高温超导 (HTS) 带可以通过非常细的导线传输非常大的电流,而且没有电阻。这意味着 HTS 带可以缠绕成不产生热量的轻质高场电磁铁。因此,HTS 电磁铁在太空领域非常有用,因为太空领域对尺寸和重量有极大的限制,而且很难通过辐射方式消散传统铜电磁铁产生的热量。因此,HTS 被认为是一种小型化技术,能够在小型卫星上产生高磁场,用于电力推进、辐射屏蔽、姿态控制和感应储能等应用。HTS 设备需要在低温下运行,通常在 77 K 或以下。使用电制冷机可以在太空中保持这些低温。制冷机的性质及其与 HTS 电磁铁的集成方式对 SWaP(尺寸、重量和功率)要求有重大影响。本文介绍了旨在集成到立方体卫星中的 HTS 电磁铁设计的建模和初步物理测试。这项工作采用数值建模和实验相结合的方法,研究了单个微型低温冷却器是否可以将 HTS 电磁铁冷却到临界温度以下。使用 Sunpower CryoTel MT 低温冷却器,重量仅为 2.1 千克,长度和直径分别仅为 243 毫米和 73 毫米,仅使用 40 W 的输入功率即可获得低于 75 K 的电磁铁温度,同时保持 40 °C 的热端温度。这表明 HTS 电磁铁可以使用微型单级低温冷却器在小型卫星上运行。
与典型的冷水机不同,通用空气产品公司的冷水机专为工业而设计。通用冷水机在工业制冷市场拥有 20 多年的经验,全球安装了数十万台制冷机,可完美满足各种行业的需求。这要归功于: - 宽泛的操作限制,包括进水和出水温度。- 防风雨结构,温度限制高,可在所有条件下运行。- 广泛的配件系列,可根据所有单独的应用对设备进行个性化设置。- 完全封装且易于使用的解决方案,带有集成泵和水箱。
自 1995 年以来,高通一直维护和运营其“P”热电联产厂。“P”热电联产厂为占地超过 200 万平方英尺的园区提供支持,其中包括高通公司总部、演讲厅、自助餐厅、医疗中心、工程和研究办公室、实验室、数据中心、网络运营中心、卫星通信枢纽、原型制造和三个停车场。1995 年,高通安装了 2.4 兆瓦 (MW) 燃气轮机热电联产系统,由三台 800 千瓦 (kW) Solar Turbine Saturn 发电机组成。800 kW 涡轮机使用天然气,但如果天然气供应中断,可以切换到使用喷气燃料。涡轮机产生的废热被送往热回收装置,产生热水,用于为吸收式制冷机供电。基于对原有燃气轮机系统的积极体验,高通公司在 2005 年启动园区扩建时增加了对热电联产的依赖。作为扩建的一部分,高通公司增加了一台 4.5 MW Solar Mercury 50 燃气轮机和一台 Broad 1,400 吨吸收式制冷机,后者由涡轮机废气直接驱动,以帮助满足不断增长的场地电力和冷却需求。“P”园区热电联产厂每年可节省 500,000 美元的运营成本。通过为设施提供热水的热回收装置,每年还可节省 100,000 美元。现场发电每年还可减少超过 1400 万千瓦时 (kWh) 的公用电力需求,从而节省 122,000 美元。热电联产系统每年可节省高达 775,000 美元。
中电电力与华懋集团签署协议,启动香港首个零碳制冷机系统项目 中电电力与华懋集团(“华懋”)签署了建设-拥有-运营-移交 (BOOT) 协议,建设香港首个零碳制冷机系统。如心广场的全新水冷式空调系统将提高能源效率,并大幅减少该综合大楼的碳排放。如心广场是新界最高的建筑,占地 180,000 平方米,包括香港最大的酒店之一、办公空间、购物中心和木化石花园如心公园。根据这份为期 20 年的协议,中电电力将提供资金、设计和工程工作,将现有空调改造成节能的水冷式系统。中电电力工程师将驻扎在现场,全天候操作和维护该系统,为整个综合大楼提供无缝空调服务。华懋集团将在整个合同期内每月向中电电力支付服务费。新建制冷机组最高容量达9,300冷冻吨,由人工智能智能管理系统PlantPRO控制,利用机器学习技术收集和分析数据,进行实时监控及调整,为如心广场提供最节能的空调系统。机组连同PlantPRO系统将比现有系统减少超过五成用电量,相当于每年减少7,000吨碳排放。根据协议,如心广场制冷机组所消耗的电力将与中电控股可再生能源项目所签发的同等金额绿色电力证书相匹配,使其成为香港首个零碳制冷机组系统。此举符合华懋集团的CCG 3050+路线图,该路线图旨在到2030年将碳排放量以2020年为基准年减少不少于51.8%。
SSPL 从研发走向生产的梦想已经结出硕果,其产品系列完全由其自主开发。GaN MMIC、高功率激光二极管、与红外探测相关的关键子技术以及基于 MEMS、声发射和 SAW 设备的传感器是 SSPL 的旗舰开发领域。这些技术领域的产品包括功率放大器、低噪声放大器、芯片形式的 SPDT 开关、SiC 单晶晶片、单发射器光纤耦合激光二极管、斯特林制冷机、红外敏感材料、MEMS g 开关、e-Nasika CWA 探测器和用于爆炸物检测的基于 CNT 的 n-Nose。SSPL 开发的多项技术和产品已被 DRDO 实验室和太空应用所接受和使用。
完整的实验装置如图 S1 所示。超导量子比特遵循文献 [1] 中描述的“3D transmon”设计。单个铝制约瑟夫森结与蓝宝石衬底上的两个 0.4 x 1 毫米天线相连,嵌入空的铝块腔中,固定在稀释制冷机的 20 mK 基温下。transmon 芯片采用电子束光刻、双角蒸发和氧化工艺制成隧道结。光谱测量得出量子比特频率 ν q = 5 . 19 GHz,与下一个跃迁相差非谐性 α/ 2 π = 160 MHz。测得的弛豫时间为 T 1 = 16 µ s,拉姆齐时间为 T 2 = 10 . 5 µ s。读出和驱动脉冲由微波发生器产生的两个连续微波音调的单边带调制产生,微波发生器分别设置在 ν c 0 + 62 . 5 MHz 和 ν q + 62 . 5 MHz,其中 ν c 0 = 7 . 74 GHz 是高功率下的腔体频率(图 S3.a)。调制是通过将这些连续波与 62.5 MHz 的脉冲正弦信号混合来完成的,后者由 4 通道泰克任意波形发生器的两个不同通道合成。所有源均由原子钟同步。两个脉冲合并并通过输入线发送到腔体的弱耦合输入端口,输入线在稀释制冷机的各个阶段用低温衰减器进行滤波和衰减,确保进入设备的热激发可以忽略不计。在静止阶段 (850 mK) 使用商用 (来自 K&L) 低通净化滤波器,截止频率为 12 GHz,而在基准温度下插入自制低通滤波器,该滤波器由封闭在装有 Eccosorb 的红外密封盒中的微带线组成。请注意,图 S1 中表示为“反射探针”的类似线已用于现场估计腔体输入和输出耦合率 Γ a,b = γ a,b
2020 年 12 月 10 日,经过 45 天的评论期,加州空气资源委员会 (CARB) 举行了一场公开听证会,以考虑对《禁止在固定式制冷机、冷却器、气雾剂推进剂和泡沫最终用途中使用某些氢氟碳化物的规定》(以下简称“拟议修正案”)进行修订,如工作人员报告和相关的公开听证会通知(45 天通知)中所述。法规要求包含在《加州法规》第 17 篇第 3 部分第 1 章第 10 节第 4 条第 5 款第 95371-95379 节中。在公开听证会上,CARB 工作人员介绍了拟议修正案以及对法规文本的其他建议修改,以解决工作人员报告发布后收到的关于需要更改某些空调 (AC) 设备生效日期的评论。
摘要:壳管式潜热储能装置采用相变材料在几乎恒定的温度下储存和释放热量,具有高传热效率以及高充电/放电功率。尽管许多研究已经通过模拟和实验研究调查了材料配方、传热,但专门针对储能装置设计方法的研究却非常有限。本研究提出了一种综合方法,包括使用多属性决策和多目标决策工具进行材料评估、epsilon-NTU 方法以及使用遗传算法进行成本最小化。该方法通过一系列实验结果得到验证,并应用于太阳能吸收式制冷机应用的储能装置的优化。据报道,单位成本低至 8396 美元/单位,功率为 1.42 千瓦。该方法被证明是一种高效、可靠且系统的工具,可在进行计算流体动力学或详细实验研究之前完成壳管式 LHTES 的初步设计。
我们描述了用于存储和冷却原子氢 (H) 的大型磁阱的设计和性能。该阱在 1.5 K 温度下的稀释制冷机的真空空间中运行。为了获得较大的阱体积,我们实施了八极子配置的线性电流 (Ioffe 条) 用于径向约束,并结合两个轴向箍缩线圈和一个 3 T 螺线管用于低温 H 解离器。八极子磁体由八个轨道段组成,它们通过磁力相互压缩。这提供了一个机械稳定且坚固的结构,每个段都可以更换或修理。最大阱深度达到了 0.54 K (0.8 T),相当于 50 mK 下氢气的有效体积为 0.5 升。这比以往用于捕获原子的体积要大一个数量级。
过去几十年来,采用蒸汽压缩的传统制冷已广泛应用于大型工业系统,由于尺寸小的限制,在微电子冷却领域的应用很少。本研究提出了一种高效的机械制冷系统,用于主动冷却大功率微电子系统中印刷电路板上的电子元件。所提出的系统包括几个微型组件——压缩机、蒸发器、冷凝器——作为制冷系统的一部分,旨在适应小规模电力电子设备。该系统经过热优化,可达到高 COP(性能系数)。蒸发器/冷凝器单元使用微通道阵列。先前的研究表明,R-134s 制冷剂提供最佳的 COP/可行性比,同时也最适合微电子应用 [1]。本研究建立了使用 R134a 制冷剂的拟议小型蒸汽压缩制冷机的分析模型。制冷系统经过热优化,冷却功率范围为 20 至 100 W,系统 COP 值高达 4.5。在研究的最后一部分,