基于半导体制冷原理的矿井局部降温技术基础研究.pdf

中图分类号 卫2 2 Z 主 学科分类号一垒塑2 5 论文编号 安徽理工大学 硕士学位论文 基于半导体制冷原理的矿井局部降温技术基础研究 作者姓名马瑞蝰 专业名称．．窒全拉苤区王猩 研究方向塞圭随渔堡途区撞盔 导师姓名一．塞挝态教援 导师单位窒邀理王态堂 答辩委员会主席李德成 论文答辩日期2 0 1 3 年0 6 月0 6 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 3 年0 6 月0 6 日 AD i s s e r t a t i o ni nS a f e t yT e c h n o l o g ya n dE n g i n e e r i n g S t u d yo f L o c a lC o o l i n gT e c h n o l o g yo fC o a lM i n eb a s e d o nP r i n c i p l eo fS e m i c o n d u c t o rR e f r i g e r a t i o n C a n d i d a t e S u p e r v i s o r M a R u i f e n g Y u a nS h u j i e S c h o o lo f E n e r g ya n dS a f e t y A n H u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．1 6 8 ，S h u n g e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 0 1 ，P ．R ．C H I N A 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 塞i 狸三太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名 日期丝生年j 月4 日 l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀理王盍堂有保留、使用学位论文 的规定，即研究生在校攻读学位期I 日- J 论文工作的知识产权单位属于 塞微堡王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阋和借阆。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位 论文在解密后适用本授权书 学位论文 导师签名 石p ●1 月 月 ，6 g 年 年 乡 弓 ， √ 如 期 期 日 日 字 字 摘要 摘要 在我国能源结构中煤炭占主要地位，众所周知，煤炭的产量直接影响我国的 经济发展情况，但是我国煤炭大多存储于千米以下，丌采困难，面临严重的地质 灾害。即高地温、高地压、高瓦斯。 高地温主要体现在暴露围岩的温度升高，矿井井下空气温度升高。这些问题 严重影响煤矿企业的安全、高效的开采，成为制约我国煤矿发展的关键因素之一。 目前，煤矿对于井下高温的治理方法主要是改变通风方式、物理降温、减少工作 时间、化学降温、隔离热源、空调降温等。其中机械降温效果最为明显，矿井机 械降温主要是应用制冷剂制冷的原理，降低矿井井下空气的温度。 但是，空调降温还存在一些问题。如占地面积大，严重影响采煤或掘进工作 面的通风；噪音较大；采用制冷剂的压缩特性产生冷源，一旦制冷剂泄露，对采 煤或掘进工作面造成严重污染制冷效果相对煤矿企业的要求还有一定的差距。 局部降温系统没有达到煤炭企业的要求的主要原因是制冷设备达不到要求。 因此本论文将进行新型矿井降温技术的研究，以满足煤矿企业对降温的要求。本 论文研究的技术原理为半导体制冷原理，因为半导体制冷有着独到的优势，如制 冷设备很小、制冷快、噪音小、能耗少等。 本论文通过半导体制冷设备的可行性研究、实验对象的模拟、实验室的验证 和现场应用设想四部分构成。制冷设备的可行性研究主要包括半导体制冷设备的 设计和理论计算设备的制冷效率。实验对象的模拟主要是理论计算工作面的需冷 量大小，与半导体制冷设备的制冷量比较，确定半导体制冷技术的可行性。最后 通过实验室试验，确定半导体制冷技术中的半导体制冷设备的型号和技术参数。 论文第四部分主要是此技术应用于煤矿中的设想和应用前景。 半导体制冷技术在煤矿中的应用需要大量的试验和技术投入，本论文主要是 半导体制冷技术应用于煤矿的基础理论研究，为以后的半导体制冷技术在煤矿中 的应用提供技术支持。 图[ 4 0 ] 表[ 2 0 ] 参[ 5 8 ] 关键词煤矿安全，降温技术，降温设备 中文分类号T D 7 2 7 ．5 摘要 A b s t r a c t O c c u p i e dt h em a i np o s i t i o n c o a l i no u r e n e r g y 矗 a n l e w o r k ．i ti sw e l lk n o w n t h a tt h eo u t p u to fc o a ld i r e c t l ya f f e c tC h i n a se c o n o m i cd e v e l o p m e n ts i t u a t i o n , b u ti n C h i n am o s to fc o a ls t o r e di nk md o w n , d r i l l i n gd i f f i c u l t i e s ，f a c i n gs e r i o u sg e o l o g i c a l d i s a s t e r s ．N a m e l y , h i g ht e m p e r a t u r e ，h i g hp r e s s u r e ，g a s ． H i 曲g r o u n dt e m p e r a t u r ei sm a i n l ym a n i f e s t e di nt h ee x p o s e ds u r r o u n d i n gr o c k t e m p e r a t u r e ，a i rt e m p e r a t u r ei nm i l l e ．T h e s ep r o b l e m ss e r i o u s l ya f f e c tt h es a f ea n d e f f i c i e n tm i n i n go fc o a le n t e r p r i s e ，b e c o m eo n eo ft h ek e yf a c t o r sw h i c hr e s t r i c tt h e d e v e l o p m e n to f t b ec o a lm i l l ei nO u rc o u n t r y ．A tp r e s e n t , c o a lf o rh i 曲g r o u n d t e m p e r a t u r ec o n t r o lt e c h n o l o g yi sm a i n l yc h a n g et h ew a y o fv e n t i l a t i o n , t h ep h y s i c a l c o o l i n g , r e d u c et h ew o r kt i m e ，i s o l a t et h es o u r c eo f h e a t ，m e c h a n i c a l ，c h e m i c a l c o o l i n gc o o l i n g ，e t c ．I n c l u d i n gm e c h a n i c a lc o o l i n ge f f e c ti sm o s to b v i o u s ，m i n e m a c h i n e r yc o o l i n gi sm a i n l ya p p l i c a t i o no fr e f r i g e r a n tr e f r i g e r a t i o np r i n c i p l e ，r e d u c e t h ea i rt e m p e r a t u r ei nm i n e ． M e c h a n i c a lc o o l i n g ，h o w e v e r ，t h e r ea ．r es t i l ls o m ep r o b l e m s ．S u c ha sc o v e r sa n a r e ao fb i g ，s e r i o u s l ya f f e c tt h em i n i n ga n de x c a v a t i n gw o r kf a c ev e n t i l a t i o n ；N o i s ei s l a r g e r ；O n c ea d o p t e dr e f r i g e r a n t sa sm e d i u m ，r e f r i g e r a n tl e a k , c a u s i n gs e r i o u s p o l l u t i o no fm i n i n ga n dt u n n e l i n gf a c e s ；R e f r i g e r a t i o ne f f e c tr e l a t i v et ot h eg a p b e t w e e nr e q u i r e m e n t so fc o a lm i n i n ge n t e r p r i s e st oac e r t a i ne x t e n t ． L o c a lc o o l i n gs y s t e md o e sn o tm e e tt h er e q u i r e m e n t so f c o a le n t e r p r i s ei st h e m a i nr e a s o no f t h er e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n tc a nn o tm e e tt h er e q u i r e m e n t s ．S ot h i s t h e s i sw i l lc o n d u c tan e wm i n ec o o l i n gt e c h n o l o g yr e s e a r c h , i no r d e rt om e e tt h e r e q u i r e m e n t so fc o a lm i n i n ge n t e r p r i s e sf o rc o o l i n g ．T e c h n i c a lp r i n c i p l eo f s e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o np r i n c i p l ea r es t u d i e di nt h i sp a p e r ，b e c a u s et h e s e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o nh a su n i q u ea d v a n t a g e s ，s u c ha sr e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n ti s s m a l l ，f a s tr e f r i g e r a t i o n ，l o wn o i s e ，l e s se n e r g yc o n s u m p t i O na n dc o o l i n g ，e t c ． I nt h i sp a p e r , t h r o u g ht h ef e a s i b i l i t ys t u d y , t h es u b j e c t so fs e m i c o n d u c t o r r e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n ts i m u l a t i o na n dv a l i d a t i o no fl a b o r a t o r ya n df i e l da p p l i c a t i o n o ff o u rp a r t s ．R e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n t ，t h ef e a s i b i l i t yo f t h e o r yr e s e a r c hm a i n l y i n c l u d et h ed e s i g no ft h es e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n ta n dr e f r i g e r a t i o n e f f i c i e n c yo fc o m p u t i n gd e v i c e s ．S u b j e c t ss i m u l a t i o ni sm a i n l yt h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o n o f t h ew o r k i n gf a c ec o l dq u a n t i t ys i z e ，c o m p a r e d 嘶mt h er e f r i g e r a t i n gc a p a c i t yo f t h e s e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n t ，d e t e r m i n et h ef e a s i b i l i t yo f t h es e m i c o n d u c t o r r e f r i g e r a t i o nt e c h n o l o g y ．F i n a l l yt h r o u g hl a b o r a t o r yt e s t ，d e t e r m i n et h es e m i c o n d u c t o r 1 I I 安徽理工火学硕士学位论文 r e f r i g e r a t i o nt e c h n o l o g yo fs e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o ne q m p m e mt y p ea n dt e c h n i c a l p a r a m e t e r s ．T h e s i si nt h ef o u r t hp a r ti sm a i n l yt h et e c h n o l o g ya p p l i e di nc o a lm i l l e i d e aa n da p p l i c a t i o np r o s p e c t ． S e m i c o n d u c t o r r e f r i g e r a t i o nt e c h n o l o g ya p p l i c a t i o ni nc o a lm i n e sr e q u i r e sal o to f t e s t i n ga n dt e c h n o l o g y , t h i st h e s i sm a i n l yi st h eb a s i ct h e o r yo fs e m i c o n d u c t o r r e f r i g e r a t i o nt e c h n o l o g yu s e di nc o a lm i n i n gr e s e a r c h , f o rt h ef o l l o w i n gt h e a p p l i c a t i o no fs e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o nt e c h n o l o g yi nc o a lm i l l et op r o v i d e t e c h n i c a ls u p p o r t ． F i g [ 4 0 】T a b l e 【2 0 】R e f e r e n c e [ 5 8 ] K e yw o r d s c o a lm i n es a f e t y , c o o l i n g ，c o o l i n ge q u i p m e n t C h i n e s ee l a s s i f i c a t i o nn u m b e r T D 7 2 7 ．5 I V 目录 目录 C o n t e n t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．．．⋯．⋯．．⋯．⋯．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．⋯．⋯．．⋯．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．．、- f I 】[ 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。l 1 ．1 煤矿地温概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一l 1 ．1 ．1 煤矿地温的危害⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l 1 ．1 ．2 煤矿热源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．1 - 3 煤矿地温的防治⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 1 ．2 制冷技术现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 1 ．2 ．1 制冷剂制冷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．2 ．2 磁制冷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 ．2 ．3 物相变化制冷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．2 ．4 半导体制冷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 1 ．3 研究思路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 1 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 l 2 半导体制冷可行性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 3 2 ．1 半导体制冷材料选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．1 ．1 半导体制冷材料概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～1 3 2 ．1 ．2 半导体制冷材料选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 4 2 ．1 ．3 实验半导体制冷元件概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一l5 2 ．2 实验对象的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 2 ．2 ．1 实验对象确定原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 2 ．2 ．2 假定实验对象概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯j ⋯1 8 2 ．2 ．3 实验对象的理论计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 2 ．2 ．4 研究对象冷量的数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 2 ．3 实验原型机的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 2 ．3 ．1 实验原型机设计原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 2 ．3 ．2 制冷元件的布置方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯。2 5 2 ．3 ．3 散热片形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 2 ．3 ．4 实验设备的外壳设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 2 ．3 ．5 电气部分设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 2 ．3 ．6 实验设备的理论验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 2 ．4 半导体制冷设备可行性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 2 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 V 安徽理工大学硕士学位论文 3 半导体制冷实验室研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 8 3 ．1 半导体制冷实验系统安装和材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 3 ．1 ．1 半导体制冷系统的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 3 ．1 ．2 半导体制冷系统所需材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 3 3 ．2 半导体制冷系统实验方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 3 ．2 ．1 实验目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 3 ．2 ．2 实验设备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 3 ．2 ．3 实验过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 3 ．3 半导体制冷实验结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 6 3 ．3 ．1 ．半导体制冷系统测试系统的组装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 3 ．3 ．2 半导体制冷设备测试和分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～4 7 3 ．3 ．3 ．半导体制冷系统存在的问题和改进方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 3 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 4 半导体制冷现场应用效果预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～5 9 4 ．1 井下环境对制冷系统及制冷效果的影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 9 4 ．2 井下应用前景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 4 4 ．2 ．1 掘进头应用前景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 4 4 ．2 ．2 采煤工作面应用前景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 5 4 ．2 ．3 制冷设备的应用前景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 7 4 ．3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 0 5 结论及展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 l 5 ．1 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 5 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 附件1 矿井制冷系统调查问卷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 7 附件2 半导体制冷系统概念图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 8 附件3 半导体制冷设备专利证书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 9 致{ 射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 0 作者简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 V I C o n t e n t s C o n t e n t s C o n t e n t s ．．．．⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯．．．．．．⋯．．．．．⋯．⋯．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1C o a lm i l l eg r o u n dt e m p e r a t u r ep r o f i l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 1 ．1 ．1H a r mo f c o a lm i n i n gg e o t h e r m a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．1 ．2M i n eg e o t h e r m a ls o u r c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 1 ．1 ．3C o a lm i n eg r o u n dt e m p e r a t u r ec o n t r 0 1 ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．．⋯．⋯．⋯⋯．2 1 ．2C o o l i n gt e c h n o l o g ys t a t u s ．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．．．．．．⋯⋯．⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．2 ．1R e f r i g e r a n tr e f r i g e r a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯- ⋯- - ．- ⋯⋯⋯⋯4 1 ．2 ．2M a g n e t i cr e f i - i g e r a t i o na n d ⋯．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯．．．⋯．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 ．2 ．3P h a s ec h a n g ec o o l i n g ⋯⋯．⋯．．．．⋯．⋯．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯⋯⋯．．8 1 ．2 ．4S e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯．．．．⋯9 1 ．3T h es t e po f s t u d y 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6 2 ．5S u m m a r yo f t h i sc h a p t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．．．．．⋯．⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯3 7 V I I 安徽理工大学硕士学位论文 3S e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o nl a b o r a t o r yr e s e a r c h ⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．．．⋯⋯．．⋯．．．⋯⋯．．．．3 8 3 ．1S e m i c o n d u c t o r r e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n ti n s t a l l a t i o na n d m a t e r i a l s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 3 ．1 ．1S e m i c o n d u c t o r r e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n ti n s t a l l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 8 3 ．1 ．2S e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n tm a t e r i a l sn e e d e d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 3 3 ．2S e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o nl a b o r a t o r ye q u i p m e n te x p e r i m e n ts c h e m e ．⋯．⋯．．．4 3 3 ．2 ．1 E e x p e r i m e n t a lp u r p o s e ．．．．．⋯．．．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．⋯．．．．．．4 5 3 ．2 ．2E x p e r i m e n t a le q u i p m e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．。．⋯．⋯一4 5 3 ．2 ．3E x p e r i m e n t a lp r o c e s s ．．。．．．⋯⋯⋯⋯．．．⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯．．．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 3 ．3S e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o ne x p e r i m e n t a lr e s u l t sa n da n a l y s i s ⋯．⋯⋯．．．．．．⋯．⋯．4 6 3 ．3 ．1R e f r i g e r a t i o ns y s t e mt e s ta s s e m b l y ⋯．．⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯。4 6 3 ．3 ．2R a i n f a l ld i s t r i b u t i o no nc o o l i n ge q u i p m e n tt e s t i n ga n da n a l y s i s ．．．．．⋯⋯．．4 7 3 ．3 ．3 ．R e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n tp r o b l e m sa n di m p r o v e m e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 3 ．4S u m m a r yo f t h i sc h a p t e r ⋯．⋯⋯⋯．．⋯．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯．．．．⋯．⋯⋯．．．．．⋯⋯．．5 8 4E f f e c to fs e m i c o n d u c t o rr e f r i g e r a t i o nf i e l dt e s tp r e d i c t i n g ⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯．5 9 4 ．1 D o w n h o l ee n v i r o n m e n t si n f l u e n c eo n t h e r e f r i g e r a t i o ne q u i p m e n t a n d r e f r i g e r a t i o ne f f e c ta n a l y s i s ．．⋯．⋯．⋯．．．．⋯⋯⋯．．．．．．⋯⋯．．⋯．．⋯⋯⋯．⋯．．．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．5 9 4 ．2D o w n h o l ea p p l i c a t i o n se n v i s a g e da n dp r o s p e c t ．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯．．⋯6 4 4 ．2 ．1 I m a g i n ea d v a n c ec o a l f a c ea p p l i c a t i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯