一键模拟珠峰环境条件

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TerraXcube 于 2018 年 11 月开通,是一款独一无二的环境模拟系统(从世界最高峰的暴风雪到沙漠地区的炎热)。该系统能够一键人工模拟地球的极端气候条件,以供科研之用

–40°C 到 +60°C 的温度、每小时 60 mm 的降雨量、每小时 5 cm 的降雪量、高达 108 km/h 的风速以及模拟海拔 9,000 米的气压和氧气含量:所有这些都是人工生成的气候条件。凭借这一技术,意大利的博尔扎诺将开启工业、医学以及生态学研究的新篇章。

强大的环境模拟系统

TerraXcube 设在博尔扎诺的 NOI(创新自然)科技园区,由多个模拟室组成,即所谓的“立方体”。这些立方体大小不一,配备不同的设备,用于气候条件模拟。该基础设施使 TerraXcube 能够在一个安全、可验证的环境下再现真实情景,具有非凡的价值,特别是在高山急救、高原医学与高山生态学研究领域。

满足制冷方面复杂且个性化的要求:[CF] 系统 —— 来自 Fischer Kälte-Klima 公司,使用了比泽尔螺杆压缩机。图片: Christof Fischer GmbH
满足制冷方面复杂且个性化的要求:[CF] 系统 —— 来自 Fischer Kälte-Klima 公司,使用了比泽尔螺杆压缩机。图片: Christof Fischer GmbH

在位于一楼的大型立方体中央有一个 360 m³ 的模拟室,非常适合进行具有大空间要求和最高技术要求的复杂试验。这一模拟区域设有检测室、诊所、控制室,还配有带卫生设施的更衣室,为进行人体医学研究提供了足够的空间,最多可容纳 15 人。在最长 45 天的实验期间,他们会对每个人进行临床实时监测,以精确检查他们的身体在异常气候条件下的反应。此外,气候模拟室还可用于主题系统和大型装置,例如在极端环境压力下运行的清雪机械 (snowcats),以测试其在极端恶劣的环境条件下的性能。.

Eurac Research 是负责 TerraXcube 实验基础设施的主要研发机构。这家私人研究中心成立于 1992 年,总部位于博尔扎诺,成立之初作为一个私人协会,仅有 12 名成员。如今,该研究中心拥有 400 多名不同学科的研究人员,致力于应对当今时代的核心挑战:打造适宜人类居住的环境、构建健康社会、保护并塑造社会、文化、经济和生态的多样性。研究工作要紧贴地区热点问题,以拟定解决方案 —— 这些解决方案将来还可以应用到世界其他地区。这便是他们建立 TerraXcube —— 该研究中心最不寻常的实验室 —— 的初衷。

独一无二的项目

这个独一无二的项目由 Regineering 公司(总部位于巴伐利亚 Preith)代表 Eurac Research 实施。Regineering 负责了整个系统的详细规划、设计和建造。建筑壳体建设于 2017 年 6 月动工,整个系统于 2018 年 11 月按时开通。

TerraXcube 实现了环境参数的同步组合,用以模拟包含多因素的复杂情景。图片:Christof Fischer GmbH
TerraXcube 实现了环境参数的同步组合,用以模拟包含多因素的复杂情景。图片:Christof Fischer GmbH

为了满足 Eurac Research 在制冷方面的复杂且个性化的要求以及目标,Regineering 集结了其在各领域的专家以及具有高水平专业知识的外部合作伙伴。例如,Regineering 与制冷系统技术领域的 Christof Fischer GmbH 旗下的 [CF] 系统部开展了密切合作。双方联手针对 TerraXcube 的特殊要求,为其量身定制了一个单独的系统概念。

TerraXcube 中的三个即插即用型复合系统由 Fischer Kälte-Klima 在其斯图加特工厂建造,并在建造过程中由来自博尔扎诺的 KKR (Kälte Klima Róhler) 与 Regineering 一起完成集成。值得一提的是,TerraXcube 的制冷系统使用了一台基于比泽尔半封闭螺杆压缩机的 R449A 盐水冷水机组。该冷水机组中安装了两台 HSK 8551-110 型比泽尔螺杆压缩机以及一台 HSK 7471-90 型比泽尔螺杆压缩机,t₀ = –14°C 时的制冷能力可达 470 kW,用以替代单个压缩机解决方案,以改善系统的部分负载性能。

TerraXcube:事实和数据

要求:环境参数的同步组合,以模拟包含多因素的复杂情景。

模拟最高海拔可达 9,000 m,具有相应的气压和氧气含量
温度范围-40 °C 至 + 60 °C
风速高达 108 km/h
降水量降雨量高达 60 mm/h,降雪量高达 50 mm/h
闪电(昼夜)模拟高达 1,000 lux
ClientEurac Research, Bolzano, Italy
Planning, design and constructionregineering GmbH, Preith, Germany
System provider of refrigerationChristof Fischer GmbH, Stuttgart, Germany
Refrigeration techniciansKKR – Kälte Klima Röhler, Bozen, Italy
完成2018 年 11 月 30 日
投资成本约 500 万欧元

TerraXcube 是一个非常大胆的项目,有望在未来为医学、农业和工业提供具有深远意义的见解。Regineering 整个专家团队的精心规划、设计和建设、[CF] 系统在制冷系统复合结构方面的专业知识以及针对该系统要求量身定制的部件,使得整个项目得以顺利实施。未来,TerraXcube 将发展成为欧洲公共及私人研究机构的一个参考典范。

撰文:Christof Fischer GmbH。本文最早刊登于行业杂志《Kälte Klima Aktuell》2019 年 6 月刊。《COMPACT》节选了本文的部分内容。

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