科创中国

行业领域

电子信息技术

需求背景

目前饮水机多采用电子制冷技术，该技术的优点是体积小巧，

缺点是制冷量小、制冷效率低下，不能满足特别是年轻一代及

需求详述 欧美有饮用冷水习惯的消费者的饮水需求，制约了产品的开发

及营销，故现阶段亟需开发出一种效率高、制冷量大、体积小

巧、经济实用的水制冷系统，以满足市场的多元化需求。

需解决的主要技术难题

开发快速高效的水制冷系统需要解决以下技术难题：

1. 热交换效率：提高水制冷系统的热交换效率是关键。需要设计高效的换热器，以最大限度地提高冷却水与被冷却介质之间的热传递效率。

2. 水泵效率：水制冷系统中的水泵需要能够提供足够的水流量和压力，同时尽可能降低能耗。需要设计高效的水泵或采用变频调速技术来提高水泵的效率。

3. 控制系统：快速响应和精确控制是水制冷系统的关键要求。需要开发先进的控制算法和系统，以实现对制冷系统的精确控制和优化运行。

4. 水质管理：水制冷系统对水质的要求较高，需要解决水质净化、防腐蚀和防结垢等问题，以保证系统的正常运行和长期稳定性。

5. 节能技术：水制冷系统的能耗是一个重要考虑因素。需要开发节能的制冷循环技术、能量回收技术和优化系统设计等措施，以减少能源消耗并提高系统效率。

6. 故障诊断和维护：开发智能化的故障诊断和维护系统，能够实时监测系统运行状态，及时发现和解决故障，提高系统的可靠性和可维护性。

综上所述，开发快速高效的水制冷系统需要解决热交换效率、水泵效率、控制系统、水质管理、节能技术和故障诊断等技术难题。

期望实现的主要技术目标

主要技术目标是开发一种快速高效的水制冷系统，具体包括以下几个方面的目标：

1. 高效能量转移：提高水制冷系统的热交换效率，确保冷却水与被冷却介质之间的热传递效率最大化，以提高制冷效果。

2. 高效能耗：设计高效的水泵，提供足够的水流量和压力，同时降低能耗，以减少系统运行成本。

3. 快速响应和精确控制：开发先进的控制算法和系统，实现对制冷系统的快速响应和精确控制，以满足不同工况下的需求。

4. 高水质要求：解决水质净化、防腐蚀和防结垢等问题，确保水制冷系统的稳定运行和长期可靠性。

5. 节能环保：开发节能的制冷循环技术、能量回收技术和优化系统设计，减少能源消耗，降低对环境的影响。

6. 智能化故障诊断和维护：开发智能化的故障诊断和维护系统，实时监测系统运行状态，及时发现和解决故障，提高系统的可靠性和可维护性。

综上所述，主要技术目标是实现快速高效的能量转移和控制，降低能耗，保证水质要求，节能环保，以及智能化的故障诊断和维护。

需求解析

解析单位：“科创中国”大数据与新一代信息技术产业科技服务团（中国指挥与控制学会） 解析时间：2023-09-18

蒋雯

西北工业大学

教授

综合评价

快速制冷速度：快速制冷是水制冷系统应用的重要指标之一。现有的水制冷系统在制冷速度上存在局限，制约了其在某些应用场景的实际效果。因此，快速高效的水制冷系统需具备快速制冷能力，实现短时间内快速降温。 高效能耗比：高效能耗比是衡量制冷系统性能的关键参数之一。快速高效的水制冷系统应该在保证制冷效果的前提下，通过提高能耗比来降低能源消耗，实现节能环保的目标。 系统稳定性与可靠性：水制冷系统的稳定性和可靠性对于长期稳定运行和保持制冷效果至关重要。快速高效的水制冷系统需要具备稳定的工作性能和可靠的系统运行，以满足各类应用场景的需求。 环境友好：快速高效的水制冷系统应符合环境保护要求，不产生或减少对环境的污染，避免使用对臭氧层有害的氟利昂等制冷剂，实现节能减排。 快速高效的水制冷系统的技术研发对于提高制冷效率、节约能源、减少环境污染具有重要意义。 首先，快速高效的水制冷系统可以应用于多个领域，如工业生产、商业建筑、航空航天等。通过提高制冷速度和能耗比，可以满足各类应用场景对快速冷却的需求，提高生产效率和产品质量。 其次，快速高效的水制冷系统具有显著的节能效果。通过提高能耗比，降

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