耦合排风热回收与空气源热泵的新型通风系统在冬奥临时用房的应用

为保证冬奥赛事的正常进行,冬奥场地尤其是高山滑雪场地中建设有大量的临时用房。传统的临时用房通常以排风扇或自然通风作为主要的通风方式,在严寒气候条件下,送风温度及气流组织无法保障,导致室内热舒适度低,通风能耗大。基于绿色办奥理念,2022冬奥会北京延庆高山滑雪中心临时用房中使用了一种耦合排风热回收与空气源热泵的新型通风系统。对该系统在冬奥会期间的实际性能进行了测试,结果显示,冬奥会期间该系统平均供热性能系数为2.1~2.8,空气源热泵平均供热性能系数为1.6~2.4,是一种有效的节能环控系统。在分析冬奥会期间室内外热环境后,进行了系统理论建模,得出该系统理论平均供热性能系数可达到4.9~5.9,空气源热泵理论平均供热性能系数为3.3~4.1,实际系统仍有优化空间。为进一步提升系统性能和运行稳定性,应注意低温条件下热回收器内部的结霜问题,并选用喷气增焓低温空气源热泵和热回收效率更高的换热模块。

低环境温度空气源热泵适用环保工质研究

空气源热泵因其节能、环保、应用灵活等优点,在过去一段时间成为我国华北农村地区清洁采暖的主要选择。但供暖用空气源热泵在我国华北地区依旧面临低温工况下制热能力衰减、室外换热器结霜和总体能效降低等问题,空气源热泵系统循环工质的臭氧消耗潜值(Ozone Destruction Potential,ODP)和全球变暖潜能值(Global Warming Potential,GWP)亦对环境产生不利影响。在蒙特利尔协定和我国双碳战略背景下,高效环保制冷剂的研究是优化空气源热泵节能环保运行的重点之一。本文首先通过空气源热泵系统工质的热力学循环过程,建立了工质循环性能数学模型。而后搭建实验台对充注R22、R417A共2种典型工质的空气源热泵运行性能进行了实验测试,并对所建立的数学模型进行了优化和验证。在此基础上,利用优化和验证后的数学模型,根据制冷剂的选用原则混合了4种环保工质,并计算了不同工况下混合工质的各项热物性参数和循环性能,得出适用于我国华北地区供暖用空气源热泵的环保工质,确定了混合比例为0.9/0.1的R161/CF3I的压缩比最低,排气温度低于R22系统,在室外温度较低时与R22系统COP差值非常小,适合替代R22制冷剂作为北京地区空气源热泵供热工质,为优化空气源热泵系统节能环保性能提供参考。