最高温度(精选4篇)
最高温度 篇1
0 引言
很多文献资料显示,从技术角度而言,空气源热泵热水技术只适合5℃以上的气候条件,受压缩机性能和系统效率的限制,采用常规工质提供55℃以上的热水有一定困难[1]。国内的实验研究表明,在大部分气候条件下出水温度一般不超过50℃[2],这也是其推广受限制的原因之一。很多用户希望出水温度能达到70℃,那么就不得不使用辅助电加热,这在一定程度上也违背了节能设计的原则,没有真正发挥热泵本身的特点。本文就热泵热水器的最高出水温度进行了讨论,希望能给广大热泵热水器的生产厂商和设计人员以参考。
1 系统原理及理论循环
对于用户而言,热水温度越高,可以储存的热量就越多,但是对于机组而言,却是不利的,系统原理及理论循环如图图一所示。压缩机排出的高温高压的制冷剂气体在水换热器中冷凝成液体,同时放出大量的冷凝热,冷凝热被水吸收,使得水的温度得以升高,制冷剂在冷凝过程中压力与温度保持不变,并且处于气液两相饱和状态。而冷凝温度主要取决于水温,一般冷凝温度要比水温高5℃左右。对于常规的空调用制冷压缩机来说,其排气压力是有限制的,最高值一般为2.6~3.0kg/cm2。因此冷凝压力和冷凝温度也相应地受到限制,最后的结果是水温受到限制。
2 热泵热水器最高水温制约因素
1.压缩机2.水换热器3.节流装置4.蒸发器5.风机6.循环水泵7.储水箱8.辅助电加热9.冷水进口10.热水出口
过高的水温,会使机组的冷凝压力升高,排气温度升高,不但使机组的能效比下降,还会造成润滑油黏度下降,严重的发生碳化,使机组不能正常工作,还可能损坏压缩机。当然,由于制冷剂性质的不同,压缩机的性能不同,以及换热器设计上的差异,不同的机组所能达到的水温是不一样的,关键是要注意压缩机和管路的承压能力以及润滑油的黏度范围。
从图一可知,水换热器在制冷循环中是冷凝器,冷凝温度决定了水换热器的换热效率和温度。所以,热泵热水器中决定出水温度的关键因素是制冷循环可以达到的冷凝温度。
要提高出水温度,很直观地可以想到提高冷凝温度。但是,从表一可以看到,冷凝温度的高低受到压缩机运行条件的制约,过分提高冷凝温度会带来排气温度过高,排气压力增大,以及系统效率明显下降等问题,特别是冬季,这种问题更为严重。
我们再从另一方面来考虑热泵热水器的最高出水温度的问题。
在热泵热水器中,一般采用逆流式换热器来提高系统的效率,制冷剂与冷却介质进行逆流换热时,两者的温度变化如图二所示。换热过程中制冷剂的温度从压缩机出口温度t2降低至冷凝温度tk,等温相变换热后,再降低到冷凝器出口温度t3。冷却介质的温度从换热器进口温度tw1上升到出口温度tw2。如果冷却介质的流量极大,tw2几乎等于tw1,此时的传热温差最大,但消耗于冷却介质流动的能量也很大,这是很不恰当的。
为了简便起见,忽略过冷度的影响,图二在逆流换热器中的冷凝过程可按照两个换热器串联来计算,如图三所示。
由热平衡可知[4]:
得到:
式(2)中:G———制冷剂的质量流量(kg/s);
tw———冷却介质计算温度(℃);
h2———压缩机出口状态焓值(kJ/kg);
h2'———冷凝压力下饱和蒸汽焓值(kJ/kg);
h3———冷凝压力下饱和液体焓值(kJ/kg);
m———冷凝器水侧的质量流量(kg/s);
cp———水的定压比热(kJ/kg.K)。
从传热角度分析,制冷剂和冷却介质在换热时必须有一定的温差,即tw必须比tk高一定的传热温差。因此,合理确定传热温差是很重要的,其对热泵热水器水温的影响是不可忽略的。
由传热温差△t=tk-tw,可得:
经整理后,可以得到热泵热水器的最高出水温度必须满足下面的条件:
为直观起见,我们以现有热泵热水器产品常用的工质R22和R417A为例,选取一组典型工况计算如下:额定工况:环境温度20℃;进水温度15℃;不考虑过冷,故取蒸发温度10℃,冷凝温度60℃(热水温度55℃)。通过工质热力性质计算软件,可以得出以下数据,如表一所示。
利用以上得出的式(3),经过进一步计算,出水温度tw2从55℃到65℃变化过程中,出水温度tw2和换热温差△t之间的关系如图四所示。
由图四可以得到以下结论:
(1)不管何种工质,进水温度一定时,随着出水温度的升高,换热温差不断减小;
(2)当换热温差相同时,随着进水温度的提高,出水温度会明显降低。例如对于R22,同样的8℃温差,15℃进水时,最终可达出水温度与30℃进水相比,高出5℃左右;
(3)不同工质出水温度与换热温差之间的关系也是不同的,相同的进水温度和换热温差下,R22的出水温度要比R417A的高,当然其排气温度和排气压力也会相应高很多;
(4)由图中可以进一步看出,一味地提高出水温度是不可能达到的,当水温超过60℃时,换热温差明显很低,即使是对于R22系统,当水温65℃的时候,换热温差也只有6℃左右,而这时候的排气温度和排气压力已经很高了。对于R417A,虽然本身性质决定了其排气压力和排气温度不会太高,但水温如果要突破60℃,即意味着换热温差要小于6℃,这也对换热器的效率和面积提出了更高的要求。
另外,需要说明的是,在工程情况下,为保证换热效率,一般要求换热温差△t≥5℃,即:
所以,换热温差也是影响热泵热水器水温的一个主要因素。经整理可以得到热泵热水器的最高出水温度必须满足下面的条件:
在此计算公式的基础上可以进一步探讨其出水温度的问题。
3 结束语
由以上分析可知,热泵热水器的出水温度受到很多条件的制约,例如制冷剂的物性、热泵系统参数和耐压强度、压缩机的性能、水换热器的换热方式以及换热温差等都决定了热泵热水器的最高出水温度有一定的限值。要提高出水温度,就要从以上这几个因素去考虑。但如何协调这些因素,让热泵热水器的性能达到最佳,也是我们需要进一步讨论的问题。
摘要:本文分析了制约热泵热水器最高出水温度的因素,进一步从理论上探讨了换热温差对出水温度的影响,并通过计算进行验证,其结果可为热泵热水器的设计提供一定的参考。
关键词:热泵热水器,水温,换热温差
参考文献
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最高温度 篇2
知道自己的电脑温度之后,可以参照下面的表格,看看有没有超过这类CPU所允许的最高温度,
注:如果不知道自己的CPU属于什么类型,可以用Everest或CPU-Z之类的软件找到答案。CPU型号和最高温度BRBRAMDAlthon,AlthonOpteron,DuronSempron系列BRAMDAthlon(socket接口)1Ghz以下90CBRAMDAthlon(slot接口)各种频率70CBRAMDAthlonThunderbird1.1Ghz+95CBRAMDAthlonMP1.33Ghz+95CBRAMDAthlonXP1.33Ghz+90CBRAMDAthlonXPT-Bredupto2100+90CBRAMDAthlonXPT-Bredover2100+85CBRAMDAthlonXPBarton85CBRAMDDuron1Ghz以下90CBRAMDDuron1Ghz+90CBRAMDDuronApplebred85CBRAMDOpteron65-71CBRAMDAthlon6470CBRAMDAthlon64(Socket939,1.4volts)65CBRAMDAthlon64FX70CBRAMDAthlon64X271CBRAMDSempron(T-bred/Barton核心)90CBRAMDSempron(Pariscore)70CBRAMDMobileSempron95CBRAMDK6系列BRAMDK6/K6-2/K6-III(除以下之外的所有)70CBRAMDK6-2/K6-III(型号以X结尾的产品)65CBRAMDK6-2+/K6-III+85CBRBRIntelPentiumIII系列BRPentiumIIISlot1500-866Mhz80CBRPentiumIIISlot和socket933Mhz75CBRPentiumIIISlot11Ghz60-70CBRPentiumIIISlot11.13Ghz62CBRBRIntel赛扬系列BRIntelCeleron266-433Mhz85CBRIntelCeleron466-533Mhz70CBRIntelCeleron566-600Mhz(铜矿)90CBRIntelCeleron633-667Mhz82CBRIntelCeleron700-850Mhz80CBRIntelCeleron900Mhz-1.6Ghz69-70CBRIntelCeleron1.7Ghz及以上67-77CBRBRIntelPentiumIIBRIntelPentiumII(第一代Klamath)72-75CBRIntelPentiumII(第二代,266-333Mhz)65CBRIntelPentiumII(350-400Mhz)75CBRIntelPentiumII(450Mhz)70CBRBRIntelPentium4,PentiumM(笔记本用)BRIntelPentium464-78CBRP4在太热的时候会自动降频,没有确定的指标,理论上说它们是永远不会过热的,
最高温度 篇3
酸性硫酸盐光亮镀铜对镀液温度非常敏感,镀液温度对镀液性能和镀层质量的影响很大;就连镀铜光亮剂的性能也与最高允许的温度范围密切相关。实际电镀生产中要求酸性镀铜光亮剂允许温度范围宽,获得光亮铜层的电流密度范围宽,深镀能力好,出光速度快,镀层亮度高,光亮剂消耗量低。由此可见,镀液温度对电镀酸铜极其重要。
MN型光亮硫酸盐镀铜溶液的温度一般在10~40℃[1],虽然为宽温,但也不宜超过35℃[2],因而大多数酸性镀铜光亮剂的使用温度都在25~35℃范围内[3]。长期的工艺试验和生产实践表明,一般酸铜光亮剂在38℃时光亮范围已经变得十分狭窄,而且镀层会发雾,光亮度也明显变差[4]。目前,酸性镀铜溶液的最高允许温度还未见理论分析推导。本工作对此进行了尝试。
1 影响镀液性能的关键因素
铜阳极、铜镀层与镀液中的Cu2+接触时会产生
虽然产生Cu+的反应很微弱,但只要存在少量的Cu+,在光亮硫酸盐镀铜溶液中便镀不出光亮的镀层。当镀液中Cu+浓度高时,Cu+的析出电位比Cu2+的正,Cu+优先析出,此时铜镀层粗糙、有毛刺、不亮;当镀液中Cu+浓度太低时,Cu+的析出电位比Cu2+的负,Cu2+优先析出,镀层有麻点,光亮度差;只有控制Cu+浓度,使Cu+和Cu2+的析出电位相同,保证2种离子能够同步析出,才能使镀层平滑、无毛刺。
因此,控制镀铜液中Cu+的浓度是保证镀液最佳性能的关键。
2 反应平衡常数的计算
对式(1)的平衡常数现有的计算结果有多种,其K值分别为5.0×10-5[5],8.33×10-7(20℃)[6],6.3×10-7[7],5.88×10-7[8],可见,因方法不同,其结果也存在差异。为此,本文从标准电极电位、热力学数据和Cu+,Cu2+的析出电位等方面进行了计算。
2.1 根据标准电极电位数据
由E0=可知:
由于标准电极电位是25℃时的数据,以上得到的平衡常数也是25℃时的数据。
2.2 根据热力学数据
反应(1)的自由能变化:
△G0>0,表明在讨论的标准状态条件下(25℃,1.013×105Pa,各物质的活度为1),该反应不会自发进行,但是可自发进行逆反应(歧化反应)。据介绍,这个逆反应(歧化反应)的速度很快,小于1 s。根据自由能与平衡常数关系式[9]:
将△G0=35.44 k J/mol代入可求得:
综上,文献[5,6,7,8]的平衡常数和自行计算出的2组平衡常数数值都很小,说明在标准状态下反应(1)进行的程度较小,镀液中Cu+浓度很低。
2.3 根据Cu+和Cu2+析出电位
为了使Cu+和Cu2+能够同步析出,必须使两者的析出电位相等,最多相差不超过10 m V。若酸性镀铜溶液中硫酸铜含量为200 g/L左右,CCu2+≈0.8 mol/L,则:
根据式(1)可知,K=CCu+/CCu2+(8)
3 镀铜液允许的温度范围计算
从25℃生成热的数据[9],可以计算出式(1)的反应热:
反应热为正值,说明是吸热反应,升高温度,反应(1)向右进行,平衡常数增大,Cu+浓度增加。当温度变化不大时,将△H看成是常数,电镀生产的温度就在几十摄氏度内变化,此时△H是常数。据平衡常数与温度的关系有[9]:
t1=25℃=298 K,由2.1节计算得到K1=6.00×10-7,设K2=1.30×10-6(即K值上限),则:
t1=298 K下,设K2=2.74×10-7(即K值下限),则:
由以上计算可知,理论上讲,酸性镀铜溶液所允许的温度范围为11.0~40.2℃。镀液温度过高,Cu+增多,会使光亮范围缩小,铜镀层发雾或粗糙,光亮剂分解加快,甚至镀不出光亮镀层。因此,操作温度范围应根据所选用的光亮剂来决定,染料型温度上限较低,MN型允许温度较高。尽管文献[10]披露某光亮剂可在15~45℃范围工作,温度上限高达45℃,但至今未见后续应用推广报道。文献[11]介绍的酸铜配方温度范围高达35~45℃,文献[12]介绍的配方温度高达20~50℃,甚至10~60℃,但事实上由于发生Cu+Cu2+=2Cu+反应,镀液中将生成过多的Cu+,引起镀层粗糙、有毛刺、不亮,镀液将无法正常工作。
4 结语
最高温度 篇4
1 自动观测站与人工观测站差异情况
广西忻城县气象站于2007年7月开始启用自动气象站,按照有关标准,自动观测站与人工观测地面最高温度的差值≤2.0℃,符合质量控制要求。通过近4年的自动站和人工站的观测数据进行对比发现,地面最高温度差值整体偏差较大,分别选取2009年10月22日至31日和2010年5月18日至27日的地面最高温度数据进行对比分析(见表1、表2)。从表1可以看出,2009年10月22日至24日,以及28日至30日都出现连续3d差值超标。从表2可以看出,2010年5月23日至25日连续出现差值超标,特别是24日和25日的差值均≥4.5℃。
2 差异原因分析
2.1 仪器故障
当观测人员在日常的测报值班中发现,人工站与自动站观测的地面最高温度有明显差异时,在确保读数正确的情况下,首先应该对人工站和自动站的仪器进行故障检查,因为当地面最高温度表或地面温度传感器发生故障时,会造成人工站与自动站的地面最高温度测量值出现较大差异,这也是最常见的原因。查找仪器故障时,地面最高温度表可以通过启用备份表进行对比检查,地面温度传感器可以通过泡水法对其进行检测。经过对仪器进行故障检查,就可以排除是否为仪器故障问题。
2.2 仪器的性能不同
表1中的差值超标,经分析发现不是仪器故障或人为误读原因。2009年10月,广西忻城县的天气大多为晴天,天空无云辐射强,由于铂电阻传感器和水银温度表之间性能的差异,在强光直射下,它们的反应灵敏度不同,自动站传感器的温度上升得较快,而人工站温度表的温度则上升得较慢,故造成两者观测数据存在较大的差异问题。
经过检查证实气象站的仪器都是正常的,那为什么会出现差异呢?其实,这跟仪器的性能有很大的关系。地面最高温度表和地面温度传感器的构造和感应材质是不同的,其工作原理也不同。地面温度传感器对温度变化的感应比地面最高温度表敏感一些,地面最高温度表存在一定的滞后性,在高温天气时,这种滞后性更加明显。因此,人工站与自动站观测的地面最高温度出现明显差异往往发生在高温、光照强的天气。
2.3 土壤的性质不同
土壤的性质不同也是造成人工站与自动站观测的地面最高温度存在明显差异的原因之一。从表2中的数据可以看出,广西忻城县2010年5月份的天气复杂多变,一天可能下几场雨,雨后又马上出大太阳,容易造成地温场土壤板结,土壤板结阻碍了土壤热交换,使土壤内空气无法流通,从而影响地温测量的真实数据。由于各气象站所处的地理位置不同,所以土壤的性质也就不一样,有的地方以黏土为主,有的地方以沙土为主。黏土的特点是比较容易结团,尤其在降水过后更易结团;沙土不仅不易结成团,而且疏松度也比较好。在日常工作中,观测员不难发现,黏土易结成团,疏松度不一致,导致土壤热量散热不均匀,而且安装仪器时也不能完全做到密贴土壤。人工站与自动站的仪器分别安装在地温场南北中线的两边,两边的土壤性质有时并非一样,因此土壤的疏松度也不一致,这就会造成人工站与自动站因仪器不够密贴土壤和热量散热不均匀导致观测到的地面最高温度差异明显。沙土的疏松度较好,无论是仪器的安装还是土壤的散热都比黏土要好得多,因此仪器安装在沙土中出现人工站与自动站测得的地面最高温度差异明显的现象较少。总之,不管是黏土还是沙土,首先要尽可能地保证安装测量仪器的地温场的土壤疏松,以减少人工站与自动站测得的地面最高温度产生明显差异。
2.4 仪器安装不正确
2007年7月11日,广西忻城县气象局测得自动站与人工站地面最高温度差值为4.1℃,因为差值较大,当时判断是仪器出了故障,但经过进一步的对比和分析后认为,是由于气象站前一天更换了地面和曲管地温表,对地温场泥土进行全面耙松,造成土壤松紧度不同,仪器安装时未能将仪器感应部分与土壤密贴,从而导致差值较大。有时候人工站与自动站的仪器工作正常,而且地温场的土壤也比较疏松,但还是会出现人工站与自动站测得的地面最高温度差异明显。在日常测报工作中发现,人工站与自动站观测数据存在明显差异还跟仪器的安装有关。《地面气象观测规范》要求:安装地面温度表及地面温度传感器时,仪器的感应部分和表身一半要埋入土里,一半露出地面。埋入土中的感应部分与土壤必须密贴,不可留有空隙。但有时候观测员在疏松完地温场的土壤后重新安装地面温度表和地面温度传感器时就不能完全按照《地面气象观测规范》的要求进行仪器安装,这样在高温天气里,很容易造成人工站与自动站测得的地面最高温度相差大的现象。因此,在安装仪器时一定要按照《地面气象观测规范》的要求进行,确保仪器安装正确。
3 结语
综合以上分析,仪器故障、性能、安装方法及土壤的性质都可能造成人工站与自动站测得的地面最高温度存在明显差异。或许导致人工站与自动站测得的地面最高温度出现明显差异的原因不止这些,这就需要观测员在工作中加强责任心和对异常数据的敏感性,一定要按照《地面气象观测规范》的要求去做好、做细每一项工作,尽最大努力减少差异现象的出现。
参考文献