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日期:2018-09-10 閱讀次數:6810
 

西安交大蘇州研究院壓縮機與制冷技術研究中心

一、中心簡介

    壓縮機與制冷技術研究中心成立于2009年,依托西安交通大學壓縮機研究所國際領先的技術優勢,由“長江學者”邢子文教授領銜。研究中心基于行業發展的基本現狀,以創新的技術,創新的思維和創新的產品,注重應用化、產品化研究,服務企業科研發展和地方產業轉型升級,培養專業應用型人才,開辟了學術研究和科技成果轉化的新模式。

    研究中心所依托的西安交通大學壓縮機研究所,是全國惟一專注于壓縮機(膨脹機)系統及其智能控制的研究機構,是“制冷與低溫工程”和“流體機械工程”兩個國家重點學科的重要組成部分,也是“流體機械及壓縮機國家工程中心”和“動力工程多相流國家重點實驗室”的骨干單位,先后獲得國家級科技獎勵6項、省部級科技獎勵30余項,為我國的壓縮機事業發展做出了巨大貢獻,培養了無數壓縮機行業精英人才,在國內外壓縮機技術領域享有盛譽。
 
二、研究方向
    研究中心現有科研團隊20多人,承擔著國家、省市課題10項,產學研校企聯合攻關課題20項。研究中心秉承“務實創新,合作共贏”的基本原則,以各類壓縮機、制冷空調、高溫熱泵的基礎理論與關鍵技術開發為主要研究方向,涉及空氣動力、石油、化工、暖通空調、太陽能利用和工業余熱回收等多個技術領域。

 
三、科研骨干
   邢子文:教授,博士生導師,教育部長江學者獎勵計劃特聘教授,新世紀百千萬人才工程國家級人選,現任西安交通大學能源與動力工程學院制冷及低溫工程系主任、壓縮機研究所所長。主要研究方向:雙螺桿壓縮機與膨脹機特性研究與優化設計,NH3/CO2低溫復疊制冷系統特性研究,環保工質高溫工業熱泵特性研究。
   何志龍:副教授,博士生導師。創辦了“中國壓縮機網” [1]  和《壓縮機》雜志今年网球冠军 ,并對物聯網在壓縮機行業的應用和推廣做了深入的研究。主要研究方向:壓縮機及制冷技術。
   陳文卿:博士,副研究員。西安交通大學蘇州研究院壓縮機與制冷技術研究中心副主任。主要研究方向:壓縮機及制冷技術。
   張震:副教授,主要從事雙螺桿機械及其系統的結構設計與性能研究。
   周明龍:助理研究員,主要研究方向為壓縮機及壓縮機系統振動噪聲控制。
   楊橋明:助理研究員,主要研究方向為壓縮機及制冷技術。
 
四、主要成果和可產業化項目
1.高效雙螺桿壓縮機轉子型線開發
研究中心多年來一直致力于雙螺桿壓縮機研究與設計,取得數十項發明專利授權,在國際權威期刊發表上百篇學術論文,為國內外諸多雙螺桿壓縮機廠家開發了一系列新型高效轉子型線。實驗室開發的的轉子型線全部由圓弧及圓弧包絡線構成,在轉子間實現“曲面對曲面”的密封,有利于形成流體動力潤滑,便于磨削和成形銑形加工。
2.各類雙螺桿機械開發
1)水潤滑全無油螺桿空氣壓縮機技術

研究中心成功開發出用水做潤滑劑的100%無油螺桿空氣壓縮機,采用水動壓滑動軸承,同時向螺桿轉子腔內噴水以起到潤滑、冷卻、密封及降噪的作用,內部工作過程接近等溫壓縮,具有同規格螺桿空氣壓縮機的最高效率。徹底解決了統的無油壓縮機密封裝置的磨損、失效,到最后潤滑油污染壓縮空氣,危害需要絕對無油壓縮空氣的終端(例如食品加工、制藥、紡織、精密電子等)的問題。

水潤滑雙螺桿空氣壓縮機
2)MVR水蒸汽雙螺桿壓縮機技術

    MVR(mechanical vapor recompression)為機械蒸汽再壓縮的簡稱,是利用水蒸汽壓縮機將系統中的水蒸汽壓縮升溫以產生二次高溫蒸汽,從而減少對外界能源需求的一項技術。其工作過程是低溫位的蒸汽經壓縮機壓縮,溫度、壓力提高,熱焓增加,然后進入換熱器冷凝,以充分利用蒸汽的潛熱。除開車啟動外,整個蒸發過程中無需生蒸汽。水蒸汽壓縮機是整個MVR系統的最核心部件。雙螺桿壓縮機屬于容積式壓縮機,依靠一對相互嚙合的螺旋轉子完成壓縮機吸汽、壓縮及排汽過程,具有性能穩定、可靠性高、對工作介質適應性強、可多相混輸等特點。雙螺桿壓縮機能夠實現濕壓縮,在高壓比條件下,通過向處于內壓縮過程的工作腔內噴液冷卻來控制排汽溫度,使得蒸汽壓縮機在各運行工況下的排汽溫度,均為排汽壓力對應的飽和溫度,比羅茨鼓風機、離心壓縮機適用工況范圍寬廣得多。在內壓縮過程中噴入壓縮介質的液體,不但能有效降低排汽溫度,噴入的液體也成為了飽和蒸汽,從而提高了MVR系統的蒸汽產量。此外,雙螺桿壓縮機變工況適應能力強,容量調節方式多樣化,通過合適的轉子選材和合理的密封結構設計,可以實現諸多蒸汽介質(例如甲醇、水蒸汽等)的壓縮,制造加工成本也比離心機低,是最理想的MVR水蒸汽壓縮機結構型式。
    壓縮機與制冷技術研究中心擁有成熟的水蒸汽螺桿壓縮機技術,產品可應用領域包括:牛奶、葡萄糖、有機酸、VC、木糖、制藥、化工、生物工程、環保工程、廢液回收、造紙、制鹽等行業的蒸發濃縮、蒸發結晶、低溫蒸發等。

    此外,水蒸汽雙螺桿機械還可廣泛應用于水蒸汽超高溫熱泵、水蒸汽余壓發電等技術領域。

3. 壓縮機減振及降噪技術開發
   壓縮機的噪聲按產生機理可以分為機械性噪聲和流體動力性噪聲,均可作為聲源激勵,引起周圍空氣密度的周期性變化,從而產生強烈的噪音。同時,這兩種不同性質的噪聲還會相互作用、疊加,除了直接向外界輻射噪聲外,還會激勵壓縮機的機體振動,并通過機腳向其余附屬設備傳遞。壓縮機振動與噪聲的主要控制途徑有:

我中心擁有的壓縮機振動與噪聲控制技術有:

4. 高溫熱泵技術應用及開發
1)余熱回收高溫熱泵(烘干)技術
   合理利用各種余熱回收技術來產生高品位的熱量以滿足工業生產用熱的需求已經成為現在各國廣泛研究與應用的一項新技術領域,余熱回收技術的核心是能量的轉移,目前采用的方式有很多種,最有效的方式便是熱泵裝置。熱泵是以消耗一定的高質能(機械能、電能、熱能)為代價,通過熱力循環,把熱能由低溫物體轉移到高溫物體的能量利用系統。高溫水源熱泵是高溫熱泵的一類,它利用各類工業廢水(40℃以上)中的余熱來制取70~98℃的高溫熱水,能夠直接用于供暖、普通工業加熱以及烘干。

2)跨臨界CO2高溫熱泵技術

基于跨臨界CO2循環的高溫熱泵以天然工質CO2作為制冷劑,從空氣中吸收低品位熱量,將其轉換成高溫熱量,利用CO2超臨界狀態下的溫度滑移特性,可以把冷水直接加熱到90℃,相比傳統熱泵的55℃出水溫度,應用領域更寬廣,能夠勝任供暖、烘干工藝等工商業生產要求,可替代燃油、燃氣鍋爐等重能耗加熱設備,具有重要的節能意義。采用純天然工質CO2作為制冷劑,徹底解決了常規熱泵使用鹵代烴類(氟利昂)制冷劑帶來的臭氧層破壞和溫室效應等問題, 屬于綠色環保型產品。
 
五.代表性論文和專利
代表性論文
[1]邢子文, 螺桿壓縮機----理論、設計及應用,北京: 機械工業出版社, 2000.
[2]Wu HG, Li JF, Xing ZW. Theoretical and experimental research on the working process of screw refrigeration compressor under superfeed condition. International Journal of Refrigeration, 2007, 30(8): 1329-1335.
[3]邢子文, 吳華根等,螺桿壓縮機設計理論與關鍵技術的研究和開發,西安交通大學學報, 2007, 41 (7): 755-763: 810.
[4]Feng Cao, Tieyu Gao, Ziwen Xing. Study of the screw rotor with different stocks and leads for twin screw multiphase pump. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 2009, Vol.223(11): 2637-2644(SCI: 530HX)
[5]Chen Wenqing, Xing Ziwen, Tang Hao, Wu Huagen. Theoretical and experimental investigation on the performance of screw refrigeration compressor under part-load conditions. International Journal of Refrigeration, 34(4), pp 1141-1150, 2011 (SCI: 776YF; EI: 20112013985901).
[6]陳文卿, 邢子文, 唐昊, 吳華根. 部分負荷下螺桿制冷壓縮機幾何特性研究. 西安交通大學學報, 45(04), pp 126-132, 2011 (EI: 20112214017394).
[7]Chen Wenqing, Shen Jiubing, He Zhilong, Xing Ziwen. Thermal modelling for the motor in semi-hermetic screw refrigeration compressor under part-load conditions. International Compressor Engineering Conference at Purdue, West Lafayette, USA, July 16-19, 2012, Conference presentation.
[8]He Zhilong, Shen Jiubing, Chen Wenqing, Xing Ziwen. Design and performance evaluation of a twin screw water vapor compressor. International Compressor Engineering Conference at Purdue, West Lafayette, USA, July 16-19, 2012, Conference presentation.
[9]陳文卿, 馬元, 彭學院, 吳華根, 邢子文.制冷壓縮機基礎理論研究與關鍵技術開發.制冷學報.31(04), pp 14-21, 2010.
[10] 陳文卿, 趙亮, 吳華根, 邢子文.螺桿式制冷壓縮機部分負荷工作過程數值模擬.2010年國際制冷技術交流會論文集, 80-85頁, 中國廣東珠海, 2010.08.06-07, 大會報告.
[11] 陳文卿, 沈九兵, 吳華根, 邢子文.部分負荷下螺桿壓縮機電機內流動與換熱研究.2011中國制冷學會學術年會, 南京, 2011.10.23-26, 大會報告.
[12] 陳文卿, 沈九兵, 邢子文. 國內螺桿式制冷壓縮機行業現狀與發展趨勢. 制冷與空調, 12(02), pp 90-94, 2012.
[13] Tang Hao, Chen Wenqing, Wu Huagen, Xing Ziwen. Design of an ORC experimental facility with twin screw expander. The 6th Asian Conference on Refrigeration and Air Conditioning, Xi'an, China, August 26-28, 2012, Conference presentation.
[14] Wu X, Xing Z, He Z, et al. Effects of Lubricating Oil on the Performance of a Semi-hermetic Twin Screw Refrigeration Compressor[J]. Applied Thermal Engineering, 2016, 112:340-351.
[15] 武曉昆,陳文卿,周明龍,楊僑明,邢子文.雙螺桿制冷壓縮機氣流脈動衰減器的研究與開發[J].西安交通大學學報,2017,51(04):23-29.
[16] Wu X, Xing Z, Chen W, et al. Performance investigation of a pressure pulsation dampener applied in the discharge chamber of a twin screw refrigeration compressor[J]. International Journal of Refrigeration, 2018.
[17] Hu F, Zhang Z, Chen W, et al. Experimental investigation on the performance of a twin-screw expander used in an ORC system[C]// 2017:210-215.
[18] Wu X, Xing Z, He Z, et al. Performance evaluation of a capacity-regulated high temperature heat pump for waste heat recovery in dyeing industry[J]. Applied Thermal Engineering, 2016, 93:1193-1201.
六、主要知識產權
[1]一種自由活塞式膨脹-壓縮機組,彭學院,張波,郭蓓,李敏,邢子文,束鵬程(200410073276.9)
[2]一種壓縮-膨脹機的實現方法,邢子文,楊炳春,郭蓓,何志龍( 200510042701.2)
[3]一種燃料電池汽車用螺桿壓縮-膨脹機組,邢子文,李建風,楊炳春,束鵬程( 200510041994.2)
[4]一種螺桿壓縮機轉子型線設計方法,邢子文,吳華根,曹峰,束鵬程( 200510096391.2)
[5]一種用于高壓系統的雙螺桿壓縮機,邢子文,李建風,吳華根,束鵬程(200510022703.5)
[6]一種雙螺桿混輸泵,邢子文,李建風,吳華根,曹峰(200610043136.6)
[7]一種雙螺桿混輸泵齒型,邢子文,李建風,曹峰,吳華根(20061 0043135.1)
[8]一種跨臨界二氧化碳制冷循環用往復活塞壓縮機,邢子文,馬元,何志龍,彭學院(200610105259.8)
[9]一種帶有渦流管的高溫熱泵系統,曹峰,王凱,邢子文,束鵬程( 200710018736.1)
[10]一種采用虹吸方式回油的熱泵用氣液分離器,曹峰,王凱,邢子文,束鵬程(200710147471.5)
[11]一種雙作用自由活塞式膨脹-壓縮機組,劉博想,彭學院,何志龍,刁安娜,邢子文,束鵬程(200710188422.6)
[12]一種用于跨臨界二氧化碳制冷循環系統的滑片膨脹機的結構,彭學院,楊炳春,刁安娜,孫少毅,邢子文,郭蓓(200710018995.4)
[13]一種基于壓力-溫度的二氧化碳熱泵的控制方法,曹峰,柴抗抗,王守國,邢子文(200810017334.4)
[14]一種螺桿壓縮機組合式能量調節機構,邢子文,陳文卿,邱建偉,趙亮(200910219035.3)
[15] 用于水下作業的半封閉式雙螺桿油氣混輸泵,曹峰,李松山,李祁光,邢子文,束鵬程(200910218544.4)
[16]一種雙螺桿混輸泵齒型,曹峰,李松山,邢子文,束鵬程,(200910023138.2)
[17]一種用于渦旋壓縮機的平面十字滑環,吳華根,李星星,宋晶,齊井文,唐昊,邢子文(201110028556.8)
[18] 一種渦旋壓縮機的平面十字聯軸節,吳華根,李星星,宋晶,齊井文,陳文卿,邢子文(201110028539.4)
[19]一種螺桿壓縮機轉子,邢子文,呂志輝,曾憲龍,何志龍 (201120376945.5)
[20]一種階梯形梳齒密封,李星星,陳文卿,何志龍,邢子文(CN201310388349.2)
[21]一種雙螺桿壓縮機滑動軸承,邢子文,楊永才,李星星,趙兆瑞(201410119916.9)
[22]一種針對雙螺桿壓縮機的軸向力自動調節裝置及調節方法,邢子文,鐘檢長,侯峰,唐昊,楊永才(201410131791.1)
[23]一種水潤滑滑動軸承,李星星,張凱,陳文卿, 邢子文(201410222048.7)
[24] 油分桶、螺桿壓縮機及空調機組,陳文卿,張天翼,李日華,劉華,楊僑明,林淑汝,畢雨時,彭延海,許康,邢子文(201510452264.5)
[25]一種螺桿壓縮機及其機體,楊僑明,李日華,張天翼,劉華,畢雨時,彭延海,林淑汝,許康,馬斌,孟強軍,趙兆瑞,陳文卿,邢子文(201510585999.5)
[26]一種螺桿壓縮機及其排氣軸承座,楊僑明;張天翼;李日華;陳文卿;趙兆瑞;武曉昆;王磊;邢子文(201610059724.2)
[27]一種高壓螺桿壓縮機排氣端滑動軸承的回油/水結構,王闖,邢子文,田雅芬,盧家倫,陳文卿(201610243057.3)
[28]一種壓縮機有源主動消聲降噪系統,周明龍,陳文卿,李星星,邢子文,何志龍(201610343435.5)
[29]雙螺桿壓縮機轉子制備方法,李星星,陳文卿,邢子文(201610374764.6)
[30]一種雙螺桿壓縮機轉子軸封結構,李星星,陳文卿,田雅芬,王闖,邢子文 (201610438227.3)
[31]一種水潤滑螺桿壓縮機軸承結構,陳文卿 ,王闖,楊僑明,李星星,邢子文 (201720363162.0)
[32]一種變頻螺桿壓縮機氣流脈動衰減器,周明龍 ,陳文卿 ,邢子文 ,何志龍 (201720715356.2)

 
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