低温冰箱系列化产品关键技术及产业化
完成单位:青岛理工大学

支撑项目(平台):工业流体节能与污染控制教育部重点实验室

参与单位:山东山东省教育厅

所属学科:动力工程及工程热物理

主要贡献者:郭健翔,林海波

成就简介:实验室与海尔集团合作完成的“低温冰箱系列化产品关键技术及产业化”项目,通过对低温循环关键技术研究,在国内首先研制出-80度的系列化低温冰箱,打破了国外品牌长达30年的垄断,取得了显著的经济效益。

实验室作为第三参与单位与青岛海尔特种电器有限公司合作,完成了“低温冰箱系列化产品关键技术及产业化”项目,在该项目中,实验室承担了低温制冷循环数值模拟、低温工况下制冷工质流动传热特性、航天冰箱性能测试等关键技术研究,主要贡献为:(1)建立了低温复叠制冷循环计算模型,对各工作过程进行了模拟计算,分析了不同工况下低温循环制冷量、制热量、功耗、能效比等参数的变化规律,并对循环关键状态点进行了优化;(2)建立了低温工况下制冷剂流动及传热数学模型,分析了物性变化对传热系数及流阻系数的影响,为低温换热器的设计提供了理论依据;(3)建立了箱体内空气流动与换热的数学模型,对箱体内部温度场进行了数学模拟和分析,提出了箱体保温及换热器布置等设计思路;(4)建立了航天冰箱实验和监测系统,并对微重力环境下换热过程、模拟发射条件下冰箱性能和可靠性进行了测试和分析。以上研究成果成功应用于国内首台-80度的系列化低温冰箱的研制中,打破了国外品牌长达30年的垄断,实现收入21.1亿元,利税5.6亿元,创汇4161万美元。同时攻克了微重力环境下高效换热技术、耐发射条件下高冲击、可靠远程测控等技术难题,研制出航天冰箱,成功搭载在神州八、九、十号飞船上。实现制冷效率较普通民用产品提高25%、运行功耗较设计限值低25%的优良指标,节省了宝贵的空间能源。通过恒温技术,实现返回过程中物品20小时安全存储,从单一的冰箱装备,拓展为完整的天地冷链,保障了整个飞行任务中的安全存储,填补了我国航天领域装备的空白,使我国成为继俄罗斯、美国之后第三个能够独立研制航天冰箱的国家。该项目获2013年度国家科技进步二等奖。

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