近年來，台灣國民生活水準不斷提高，人們對生活環境品質的要求也愈高
，在潮濕炎熱的台灣，空調系統也就日益普及。根據調查，空調設備因大
多集中夏季使用，耗電龐大，其用電容量造成了巨大的尖峰負載而且以每
年約12％的比率成長。同時位處亞熱帶的台灣，冷凍冷藏設備更是不可或
缺，冷凍冷藏設備耗用電能，而且必須經年運轉，其造成電力需求龐大是
另一個值得重視的問題。據此，如何為冷凍空調設備減低耗能，已成為近
年政府、學術界、產業界及研發機構的重要課題。有限時間熱力學的觀念
，使得我們重新思考古典熱機與冷機之循環效率、功率與熱源間的關係，
可讓吾人對真實世界之工程熱系統有一更接近、真實、與貼切之分析、模
擬、預測和設計。綜觀有限時間熱力學的發展，以Novikov和Curzon-
Ahlborn之熱機有限時間熱力分析為開端，而後有學者探討冷凍機之有限
時間熱力性質。其中關於冷凍機之研究，包含了熱傳定律(heat
transfer law)對冷凍機的影響、多熱源冷凍機、熱漏對冷凍機之影響等
等...。上述這些研究其冷凍循環多不脫離單段絕熱壓縮，以及內可逆的
模型；而關於常應用於低溫冷凍系統之雙段壓縮含中間冷卻之冷凍機，至
今未有相關研究發表。故本研究嘗試由各種不同角度之假設，建立與模擬
中間冷卻式冷凍循環之有限時間熱力分析理論與模型。本文針對兩階段壓
縮之冷凍循環系統，在含有中間冷卻階段以及工作流體(Working Fluid)
與熱源間存在有限溫差的條件下，分別假設該循環為內可逆與內不可逆之
卡諾冷凍循環，以有限時間熱力學的分析方法求取工作流體與熱源間之最
佳溫差以得到冷凍率之極大值； 討論其最佳溫差優化的目標函數；推導
在確定性能係數(COP---Coeffici- ence of Performance)下，計算工作
流體與高溫熱源及工作流體與中間冷卻器外界熱源間的最佳溫差之關係。
同時，本分析亦探討該循環之最大冷凍率及其最小熵(Entropy)產率聯合
最佳化的問題。本研究並討論變溫熱源及熱交換器成本固定對中間冷卻式
冷凍循環之影響與相關之最佳化問題。
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