110 冷热概要-冷热管理

110 冷热概要-冷热管理

       冷热管理即温度管理，也称冷管理、热管理、能量管理、能源管理等。

       冷热管理的重要性可通过几个实例来看一下。

       人体需要维护在一定温度才能保持健康，因此，夏天穿轻松透气的衣服，冬季厚实保暖的衣服，即是一种基本的冷热管理。

       机电设备工作过程中均会发热，如果不对热进行管理，会导致部件超温损坏，如热力发电中大型发电机的冷却、电脑机箱中芯片的冷却等。因机电设备热管理涉及多学科知识且直接关系到设备运行的可靠性，因此，各类机电设备的热设计已成为机电设备设计的重要内容。

       军工装备工作时，都会向环境排热，排热处理不当时，易于被对方红外探测到。如何减少装备的排热风险，甚至如何将排热回收利用进而减少装备能耗，也是热管理的重要课题。

       冷库存放物品时，库内温度波动较大时对库内物品的影响很大；冷冻库内温度波动大时，会使物品内出现反复微冻融，导致物品组织发生变化、产生大冰粒等；冷藏库内温度波动大时，会使物品表面出现结露，易使杂菌繁殖，导致物品霉烂等。

       冷热管理的课题方向很多，例如，如何达到并维持适宜的温度、如何保证较小的温度波动、如何实现温度的空间均匀性、如何控制加热或冷却速度、如何优化加热或冷却方式、如何确定温度随时间变化规律实现物料的多目标最优化？上述方面各举一个例子说明。

       低温超导在磁悬浮、超大容量能量存贮、新型电子设备中均很重要，对特定材料，如何达到并维持其超导温度，需基于冷热管理进行综合设计。

       科学研究和精密机电装备制造中，稳定的温度环境是基础；如果一套温度波动1℃的空调价值1万元，则同样制冷量而温度波动0.1℃的空调可能价值10万元以上，其中主要的技术核心是温度管理。

       微波加热是一种先进的加热方式，可实现物料的三维加热，但由于物料内部组织的不均匀性，微波加热时物料内部对微波的吸收和升温也存在不均匀性，对某些物料，较大的温度不均匀性会带来不利影响，如何实现微波加热时物料温度的空间均匀化，这也研究者正在探究解决的一个重要课题。

       冷却或加热速度不同，物料内组织会显著不同，从而其性能也显著不同。如某液态金属冷却时，冷却速度越快，越有利于形成良好的组织和成分分布，其综合性能越优异；食品（如饺子等）冷冻速度较快时，其中的水分固化时形成的冰晶越细，从而在加热食用时可维持较好的质构和口味。

       生地瓜可以通过不同的加热方式使其中的淀粉变性成为熟地瓜，但不同加热方式制备的熟地瓜的风味则显著不同；如蒸地瓜的细甜和烤地瓜的软香。

       用热风干燥衣物时，有干燥过程快、衣物干燥均匀、干燥过程对衣物无损伤、干燥过程能耗低等多方面要求，实现上述目标的重要措施即是根据衣物干燥进程适时调节热风温度等参数，即衣物干燥的温度管理。

       冷热管理还有许多其他类型的重要课题，总体而言，冷热管理通常涉及机、电、生、化、测控、冷热制取及传导等多学科技术，基于装置或物料的精细冷热分析与管理，不但可以获得高品质的高端机电产品，还可以开发出众多新的加工工艺和丰富多彩的生化产品。

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