中国科学技术大学制冷及低温工程专业


中国科大制冷及低温工程专业是中国科大工程科学学院热科学和能源工程系的动力工程及工程热物理一级学科的二级学科,1996年开设制冷本科课程,2003年起具有博士学位授予权。中国科大制冷及低温工程专业的教学宗旨是培养具有创新能力研究型制冷及低温科技工作者和科学家型的工程师。教学重在基础,重在创新,教学与科研相辅相成。
本专业自成立以来,在教学方面,编写了《压缩制冷与热泵技术》教材,“制冷空调综合实验室建设”获中国科学技术大学优秀教学成果二等奖,建立了高精度制冷工质PVT实验台;在科研方面,就制冷工质的热物性测定和推算、制冷与热泵技术、相变蓄冷储热技术、制冷设备与系统的实验与性能测试等方面开展了研究。获得4项国家面上基金和1项国家重点基金资助以及1项国家教委博士点基金资助。发表近百篇学术论文,获授权发明专利6项,获国家科学技术进步二等奖1项,安徽省科技进步四等奖1项。2003年主持举办了第七届亚洲热物性国际会议。
一、制冷工质的热物性研究
1. 理论方面
提出了用“热物性温标”的无量纲温度关联流体工质的热物性,补充完善了对应态理论;建立了流体纯工质饱和气体区、气相区、超临界区PVT性质的对应态推算法;建立了HFC-227ea的32参数MBWR状态方程、压焓图和温熵图;发现了混合工质与其组成的纯工质对应态方程的一致性;导出了混合工质饱和气、液密度,混合工质饱和液体焓,混合工质蒸发潜热的对应态推算方程;建立了多元混合工质泡点、露点的推算法;建立了适用于临界区的多元混合工质泡点、露点对比态推算法;建立了混合工质液体导热系数对应态推算式;测量了R125/R600a气液相平衡性质,绘制了R125/R600a(质量分数50%/50%)的压焓图和温熵图。
2. 实验测试
建立了制冷工质PVT性质实验台,温度测量范围-40?200 ℃,精度5 mK,压力测量范围0?6 MPa,精度0.05%。
二、制冷与热泵技术
本专业在开设制冷与热泵技术教学的同时,从1999年就开始致力于冷热综合利用,具有制冷供暖制热水的多功能热泵热水三用机的研究与开发。本项目已申报7项国家发明专利,获授权发明专利5项,例如“一种四季节能冷暖空调热水三用机”(专利号:02116049.X)。本项目先后获安徽省计委和科委、国家“863”探索性项目资助。
最新研发的双热源多功能热泵热水机,创新性技术特点是:一台压缩机、一个四通阀、三个换热器;双热源、双循环、三种功能、五种运行模态;结构最简化、功能最多化、性能最优化、热能利用循环化、经济效益最大化。
三、相变蓄冷储热技术
本专业系统地开展了冰蓄冷、PCM相变材料蓄冷、水蓄冷技术的研究,模拟分析三种蓄冷的动态,开展了PCM相变蓄冷材料的性能测试和材料配制,创造性地提出了高温水蓄冷技术。本发明已获国家发明专利。
四、LNG冷能利用低温工程技术
本专业对如何有效利用LNG冷能进行了探讨,包括利用LNG冷能发电和液化空气制液氧、液氮。已获得授权的发明专利——一种利用液化天然气冷能的空气分离装置。
五、测试技术
本专业开设《量热技术和热物性测定》课程,研发了热流计,组织和培养学生对温度、热量正确测量技能,开发了计算机在线多点实时显示、实时数据处理、测控兼备技术。