自然冷源冷藏陈列柜运行试验研究

为了降低冷藏陈列柜运行能耗,将自然冷源引入具有储能装置的冷藏陈列柜,对搭建的自然冷源食品冷藏陈列柜系统的5种工作模式(制冷机组单独供冷、制冷机组供冷+蓄冷、蓄冷罐供冷、自然冷源供冷和自然冷源供冷+蓄冷)进行了试验研究。研究结果表明:在5种工作模式下,均能使柜内温度维持在-1~7℃之间,符合冷藏陈列柜食品冷藏要求。在制冷机组供冷+蓄冷模式下,以2.34 m^(3)/h的乙二醇溶液对蓄冷罐蓄冷12 h后,蓄冷罐能够储存121400 kJ的冷量,该冷量可使柜内温度在9 h内维持在-1~7℃之间。当室外温度低于-4.5℃时,可运行自然冷源单独供冷模式。当室外温度小于-8℃时,利用自然冷源对陈列柜供冷的同时可以对蓄冷罐蓄冷。运行蓄冷罐单独供冷模式和自然冷源单独供冷模式,能够使系统的能耗分别降低68.45%和55.42%。

基于自然冷源蓄能供冷的冷藏陈列柜运行分析

本文采用TRNSYS软件建立自然冷源冷藏陈列柜系统仿真模型。选取陈列柜送风温度、载冷剂供冷温度为变量,以全年能耗作为考核指标对自然冷源食品冷藏陈列柜运行工况进行优化;在优化基础上分析系统运行特性,并与传统食品冷藏陈列柜能耗进行对比。结果表明:在冷藏陈列柜送风温度为-1.5℃,载冷剂供冷温度为-3℃时的优化工况下,系统年能耗最低,为11506 kW·h,相比传统食品冷藏陈列柜系统能耗降低40.8%。优化工况下自然冷源蓄冷及供冷模式与自然冷源单独供冷模式总计运行时长为3739 h,占全年总运行时间的42.7%。全年系统COP为3.9,制冷机组COP为4.1。

自然冷源技术研究综述

本文从自然冷源蓄冷技术和自然冷源供冷技术2个方面分析了目前自然冷源的研究现状。目前自然冷源蓄冷利用技术主要包括风蓄冷技术、水蓄冷技术和冰蓄冷技术,分别论述了3种蓄冷技术的研究应用现状及其适用的场合和条件。自然冷源供冷应用的自然冷源可以是利用蓄冷技术贮存的冷源来实现自然冷源的跨时间空调供冷,也可以是冷源的直接供冷利用,主要应用方式有直接利用、热管技术、间接换热应用、蒸发冷却技术、冷却塔技术等。通过本文的综述,可为数据中心空调系统应用自然冷源提供参考和借鉴。

液泵自然冷源技术在长江以南数据中心的节能应用

基于某数据中心制冷系统选择和节能方案设计,结合当地室外气象参数,以某机房为对象,在不同室外环境温度下,测试分析室内回风温度(27℃,32℃和37℃)对于数据中心PUE值的影响。从降低制冷系统能耗的角度出发,重点研究液泵自然冷源和热通道封闭等技术的综合应用,在长江以南地区采用节能方案“封闭热通道+液泵集中冷凝列间空调+提高换热温差”,实现全年综合PUE在1.20~1.30。

数据中心自然冷源与余热回收节能应用研究

数据中心是新型基础设施节能降耗的关键环节,也是促进全社会降碳增效的有力抓手。本文以数据中心的空调系统为研究对象,从规划、设计和运维等方面推进数据中心节能改造,通过水源热泵机组、板式换热器,冷热通道封闭和氟泵变频空调等技术,实现通信机房与办公楼独立供冷、自然冷源利用和机房余热回收等应用,以创新手段实现数据中心节能降本。

冬季自然冷源内环流应用效果分析

以第四储粮生态区华北地区高大平房仓为试验仓,研究分析利用冬季入库形成的粮食自然冷源,能否满足夏季内环流控温要求.结果表明,利用冬季入库的粮食自然冷源,采取内环流控温技术也可以有效控制仓温和粮温,抑制储粮害虫的孳生,减少储粮化学药剂的使用,实现低温绿色储粮.

基于热管的自然冷源制冰技术方案的初步试验

中国北方地区每年有4个月的时间日平均温度在-10℃以下,为了充分利用冬季的自然低温制冰作为贮藏的冷源,设计了一种热管式制冰装置,利用冰箱模拟低温天气环境,研究了风速和温度对结冰效果的影响。试验结果表明:所设计的热管式制冰装置不需消耗额外能源即可成功制冰;当风速在0～2.5m/s范围变化时,结冰厚度增大,在温度为-11℃条件下,冰层直径最大可达75mm;温度越低,结冰厚度越大。

热管技术在自然冷源蓄冷中的应用

为实现无能耗、无噪音、方便快捷有效地贮存冬季自然冷源,基于热管技术,开发建成了一套热管模组自然冷源蓄冷系统,建立了单管制冰过程的一维传热模型,并对理论进行了试验验证。结果表明:单管制冰半径与制冰时间呈幂函数关系,修正后的解析解能够可靠预测实际制冰情况。研究成果为热管模组间管间距的设计和蓄冷制冰量的预测提供了有效的理论依据。

自然冷源利用的状况与前景展望

中国是一个GDP生产大国,也是能源消费大国。在世界能源迅速匮乏的今天,进行自然冷源的充分开发与利用越来越凸显出其潜在价值和重大意义。为此,综述了我国自然冷源的利用历史和发展过程,介绍了国内外对自然冷源的研究进展状况、新技术及新设备的开发和利用条件,并且对我国未来自然冷源的利用前景进行了展望,为进一步合理有效地拓宽能源供给来源提供借鉴。

利用自然冷源单管制冷蓄冷试验和一维传热模型

通过对利用自然冷源单管制冰过程的传热分析，建立了管制冰的一维传热模型，在蓄冰池围护为绝热条件下，用积分法对一维模型进行了求解；在模拟自然冷源制冰实验台进行的单管制冰试验表明：管道制冰半径与制冰时间呈幂函数关系，一维传热模型解析解的计算结果是可靠的。

利用自然冷源为通讯基站降温的模拟分析

通过分析通讯基站能耗特点及环境要求,建立其环控能耗模拟模型,对典型地区的环控能耗进行模拟分析.以180、240、370 mm砖混墙体和50、75、100 mm彩钢板围护结构为例,分析通讯基站基础室温特性,研究通讯基站在不同环控温度下的空调冷负荷和围护结构的散热量,比较空调系统和空调-热虹吸管联合系统对环控能耗的影响,探讨热虹吸管换热设备的全年节能效果.结果表明,提高环控温度能有效降低空调能耗,从25℃提高到28℃,最高的节能效果达到16%.砖混围护结构的通讯基站中,180 mm厚砖混围护结构的传热系数大,有利于围护基站散热;彩钢板围护结构的通讯基站中,50 mm厚彩钢板的传热系数大,空调能耗低.与空调系统相比,空调-热虹吸管联合系统节能效果明显,最高节能率达到54.5%.

带自然冷源的风冷冷水机组应用于数据中心的节能潜力分析

数据中心的能耗正逐年上升,如何降低能耗已成为数据中心关注的焦点。以某地实际工程中带自然冷源的风冷冷水机组为例,比较使用常规制冷机组与带自然冷源的风冷冷水机组两种条件下的能耗。分析了在我国华北、西北及东北地区使用免费冷能的节能率及节电费,对全国范围内可使用免费冷能的气候条件进行了可行性探讨。

基于自然冷源保鲜库贮藏的寒富苹果保鲜条件优化

为提高寒富苹果贮藏过程中的品质,设计了寒富苹果的自然冷源保鲜库,优化分析寒富苹果的保鲜环境参数。以影响寒富苹果自然冷源保鲜的环境因素冷源开口面积、紫外灯照射时间和相对湿度为试验因素,以寒富苹果的糖酸比和硬度为试验指标,采用Design响应面法设计三元二次通用旋转试验,进行寒富苹果的贮藏保鲜多因素组合试验;并对试验结果进行逐步回归分析、方差分析及因素的贡献率分析,运用rstool函数命令和Design-Expert对建立的寒富苹果品质的储藏环境数学模型进行优化分析。分析结果表明,寒富苹果在自然冷源保鲜库的良好贮藏保鲜环境参数为:冷源开口面积为0.34m^2、紫外灯照射时间为15min、相对湿度为86%时,寒富苹果的糖酸比和硬度分别为78.19kg·cm^(-2)和10.87kg·cm^(-2),说明寒富苹果具有良好的保鲜效果。该研究可为自然冷源保鲜寒富苹果的工艺设计提供参考依据。

基于自然冷源应用的数据中心节能潜力研究

数据中心高能耗问题大大阻碍了信息产业的发展,自然冷源利用是实现数据中心节能降耗的关键技术手段。文章以数据中心自然冷源利用为研究对象,确定了蒸发冷却间接供冷方式下自然冷源利用临界湿球温度的推荐值;分析了全国主要气候区自然冷源利用潜力;提出了自然冷源利用敏感性的概念;以夏热冬暖地区某典型数据中心为例进行了自然冷源利用的节能效果分析。结果表明:数据中心自然冷源利用的临界湿球温度上限为16℃时,全国大部分地区的自然冷源可利用率超过50%;温和地区自然冷源敏感性最高;夏热冬暖地区数据中心利用自然冷源时,全年综合COP值可提高23.7%,节能率为19.2%。

过渡季节应用自然冷源的设计方法

在计算通风空调切换温度基础上,提出过渡季应用自然冷源的设计及节能评估方法,通过采用过渡季通风量控制策略减少风机运行能耗。上海地区某高大厂房采用此方案,与过渡季空调方案相比,负荷率0.8时,空调主机年节能率为29.3%,卸载控制策略时的风机能耗为风机满载运行时的41%～56%。提出以日期作为通风空调运行切换依据,并定量分析不保证率与节能率的关系。

自然冷源过冷补气的空气源热泵实验研究

为了解决空气源热泵在低环境温度下运行时制热性能降低,排气温度升高过快的问题,提出了带自然冷源过冷补气的空气源热泵循环原理,针对R32工质搭建了实验系统.在低温制热工况下,研究系统随自然冷源的流量、补气压力及蒸发温度等参数的变化规律,并与单级压缩系统及普通补气压缩系统进行比较.结果表明,带自然冷源过冷补气的R32压缩系统可以获得更低的排气温度,与单级压缩系统相比,排气温度降低28～32℃,制热性能系数(coefficient of performance,COP)提高34. 4%～41. 2%;与普通补气压缩系统相比,排气温度降低10～18℃,但制热COP降低3. 5%～8. 9%.

自然冷源陈列柜食品冷藏机理的实验研究

通过实验研究的方法,将自然冷源引入冷藏陈列柜中,在风幕送风速度为1.2 m/s,室外湿度40%RH,室内温湿度为25℃、60%RH的工况下,研究食品包温度随自然冷源温度的变化规律。实验结果表明:自然冷源陈列柜可以保证食品的贮藏温度,每层搁架食品包温度变化趋于一致;随着自然冷源温度的升高而升高;当自然冷源温度低于0℃时,自然冷源和回风联合循环;当自然冷源温度处于0~3℃范围内时,完全利用自冷冷源供冷;当自然冷源温度高于3℃时,完全利用陈列柜制冷系统供冷。

自然冷源应用于小基站的节能效果

在济南某基站安装了笔者自主研发的自然冷源降温系统,对其室内降温特性进行了测试分析。结果显示,其节能效果随室外温度降低而提高。对测试数据进行了拟合分析,代入济南近6年天气温度离散逐时值,计算了不同室内温度上限值时的能耗数据,结果显示新系统节电率和节电量随上限值的升高而分别提高和降低。基于2016年天气数据,室内温度上限值为22,26,28,30℃时自然冷源降温系统的节电量分别为3 425.76,2 929.88,2 403.97,1 784.22 kW·h,节电率分别为28.44%,37.66%,42.57%,50.77%。

基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统研究

提出基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统。由于热湿分别独立处理,所以无需常规低温冷源即可对空气进行除湿,该文采用自然深井水作为冷源提供冷量,并主要依靠太阳能为稀溶液的再生提供热量,驱动溶液除湿空调系统。以青岛的一座采用风机盘管加新风系统的4层综合楼为例,分别计算采用传统压缩式制冷和该文提出的溶液除湿系统两种方案的耗电量,计算结果表明,基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统节电约29.65%,具有良好节能性。

两种自然冷源过冷对热泵制热性能影响的对比

利用自然冷源过冷能够改善热泵的低温制热性能。本文提出主路过冷和辅助回路过冷两种利用自然冷源过冷的循环原理,对其进行理论分析,并搭建了实验台。针对R32为工质的蒸气压缩式热泵进行实验,研究热泵在主路过冷、辅助回路过冷及单级运行模式下,排气温度、制热量、制热COP等参数的变化规律。结果表明:在冷凝温度为40℃,蒸发温度为-20～5℃,吸气过热度为5℃的条件下,当过冷体积流量增加0.02 m^3/h时,主路过冷系统与辅助回路过冷系统的排气温度分别降低6.8℃和8.2℃;制热量分别降低6.4%和10%;制热COP分别降低2.5%和5%。