器、設備的發(fā)展為滿足各種用冷的需要，新產(chǎn)品不斷推出，商品化程度不斷提高。 壓縮機以高效、可靠、低振動、低噪聲、結(jié)構(gòu)簡單、成本低為追求目標，由往復式向回轉(zhuǎn)式發(fā)展。如新型螺桿式壓縮機、渦旋式壓縮機、擺線式壓縮機等，都具有優(yōu)良特性和競爭力。 在壓縮機的驅(qū)動裝置上，將變頻器用于空調(diào)、熱泵及集中式制冷系統(tǒng)的變速驅(qū)動，帶來了節(jié)能效果。 在低溫機器和設備方面，前述各種低溫循環(huán)雖早已提出，但近年來生產(chǎn)開發(fā)的 產(chǎn)品在溫度，制冷量、啟動速度、可靠性、能耗、體積等方面均有長足的進步。現(xiàn)在，氦液化器多數(shù)為膨脹型，中型的為雙膨脹機組成的柯林斯機器，大型的采用透平膨脹機。輻射制冷、固態(tài)制冷已經(jīng)實際應用。利用 3He4He混合稀釋制冷原理的低溫制冷機已經(jīng)商品化，可作為磁制冷機的預冷設備。各種氣體分離設備，熱交換器，低溫恒溫器也在高效、緊湊、可靠等方面取得很大的進展。 （ 4）工質(zhì) 繼氟里昂和共沸混合工質(zhì)之后，由于 1970 年石油危機，節(jié)能意識提到重要地位，在開發(fā)新工質(zhì)上引人注目地研究出一系列非共沸工質(zhì)，收到了節(jié)能的效果和滿足一些 特定需要。由于臭氧耗損和溫室效應引起了嚴峻的環(huán)境保護問題，導致了 80 年代末開始全球禁止 CFCs 物質(zhì)，進而波及到 HCFC 類物質(zhì)，這既是一次歷史性的沖擊，同時又提供了新的發(fā)展機遇。近年來在替代工質(zhì)開發(fā)及其熱物理性質(zhì)研究方面取得的成就即是證明。當工質(zhì)處于很低溫度時，其量子特性變得十分重要，必須考慮其量子效應，此時循環(huán)的性能系數(shù)和制冷量不同于經(jīng)典表達式，而需要通過對量子熱力循環(huán)的研究得出。 制冷和低溫技術(shù)是充滿勃勃生機的學科和工業(yè)領域。巨大的市場增長潛力和新技術(shù)的交叉滲透為它開辟了廣闊的發(fā)展天地。 重慶郵電大學本科 畢業(yè)設計（論文） 5 第三節(jié) 制冷技術(shù)的應用 這種技術(shù)最早用來保存食品和降低房間溫度。隨著技術(shù)和社會文明的進步，其應用幾乎滲透到各個生產(chǎn)技術(shù)、科學研究領域，并在改善人類的生活質(zhì)量方面發(fā)揮巨大作用。 （ 1）商業(yè)及人民生活 食品冷凍冷藏和舒適性空氣調(diào)節(jié)是制冷技術(shù)應用最為量大面廣的領域。商業(yè)制冷主要用于各類食品冷加工、冷藏貯存和冷藏運輸，使之保質(zhì)保鮮，滿足各個季節(jié)市場銷售的合理分配，并減少生產(chǎn)和分配過程中的食品損耗?，F(xiàn)代的食品工業(yè)，從生產(chǎn)、貯運到銷售，有一條完整的“冷鏈”。所使用的制冷裝置有：各種食品冷加工裝置、大型冷庫、冷藏汽車、冷藏船 、冷藏列車、分配性冷庫，供食品零售商店、食堂、餐廳使用的小型裝配式冷庫、冷藏柜、各類冷飲設備、食品冷藏冷凍展示柜，直至家庭用的電冰箱。 舒適性空氣調(diào)節(jié)為人們創(chuàng)造適宜的生活和工作環(huán)境。如家庭、辦公室用的局部空調(diào)裝置或房間空調(diào)器；大型建筑、公共場所、車站、機場、賓館、商廈、影劇院、游樂廳、辦公樓等使用的集中式空調(diào)系統(tǒng)；各種交通工具，如轎車、客車、飛機、火車、船艙等的空調(diào)設施；文物保藏環(huán)境的空氣調(diào)節(jié)裝置等等。 體育、游樂場所除采用制冷提供空氣調(diào)節(jié)外，還用于建造人工冰場。我國人工冰場原集中在東北、華北?，F(xiàn)在南方城市 也相繼建造了新型人工冰場，如廣州溜冰俱樂部，冰場面積 1000m2，年上冰人次已達 20 萬；上海杰美體育中心的室內(nèi)冰場，面積達 1200m2。 （ 2）工業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)牧業(yè) 許多生產(chǎn)場所需要生產(chǎn)用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，例如：高溫生產(chǎn)車間、紡織廠、造紙廠、印刷廠、膠片廠、精密儀器車間、精密加工車間、精密計量室、計算機房等的空調(diào)系統(tǒng)，為各生產(chǎn)環(huán)境提供恒溫恒濕條件，以保證產(chǎn)品質(zhì)量或機床、儀表的精度。 機械制造中，對鋼進行低溫處理，可以改變其金相組織，使奧氏體變成馬氏體，提高鋼的硬度和強度。在機器的裝配過程中，利用低溫進行零件的過盈配 合。化學工業(yè)中，借助于制冷，使氣體液化、混合氣分離，帶走化學反應中的反應熱。鹽類結(jié)晶、潤滑油脫脂、石油裂解、合成橡膠、生產(chǎn)化肥均需要制重慶郵電大學本科 畢業(yè)設計（論文） 6 冷。在鋼鐵工業(yè)中，高爐鼓風需要用制冷的方法先除濕，再送入高爐，以降低焦鐵比，提高鐵水質(zhì)量。 在農(nóng)牧業(yè)中，利用低溫對農(nóng)作物種子進行低溫處理；保存良種牲口的精液，以便進行人工授精。在交通運輸業(yè)中，已有采用壓縮天然氣的汽車。因液化天然氣存儲體積小，能量密度大，今后液化天然氣的發(fā)展必定更具優(yōu)勢。 （ 3）建筑工程 在挖掘礦井、隧道、建造江河堤壩時，或者在泥沼、沙水中掘進時，采用凍土法保 持工作面，避免坍塌和保證施工安全。拌合混凝土時，用冰代替水，借冰的熔化熱補償水泥的固化反應熱，這在制作大型混凝土構(gòu)件時十分必要，可以有效地避免大型構(gòu)件因散熱不充分而產(chǎn)生內(nèi)應力和裂縫等缺陷。 英吉利海底隧道全長 52km，是迄今世界上最長的隧道。列車以 160km/h的速度穿過隧道時，空氣溫度將上升到（ 49~55）℃，必須進行降溫處理。為此采用了 8 套冷水機組，分裝在隧道兩側(cè)，供隧道降溫，每套機組的能力達到（ 6000~7000） kW。 （ 4）科學研究 科學研究