制冷与集热技术在寒区路基工程中的应用研究
发布时间：2021-01-09 22:43
对于寒区路基工程,温度变化引起的各种热力学效应是影响路基稳定性的主要原因之一。冻土路基病害的本质原因在于热量的收支不平衡特征,即多年冻土在暖季的过度热输入和季节性冻土在冷季的过度热损失。目前,多年冻土路基“主动冷却”措施,包括块石路基、通风管、热管等,均存在冷却效率低和季节匹配性差的不足。季节性冻土路基冻胀防治措施主要着眼于土质改良、水分控制和被动保温,缺乏对传热量的主动调控。从传热学角度分析,寒区路基热学稳定性维护的最有效途径在于严格控制热量收支平衡,实时控制多年冻土在暖季的热输入和季节性冻土在冬季的热损失,两者分别属于制冷和供热问题。制冷与供热技术在人居环境调节和工业应用领域,已形成完整成熟的学科体系。制冷和供热技术均需要能量补偿来驱动不可逆传热过程。中国冻土地区的太阳能、风能、地热能等可再生能源分布条件良好,各类新能源利用技术日趋成熟,基于新能源驱动的制冷技术与供热技术在寒区路基工程中具有巨大的应用潜力。本文主要以国家自然科学基金重点项目“面向多年冻土地区高速铁路建设的温控热桩技术及其环境影响”（41731281）为依托,基于制冷与集热技术原理及方法,对常规蒸气压缩式制冷技术、热...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：200 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国冻土分布I57
蒸气压缩式制冷技术以电力驱动的机械能作为补偿，利用制冷剂气化吸热实??现制冷，制冷系数ＣＯＰ可以达到５．０以上，具有制冷量大、效率高、结构紧凑、??工作可靠等优点。图１－２为蒸气压缩式制冷循环流程图，主要包括压缩机、冷凝器、??节流机构、蒸发器四个部件，并用管道连接成一个封闭的循环系统。实际制冷系??统中，为了提高系统的运行效率、可靠性和安全性，还有一些辅助设备，包括风??机、电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等。??９ｋ??｜?ｆ丨放热??高压液体?厂高压气体??膨?ＺＺＺＤ??ｇ?冷凝器（工质■液化）?Ｌ??＾?％）??？?Ｔ?蒸发器（工质汽化）???降Ｉ低压麵气厂１?Ｌ￡Ｊ臟机??５?１?■?１?一￣Ｓ气体?Ｉ??Ｉｆｆ！??图１－２蒸气压缩制冷循环流程图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｙｃｌｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｖａｐｏｒ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ??压缩机是压缩式制冷系统的心脏和主要耗能部件，起吸入、压缩、输送制冷??剂蒸气的作用，有活塞式、离心式、螺杆式等类型。开发新型压缩机是提高制冷??效果最直接的措施，其中变频压缩机采用高效的无刷电机及变频技术提高压缩机??的运行效率和节能性能［￣。在新能源驱动压缩式制冷技术方面，冯毅等提出一??种通过风能直接驱动压缩机的制冷系统，具体原理为在风力机与压缩机之间设置??一个变速机构
适用于小型化制冷系统。同时，由于系统的运动部件少，结构简单，抗??震动性能好，特别适合于船舶、机车以及颠簸、振动的场合。??吸附式制冷系统的组成和流程如图１－３所示，主要包括吸附床（集热器）、冷??凝器、蒸发器。制冷循环过程为，吸附床温度升高时，吸附剂和制冷剂形成的混??合物发生脱附，脱附产生的高温高压气体进入冷凝器，冷凝后的制冷剂液体进入??蒸发器。吸附床温度降低时，制冷剂蒸发吸热而产生制冷效果，制冷剂气体进入??吸附发生器，被吸附后形成新的混合物，完成一次制冷循环。??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]吸收式制冷(热泵)循环流程研究进展[J]. 陈光明,石玉琦. 制冷学报. 2017(04)
[2]京通线路基冻胀及春融翻浆冒泥整治[J]. 郭胜. 铁道建筑. 2016(11)
[3]1979-2014年全球变暖背景下青藏高原气候变化特征[J]. 段安民,肖志祥,吴国雄. 气候变化研究进展. 2016(05)
[4]兰新客运专线浩门区间路基温度、水分及冻胀变形特征[J]. 牛富俊,林战举,吴旭阳,商允虎,李肖伦,邵珠杰. 冰川冻土. 2016(04)
[5]太阳能光热与光伏制冷系统对比分析[J]. 吴俊伟. 制冷技术. 2016(03)
[6]高速铁路季节性冻土路基冻胀时空分布规律试验[J]. 蔡德钩. 中国铁道科学. 2016(03)
[7]冻融过程中土壤颗粒组成的重建:研究综述（英文）[J]. ZHANG Ze,MA Wei,FENG Wenjie,XIAO Donghui,HOU Xin. Pedosphere. 2016(02)
[8]供热技术发展与展望[J]. 方修睦,周志刚. 暖通空调. 2016(03)
[9]吸收式制冷工质对的研究进展[J]. 卞宜峰,何国庚,蔡德华,肖如熙,张奥妮. 制冷学报. 2015(06)
[10]我国季节性冻土区公路路基冻害及其防治研究进展[J]. 武立波,祁伟,牛富俊,牛永红. 冰川冻土. 2015(05)
博士论文
[1]寒区高铁路基粗颗粒填料冻胀变形与强度研究[D]. 王青志.北京交通大学 2017
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[3]新能源发电特性与经济性分析研究[D]. 蓝澜.华北电力大学 2014
[4]严寒地区高速铁路路基冻胀和工程对策研究[D]. 石刚强.兰州大学 2014
[5]新型吸收式制冷循环构建理论及其应用研究[D]. 洪大良.浙江大学 2013
[6]实际热电制冷系统的动态特性及热—电转换过程研究[D]. 毛佳妮.华中科技大学 2013
[7]低品位热能驱动的双效双重热化学吸附制冷实验及系统模拟研究[D]. 徐律.上海交通大学 2012
[8]太阳能喷射制冷系统新型喷射器工作特性的研究[D]. 郭建.东华大学 2009
[9]微型制冷系统仿真与实验研究[D]. 钟晓晖.北京工业大学 2007
硕士论文
[1]我国太阳能的空间分布及地区开发利用综合潜力评价[D]. 沈义.兰州大学 2014
[2]季节性冻土区运营线路基冻害防治技术[D]. 郭锐.西南交通大学 2012
[3]不同气候区土壤源热泵系统的适宜性评价[D]. 钱程.中国建筑科学研究院 2008
本文编号：2967530
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：200 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国冻土分布I57
蒸气压缩式制冷技术以电力驱动的机械能作为补偿，利用制冷剂气化吸热实??现制冷，制冷系数ＣＯＰ可以达到５．０以上，具有制冷量大、效率高、结构紧凑、??工作可靠等优点。图１－２为蒸气压缩式制冷循环流程图，主要包括压缩机、冷凝器、??节流机构、蒸发器四个部件，并用管道连接成一个封闭的循环系统。实际制冷系??统中，为了提高系统的运行效率、可靠性和安全性，还有一些辅助设备，包括风??机、电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等。??９ｋ??｜?ｆ丨放热??高压液体?厂高压气体??膨?ＺＺＺＤ??ｇ?冷凝器（工质■液化）?Ｌ??＾?％）??？?Ｔ?蒸发器（工质汽化）???降Ｉ低压麵气厂１?Ｌ￡Ｊ臟机??５?１?■?１?一￣Ｓ气体?Ｉ??Ｉｆｆ！??图１－２蒸气压缩制冷循环流程图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｙｃｌｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｖａｐｏｒ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ??压缩机是压缩式制冷系统的心脏和主要耗能部件，起吸入、压缩、输送制冷??剂蒸气的作用，有活塞式、离心式、螺杆式等类型。开发新型压缩机是提高制冷??效果最直接的措施，其中变频压缩机采用高效的无刷电机及变频技术提高压缩机??的运行效率和节能性能［￣。在新能源驱动压缩式制冷技术方面，冯毅等提出一??种通过风能直接驱动压缩机的制冷系统，具体原理为在风力机与压缩机之间设置??一个变速机构
适用于小型化制冷系统。同时，由于系统的运动部件少，结构简单，抗??震动性能好，特别适合于船舶、机车以及颠簸、振动的场合。??吸附式制冷系统的组成和流程如图１－３所示，主要包括吸附床（集热器）、冷??凝器、蒸发器。制冷循环过程为，吸附床温度升高时，吸附剂和制冷剂形成的混??合物发生脱附，脱附产生的高温高压气体进入冷凝器，冷凝后的制冷剂液体进入??蒸发器。吸附床温度降低时，制冷剂蒸发吸热而产生制冷效果，制冷剂气体进入??吸附发生器，被吸附后形成新的混合物，完成一次制冷循环。??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]吸收式制冷(热泵)循环流程研究进展[J]. 陈光明,石玉琦. 制冷学报. 2017(04)
[2]京通线路基冻胀及春融翻浆冒泥整治[J]. 郭胜. 铁道建筑. 2016(11)
[3]1979-2014年全球变暖背景下青藏高原气候变化特征[J]. 段安民,肖志祥,吴国雄. 气候变化研究进展. 2016(05)
[4]兰新客运专线浩门区间路基温度、水分及冻胀变形特征[J]. 牛富俊,林战举,吴旭阳,商允虎,李肖伦,邵珠杰. 冰川冻土. 2016(04)
[5]太阳能光热与光伏制冷系统对比分析[J]. 吴俊伟. 制冷技术. 2016(03)
[6]高速铁路季节性冻土路基冻胀时空分布规律试验[J]. 蔡德钩. 中国铁道科学. 2016(03)
[7]冻融过程中土壤颗粒组成的重建:研究综述（英文）[J]. ZHANG Ze,MA Wei,FENG Wenjie,XIAO Donghui,HOU Xin. Pedosphere. 2016(02)
[8]供热技术发展与展望[J]. 方修睦,周志刚. 暖通空调. 2016(03)
[9]吸收式制冷工质对的研究进展[J]. 卞宜峰,何国庚,蔡德华,肖如熙,张奥妮. 制冷学报. 2015(06)
[10]我国季节性冻土区公路路基冻害及其防治研究进展[J]. 武立波,祁伟,牛富俊,牛永红. 冰川冻土. 2015(05)
博士论文
[1]寒区高铁路基粗颗粒填料冻胀变形与强度研究[D]. 王青志.北京交通大学 2017
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[3]新能源发电特性与经济性分析研究[D]. 蓝澜.华北电力大学 2014
[4]严寒地区高速铁路路基冻胀和工程对策研究[D]. 石刚强.兰州大学 2014
[5]新型吸收式制冷循环构建理论及其应用研究[D]. 洪大良.浙江大学 2013
[6]实际热电制冷系统的动态特性及热—电转换过程研究[D]. 毛佳妮.华中科技大学 2013
[7]低品位热能驱动的双效双重热化学吸附制冷实验及系统模拟研究[D]. 徐律.上海交通大学 2012
[8]太阳能喷射制冷系统新型喷射器工作特性的研究[D]. 郭建.东华大学 2009
[9]微型制冷系统仿真与实验研究[D]. 钟晓晖.北京工业大学 2007
硕士论文
[1]我国太阳能的空间分布及地区开发利用综合潜力评价[D]. 沈义.兰州大学 2014
[2]季节性冻土区运营线路基冻害防治技术[D]. 郭锐.西南交通大学 2012
[3]不同气候区土壤源热泵系统的适宜性评价[D]. 钱程.中国建筑科学研究院 2008
本文编号：2967530
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