房间空调器小管径室外换热器流路优化

随着空调器的快速发展和国际铜价的持续升高,制冷空调行业采用的换热器在向着小体积、低成本发展的过程中往往面临着性能衰减的技术瓶颈。为突破此瓶颈,以一款冷暖型房间空调器翅片管式室外换热器为研究对象,将其换热管外径由7 mm减小至5 mm并在此基础上优化其流路,最终实现Φ5 mm换热器性能达到初始样机水平并有效降低换热器成本。首先,分别在5种标准工况下测试初始样机性能;然后,利用CoilDesigner软件来分析小管径化对换热器性能的影响,仿真结果表明,在不改变流路布置的情况下,Φ5 mm换热器的换热能力略有提升,但制冷剂侧压降增大4~7倍;进一步地,有针对性地设计了5种流路布置方案来探究分路数、分路汇合位置等因素对换热器传热及压降特性的影响规律,总结了小管径翅片管式换热器流路优化的思路,并设计了3种Φ5 mm管径室外换热器流路优化方案。仿真评估3种方案的可行性后制作样机进行性能测试,实验结果表明:方案(3)性能与原换热器相当,同时其材料成本可降低34.6%。

3.5 kW房间空调器全年能源消耗效率提升策略研究

房间空调器是家庭中能耗最高的家用电器,提高其季节运行性能,对于居住建筑的节能降碳,推动“双碳”战略目标实现具有重要意义。本文基于3.5 kW变频房间空调器实测数据,针对全年能源消耗效率(APF)5个工况点(简称5点法)和7个工况点(简称7点法)的计算方法,对APF随各工况的制冷(热)能力与制冷(热)消耗功率的变化曲线和权重分布进行了分析,探讨了提高APF的技术策略。结果表明:采用5点法时,应重点提升中间制冷、额定制热和中间制热工况能力,重点降低中间制冷、额定制冷、中间制热工况功率;采用7点法时,应重点提升额定制热、额定制冷、中间制热能力,重点降低额定制冷和低温中间制冷工况的功率;另外,采用7点法时,中间制冷工况功率权重为正值且占比较大,此处为GB 21455—2019《房间空气调节器能效比限定值及能效比等级》关于APF计算方法存在的漏洞,亟待优化。

基于多区域空调房间温湿度的MPC算法研究

针对带有外界干扰的多区域空调房间温湿度跟踪控制问题,从建立多区域空调房间的热力学模型出发,在选取稳态工作点对模型进行处理的基础上,提出一种基于多输入多输出状态空间模型的模型预测控制(model predictive control, MPC)策略。设计了多目标优化的性能指标函数,以节约能耗。在matlab中使用mpt3工具箱对控制算法进行验证,在存在干扰的情况下,供气区,工作区,回风区三个区域的温湿度在满足约束的条件下都能较快跟踪上参考值,且鲁棒性较好,验证了所提出的MPC算法有效性与可行性。

海南省房间空调行业温室气体协同减排潜力和效益分析

基于建立的需求-排放-成本模型,结合情景分析,评估海南省房间空调行业温室气体协同减排潜力与成本。研究表明,海南省房间空调器行业在氢氟碳化物(HFCs)制冷剂转型的同时推进能效提升,既可大幅度减少直接和间接排放,实现房间空调制冷剂近零排放,同时通过节电获得相对收益。在基加利修正案能效情景与加速转型能效情景中,2021—2060年海南省房间空调器行业可分别累计减排50~62MtCO_(2)-eq和77~94MtCO_(2)-eq,直接减排量占比分别约为30%和55%,平均减排成本分别为-219.3~-219.1元/t和-115.6~-112.8元/t。

房间空调器的二氧化碳排放生命周期气候性能分析

本文基于生命周期气候性能(LCCP)方法,研究并分析了使用的城市、能耗、制冷剂、电网电力排放因子、废弃空调器的回收等因素对房间空调器全寿命周期二氧化碳排放的影响。结果表明:制冷剂年均泄漏率β分别为0%、1%、2%和3%时,房间空调器的直接碳排放依次减少,β为3%时的直接碳排放约为β为0%时的4倍;制冷剂R22导致的空调器直接碳排放量分别约为R410A和R32的1.1倍和3.9倍;制冷季节广州地区的房间空调器间接碳排放量是上海地区的1.8倍,上海地区制热季节与制冷季节相比,制热季节的房间空调器间接碳排放量约为制冷季节的1.55倍;寿命期内空调器碳排放主要依赖能源结构的电力碳排放因子值。

房间空调器检测碳足迹评价方法探讨

目的研究房间空调器检测碳足迹的评价方法.方法以房间空调器检测为例,开展碳足迹评价研究.结果房间空调器检测碳足迹评价的基本流程包括确定评价目标、确定评价范围、数据获取、当量二氧化碳排放量核算等,其中评价范围对评价结果起着决定性的影响,尤其在功能单位、边界条件和检测方法等方面应建立明确的标准化规定.此外,通过空调制冷量检测碳排放实际核算发现对碳足迹影响较大的因素包括:制冷剂回收、电能以及金属材料的消耗.结论该碳足迹评价结果有利于确定实验室检测活动的绿色低碳水平,可用于评选出电子电器绿色低碳实验室.

应用IMOABC空调房间CO_(2)浓度二自由度内模分数阶PI控制性能的研究

由于定风量空调机组(Constant Air Volume Air Handling Unit, CAVAHU)输出的新风量往往是固定的,当空调房间内的额定人员数量超员或不足时,会导致空调房间CO_(2)浓度测量值Cn高于室内CO_(2)浓度设定值Cn=Cn,set或新风负荷增大的状况。对此提出了一种空调房间CO_(2)浓度二自由度内模分数阶PI控制策略和设计改进多目标人工蜂群算法(Improved Multi-Objective Artificial Bee Colony Algorithm, IMOABCA)对控制器参数实施整定的思路。首先,基于人工蜂群算法,分别对雇佣蜂和观察蜂引入自适应惯性权重和精英组策略,进行非线性递减和柯西变异的演变,并结合观察蜂搜索特性,将最小粒子角度引入外部档案集,获取相应的Pareto解集,设计IMOABCA,进而对控制器的3个参数进行整定,获得相应的最优值。最后,借助MATLAB工具,对该室内CO_(2)浓度的二自由度内模分数阶PI控制系统进行组态和仿真。结果表明:该室内CO_(2)浓度二自由度内模分数阶PI控制系统和IMOABCA是可行的,能够实现Cn=Cn,set的调节目的和获取控制器的3个参数最优值,提升室内CO_(2)浓度的调节品质。

分体落地式房间空调器导风板失效分析及改进

某分体落地式房间空调器在长期运转试验中容易出现导风板开裂问题,利用有限元分析软件(ANSYS)及模流分析软件(MoldFlow)分析导致导风板开裂的原因,并与实际开裂位置进行对比,验证仿真分析的有效性。在此基础上提出改进方案,并进行有限元分析评估,确定改进方案。

房间空调器国家监督抽查质量情况分析

统计并分析近年来房间空调器国家监督抽查相关情况,结果表明:房间空调器产品质量相对稳定,大、中型企业产品质量相对更有保障,小型企业质量问题较多。最后分析近年来抽查中的不合格项目及原因,为空调生产企业及相关人员提供参考。

房间空调器除湿模式及负荷特性研究

综合考虑人体对温度和湿度的要求,对比不同热工分区下的4个典型城市的全年动态负荷,得到其全年空气处理方案和除湿策略;选取7个典型城市作为夏热冬冷地区的代表,对等温除湿及升温除湿期所需的再热量与压缩机匹配设计进行定量分析。结果表明:不同城市的空气处理方案主要分为8种模式;等温和升温除湿期的再热负荷分别为除湿冷负荷的28.32%~69.56%和43.59%~97.12%,除湿冷负荷分别为额定制冷负荷的4.42%~20.72%和9.01%~19.64%。该研究可以为房间空调器再热环节的再热换热器与压缩机的匹配设计提供理论依据。

房间空气调节器国家标准GB/T 7725的修订解析

房间空调器性能标准GB/T 7725—2022即将发布,新版标准在文本结构、运行性能技术要求和试验方法、APF试验和计算方法等方面都进行了较大修订,并增加了待机功率、温控波动、部分性能分等分级等内容。该标准在结合中国具体情况的前提下,紧跟最新相关国际标准的技术变化,保证了标准的先进性,是我国房间空调器产品设计制造与性能评测的基础标准。

GB/T 7725《房间空气调节器》新旧版本主要差异解析

国家标准GB/T 7725—2022《房间空气调节器》于2022年10月12日发布,并于2023年5月1日起实施,替代GB/T 7725—2004。相对于2004版本,GB/T 7725—2022在技术内容方面做了较大调整,为帮助空调器研发人员更好地理解新版标准内容,本文对新旧版本标准在技术要求和试验方法上的主要差异进行比较和分析。

消暑纳凉 谨防“ 空调病”

65岁的刘大伯除了长期患有糖尿病外,身体尚可。上周因出现咳嗽、咳痰、流涕、乏力、呼吸不畅等症状到医院就诊。医生结合刘大伯的症状、体征和高温天气久居空调房间的情况,辅以血常规、X线等检查,排除了肺炎等其他疾病,认为其最大可能是得了“空调病”。经对症治疗,刘大伯的病情很快得到缓解。

房间空调器热气旁通法除霜分析及实验研究

通过对不同阻力的旁通电磁阀除霜进行实验研究 ,热气旁通法除霜可以较大程度地改善室内舒适性 ,旁通电磁阀的阻力大小直接影响着换热器除霜时间和除霜效果。经分析表明 ,采用电子膨胀阀和旁通电磁阀组合除霜不仅有良好的节能效果 ,还可较大程度地缩短除霜时间 ;压缩机吸气管温度大于 0℃可作为结束除霜的判据之一。

采用R410A的变频房间空调器的理论与实验研究

对采用R410A和直流变频涡旋压缩机的房间空调器的节能特点进行分析。采用分布参数法建立该种空调器的稳态数学模型,运用该模型计算制冷量、功率和能效比随运行频率变化的趋势,并在中南大学空调器性能试验台上测试该空调器的性能。研究结果表明:制冷量、功率和能效比的平均相对误差分别为2.9%,6.2%和3.9%,模型基本可靠;变频空调器在20Hz运行时能效比高达4.3,而在100Hz运行时能效比低于2.5,因此,在选用变频空调器时,应选择制冷量较大的空调器,避免超频运行。

由早期性能标准的指标计算定频房间空调器APF的方法

房间空调器目前同时用两种完全不同的能效指标EER、COP指标以及APF指标来标称空调器能效。为了便于比较不同能效指标标称的空调器性能,需要将传统的EER和COP能效指标转化成APF能效指标。本文给出了一种利用GB7725—1996中EER和COP等性能参数直接计算APF的方法。该方法首先将APF转化为关于"额定制冷量"、"额定制冷功率"、"额定制热量"和"额定制热功率"的函数,然后联立EER、COP和APF的计算式消除中间变量。根据本文开发的公式,房间空调器的APF可以通过制冷和制热的额定能力和能效进行简单四则运算便可得到。

蒸发式冷凝器应用于房间空调器的试验研究

试验研究表明，采用蒸发式冷凝器可使房间空调器的能效比（ＥＥＲ）提高５０％～７０％。为了工程设计的实用目的，根据试验结果回归得出了αＪ、Δｐ等关系式。

分体式房间空调器R290和R1270替代R22实验研究

现今空调器中广泛使用的R22因环保问题而遭淘汰,HFCs(氢氟碳化物)会加剧温室效应,亟需寻求更为合适的制冷剂,HCs(碳氢)初见端倪。采用空气焓值法,在R22分体式房间空调器中充注R290和R1270,进行性能实验研究。结果表明,标准工况下,用R290直接灌注式替代R22时,系统制冷量降低5.0%,EER升高10.3%,而换用排量大20%的压缩机能提高制冷量8.9%,而EER降低8.5%,但性能较原R22系统要好;R1270系统性能要优于R290系统。结果还表明,随着室外温度降低,碳氢系统制冷量和EER的增加速率和增幅均大于原R22系统,且室外温度低时碳氢系统性能更优,有利于节能。研究结果表明,HCs适合在空调器中替代R22,具有广阔的应用前景。

制冷剂充注量对微通道蒸发器房间空调器性能影响的试验研究

在一台3HP分体落地式房间空调器壳体和风机等其他条件不变的情况下,将全铝微通道蒸发器替代铜铝翅片管蒸发器,对不同制冷剂充注量下微通道蒸发器房间空调器的性能以及微通道蒸发器制冷剂配液分布进行了红外成像试验研究.试验结果表明:微通道蒸发器房间空调器随着制冷剂充注量的增加,输入功率小幅上升0.27 kW,整机性能在充注量为2.3 kg时达到最优,制冷量和能效比呈现出先增大后减小的趋势,后者较前者由大变小的转变点有所滞后.红外成像结果同步反映出微通道蒸发器分液效果呈现出先变好后变差的趋势.与房间空调器原机铭牌参数相比,最佳充注量试验样机的制冷量增加2.50%,能效比高出2.84%,制冷剂充注量减少9.80%.

有关热泵型房间空调器热冷比的分析

分析了热泵型房间空调器室内外侧换热器面积和空气循环量对空调器热冷比以及制冷和制热性能系数的影响。分析结果表明，要提高空调器的热冷比，应适当增加室内侧换热器面积和空气循环量，而减少室外侧换热器面积和空气循环量。