制冷与人工环境研究组长期从事直线压缩机、空调与热泵、热管理和冷链物流等领域的理论和应用技术研究。研究组组长为田长青研究员，目前在职人员6人，其中研究员1人，副研究员3人，助理研究员2人，在读研究生十余人。

　　本研究组的主要研究方向包括：

　　1. 直线压缩机技术

　　2. 电动汽车热泵技术

　　3. 数据中心自然冷却技术

　　4. 高热流密度热管理技术

　　5. 冷链物流技术

　　近5年来，本研究组在国家自然科学基金、国家科技支撑计划等项目的支持下，在制冷与人工环境领域取得了一系列重要成果。先后获得中国制冷学会青年奖、中国商业联合会科学技术奖、中国轻工业联合学科学技术进步奖、北京市科学技术奖等奖项。在Applied Energy、International Journal of Refrigeration、Renewable & Sustainable Energy Reviews等国内外著名期刊发表论文60余篇，申请发明专利20余项。

　　研究组各研究方向的主要研究成果如下:

　　1. 电冰箱用直线压缩机及其控制技术

　　在直线压缩机机电耦合理论模型研究的基础上开发了直线压缩机产品样机，样机在冰箱国标工况下制冷COP达1.90以上；通过直线压缩机非线性动力学特性的深入研究，开发了基于无位移传感行程检测、上死点检测和矢量控制变容量调节等关键技术的直线压缩机控制器，可实现直线压缩机的行程控制、性能优化控制、运行状态反馈等自动控制。

        

直线压缩机样机                          性能测试及控制器调试                          运行监测与控制平台

 

　　2. 电动汽车一体式热管理技术

　　针对电动汽车与传统燃油汽车动力不同和冷热需求特点，提出采用中间补气准二级压缩热泵系统实现电动汽车在低温室外环境（-20℃）中的供暖需求。并研究不同中间补气式几何结构涡旋压缩机的运行性能。在室外-20℃全新风工况时，热泵系统正常工作，COP达1.3以上。为尽量提高冬季电池续航里程，提出采用部分回风运行防结雾的热泵空调系统，并完成了台架实验测试，在室外-20℃，与全新风系统相比，最多实现节能34.8%。在这些工作的基础上，完成了包括电池热管理的汽车一体式热管理系统。

          

中间补气式准二级压缩低温空气源热泵系统                    电动汽车空调一体式热管理系统

 

　　3. 蒸气压缩/回路热管一体式机房空调

　　研发了基于三介质换热器的蒸气压缩/回路热管一体式机房空调，实现了蒸气压缩制冷与自然冷却的良好融合，解决了现有一体式空调系统内部流动控制问题，且无需利用电磁阀进行模式切换。实验表明在室内外温差19℃条件下制冷量达8.10 kW，能效比达16.90。样机产品在北京市某数据机房进行了示范应用，实测结果表明在夏季、秋季和冬季的平均能效比分别达3.53、5.19和13.90。

 

一体式机房空调系统原理及示范应用现场

 

　　4. 微通道流动沸腾换热技术和封闭有限空间制冷剂喷雾冷却技术

　　在微通道流动沸腾换热技术方面，提出采用空化结构来抑制微通道两相不稳定性现象发生的方法，并经大量的实验证明此类结构非常有效，在此基础上制作出带空化结构的微通道蒸发热沉，冷却热流密度可达1000W/cm2。在喷雾冷却技术研究方面，研究组设计了基于制冷循环的封闭式喷雾冷却系统，将制冷系统与喷雾冷却相相结合，实现在密闭空间内同种工质的气助式喷雾，可达到30000W/m2·K的换热系数；并开发了具有结构简单、调节方便、工质通用性强、散热性能好等优点的小型喷雾冷却装置。

         

空化效应验证                     带空化结构微通道热沉           小型喷雾冷却装置

 

　　5. 冷链物流技术

　　在氨冷库泄漏检测方面，建立了基于流量-压力、红外热成像和分布式光栅测温的综合检测方法，实现最小检测泄漏量小于4%，泄漏点定位精度小于3m；在冷库能耗与能效评价方面，建立了冷库库门渗风解析模型，库门渗风负荷预测误差小于±10%；在农产品产地冷加工方面，采用数值模拟与实验测试结合的方式，得出了农产品在特定预冷和速冻方式下的传热传质规律。

氨冷库泄漏检测设备及实际应用

 

    

库门渗风实验                                       农产品速冻装置                                     -100℃的速冻过程