两种部分负荷比PLR的定义辨析

对于工程上应用的部分负荷比(PLR)的定义和美国ASHRAE的定义的不同,利用变频多联空调的试验数据作了对比分析。结果表明,两种PLR定义值的误差在7%以内,使用工程定义的PLR,可以满足工程应用的精度要求。同时,通过比较在不同室内外空气参数条件下PLR与性能系数COP的关系,证明它们之间不存在确定的关系,指出研究两者的关系应该在确定的室内外工况下进行。

基于运行大数据的长江流域家用多联机系统部分负荷运行特性分析

长江流域家用空调的运行特性一直是学者们关注的焦点,然而前期的研究一般以分体式的挂机或柜机为研究对象,针对家用多联机的部分负荷特性的研究相对缺乏。基于长江流域家用多联机的运行大数据,分别从冬夏两季、全时段、不同时段、不同城市多方面对该地区3个典型城市的部分负荷运行特性进行了量化分析;然后分析了对多联机系统功率的影响因素,并基于多种影响因素与机组运行功率的耦合关系,开发了系统功率的预测模型,基于该模型对家用多联机系统的节能潜力进行了讨论。研究结果表明:对于家用多联机系统,其夏季部分负荷率在30%~60%之间的占比最大,达到48.4%,其冬季部分负荷率小于30%的占比最大,达到59.7%;家用多联机系统在不同季节、不同城市、不同时段下的部分负荷特性均存在差异;与此同时,系统负荷需求和系统部分负荷率对系统功率的影响最大,基于本研究开发的系统功率预测模型,当负荷需求较低时,将18、16、14 kW的机组容量分别调整至16、14、12 kW后,夏季制冷模式功率下降了7%~13%,冬季制热模式功率下降了3%~22%,因此,对于在一定环境工况下低负荷运行时间占比较大的用户,适当匹配稍小的机组容量(提升部分负荷率),将有助于系统节能。该研究结论可为家用多联机的性能开发、运行控制逻辑优化、设备选型提供数据支撑与参考。

考虑部分负荷特性的可再生能源多能互补系统建模

为助力实现“双碳”目标,构建了包含风能、光能、生物质能的可再生能源多能互补系统。首先,设计了系统的物理结构并确定了“以电定热”的运行策略;其次,针对传统稳态建模精度低、结果误差大等不足,提出了考虑部分负荷特性的系统动态建模方法;最后,提出了NSGA-Ⅱ算法(非支配排序遗传算法,Nondominated Sorting Genetic Algorithms,简称NSGA)结合指标赋权的系统配置优化方法。结果表明:相较于稳态模型,动态模型下的系统运行结果对于实际工程建设更具指导意义;优化后动态模型的系统综合性能较两组稳态模型分别提高了52.2%和14.6%,能够较好地优化系统配置。

综合部分负荷性能系数测量不确定度分析

利用间接测量量的不确定度理论,建立空调产品综合部分负荷性能系数(IPLV)合成不确定度计算模型,以某型号低环境温度空气源热泵(冷水)机组为例,对其IPLV测量结果的测量不确定度进行分析,结果表明:功率测量引入的B类标准不确定度对IPLV的影响较大,其次是进/出水温度和水流量测量因素,IPLV的A类标准不确定度对合成标准不确定度的影响可以忽略;空调产品IPLV的测试需要重点关注仪器仪表的精度,较高精度的仪器仪表能够有效降低空调产品IPLV的测量不确定度。

地下车站冷水机组部分负荷性能系数研究

部分负荷性能系数的概念综合考虑了气象因素、实际负荷及运行条件,便于在更贴近实际使用条件下对机组进行比较、评价,有助于促进机组实际运行性能水平的提高,目前已被空调行业广泛采用。国标定义的部分负荷性能系数具有广谱性,力求覆盖全国各气候区及各种建筑类型。地铁车站应用场景下,空调负荷有其固有的特点,不宜直接采用国标定义的部分负荷性能系数定义工况点及计算方法。本文选取我国不同气候区域的代表城市,在深入研究地下车站空调负荷特点的基础上,提出适应于地下车站应用场景的部分负荷性能系数定义工况点及相应的计算方法。

混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动试验研究

通过三峡电厂升水位试验数据分析了混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动主频的变化趋势,指出了目前两种用于计算尾水管涡带频率公式的适用性不足。试验数据表明,定水头下尾水管压力脉动主频在部分负荷低负荷段随着水轮机流量的增大有减小的趋势,在部分负荷高负荷段中呈"V"型分布,这种"V"型分布与尾水管固有频率相关;定导叶开度情况下,部分负荷下尾水管压力脉动主频与水头没有必然联系;试验同时表明,部分负荷下尾水管压力脉动对机组稳定性参数具有直接影响,是引起机组稳定性参数变化的主要原因。

部分负荷下混流式水轮机转轮叶片变形对流场的影响

将CFD流动分析软件与结构刚强度软件有机结合,对混流式转轮在不同工况下的流动进行分析。通过程序将流场参数加载到结构分析软件上,对变形后的叶片再次进行网格划分流场计算,并计算出混流式转轮叶片上的应力和变形,详细分析了转轮变形后的流场,达到了真正意义上的流固耦合。研究结果表明:最大应力发生在转轮叶片的出水边与上冠的连接处,应力集中较明显,易于发生疲劳破坏。产生最大变形的部位是转轮叶片的出水边与下环的连接处,且从上冠到下环变形量逐渐增大,即此部位就是叶片振动的敏感区域;转轮变形后对水轮机内部流场的影响表现在叶片进口边头部压力增大,叶片出口边靠下环处流速增大、压力下降,空化性能降低。变形后的流场使得尾水管内部的涡带产生、紊动加剧,说明叶片变形后对水轮机内部流场的影响是引起水轮机裂纹和振动的真正原因。

部分负荷工况下螺杆制冷压缩机特性试验研究

研究了采用不同工质时螺杆制冷压缩机在部分负荷工况下的性能特性。通过录取半封闭螺杆压缩机工作过程指示图(p-V图),获得了部分负荷下螺杆制冷压缩机的效率及其变化规律,并根据部分负荷下压缩机内容积比的变化,对这种变化规律进行了解释。随后对螺杆压缩机采用R22、R134a、R404A、R407C四种不同工质时,在部分负荷工况下的性能变化规律进行了分析比较。研究结果表明:随着负荷的降低,压缩机的绝热效率和绝热指示效率都会有明显的下降,但机组系统的性能系数Pco会有明显的上升;使用R22工质时机组的使用部分负荷值VAPL为最佳。

部分负荷下二次泵水系统管网特性研究

用Flowmaster软件对二次泵变流量空调水系统在末端压差控制和供回水干管压差控制下的管网特性进行了分析,结果显示,在末端压差控制方式下,部分使用率时系统各支路出现欠流量状态;在供回水干管压差控制方式下,部分使用率时系统各支路出现过流量状态;集中空调水系统的流量分配不仅与系统中的热用户使用率有关,还与热用户分布密切相关。提出了一种变压差控制算法,通过模拟分析发现,部分使用率时各支路的流量分配都得到明显改善。

计算部分负荷性能参数正确选择冷水机组

推导出了计算空调季节总能耗、总制冷量、季节能耗指标及季节能效比的简单公式,算出了评价各种冷水机组在整个空调季节运行综合性能的参数——部分负荷性能综合值,阐述了从能耗角度选择冷水机组的原则。

部分负荷下螺杆制冷压缩机几何特性研究

基于螺杆压缩机的工作特点,确定部分负荷下各工作过程的特征角度,建立了有效旁通面积和有效径向排气面积的计算模型,从而可以准确得到不同负荷下任一转角所对应的流通面积,为部分负荷下螺杆制冷压缩机工作特性研究奠定了基础.考察了固定块长度以及滑阀相对气缸端面的安装位置等关键设计参数对压缩机部分负荷下内容积比、有效旁通面积和有效径向排气面积的影响.研究表明,若运行工况压力比单一,固定块应选择固定式,其长度取转子长度的20%～25%为宜,若运行工况压力比多变,应选择可调式固定块,而滑阀相对气缸端面的安装角度应在安装空间允许范围内尽可能大,以提高螺杆制冷压缩机在部分负荷时的性能.

部分负荷工况下水泵水轮机的空化特性

为研究部分负荷工况下水泵水轮机空化系数改变对内流特性的影响,采用RNG k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,对某抽水蓄能电站模型机进行了全流道非定常空化流动数值计算,并分析了机组处于不同空化阶段时的水力性能及内流状态.研究结果显示:逐步发展的空化会引起水力效率降低和轴向力显著增大;部分载荷时,空化产生的涡带起源于泄水锥处,呈螺旋形向下游低速运动;随着空化系数的减小,涡带形态逐渐由细变粗,低压区覆盖范围向外扩展,沿半径方向的速度变化更加急剧.在空化涡带旋进的过程中,流道内出现了严重的二次回流,主流沿着锥管壁面向下游推进,引发壁面的冲撞而引起激烈的振动,这种结果对机组的稳定高效运行非常不利.

控制参数对增压缸内直喷汽油机部分负荷下微粒排放特性的影响

为研究控制参数对缸内直喷(GDI)汽油机微粒排放特性的影响,在一台GDI汽油机上,当控制冷却液温度为(85±2)℃、点火正时为上止点前30°时,研究了部分负荷下喷油压力、喷油正时和过量空气系数对微粒的粒径分布特性和数量浓度排放的影响。结果表明,增大喷油压力,微粒数量浓度峰值及其对应的粒径均减小。发动机转速提高,微粒的总数量浓度升高;1 500r/min时的积聚态微粒排放高于核态微粒排放,2 000r/min和2 500r/min时核态微粒排放高于积聚态微粒排放。喷油正时为上止点前270°时,微粒排放最低;喷油正时为上止点前330°时容易形成较多较大尺寸的微粒,微粒数量浓度比其他喷油时刻高出一个数量级。增大过量空气系数,采用偏稀混合气可以降低微粒排放数量,采用浓混合气,核态微粒数量浓度高于积聚态微粒。该结果可为增压缸内直喷汽油机微粒排放特性研究提供参考。

冷水机组综合部分负荷性能系数(IPLV)计算公式的更新

分析了我国IPLV公式修订的必要性,对IPLV的影响因素进行了分析,并对其计算方法进行了改进;明确了IPLV的计算方法和步骤,通过大量数据分析,提出了IPLV计算所需各项权重系数的确定方法并给出了具体数值;基于典型公共建筑模型数据库对IPLV公式进行了计算,得出了适用于当前我国冷水机组性能水平及使用特点的IPLV公式。

多机组空调系统部分负荷下的节能策略研究

针对冷水机组大部分时间都是在部分负荷下运行的现状,提出了一种多机组空调系统并联的节能策略.运用模型仿真和试验验证手段研究节能优化运行策略对机组性能改善效果.试验结果表明:当机组由100%负荷降为50%负荷时,机组的冷凝温度由47.2℃下降到42.5℃,蒸发温度由2.2℃上升到3.5℃,COP值提高9.5%.从而表明该节能策略对多机组空调系统在部分负荷下的性能改善具有较大潜力.同时针对试验结果与仿真结果存在的差距,分析了产生的原因并提出了进一步的改进措施.

数码涡旋多联式空调系统制冷运行部分负荷特性实验

以数码涡旋多联式空调系统为研究对象,通过研究其在夏热冬冷地区制冷运行时部分负荷条件下的运行特性,分析小时能效比、小时耗功随部分负荷率、室外温度的变化规律。研究结果表明:不论室内机开启台数和室外温度如何变化,小时耗功和小时能效比在室内外工况一定时随部分负荷率分别呈下凹和上凸曲线分布,数码涡旋多联式空调机组在部分负荷时具有很好的节能特性;室内机全开、部分负荷率在0.52～1.08范围内,室外温度较高时,小时耗功随部分负荷率增加而增加的趋势更显著,不利于系统节能运行,而室外温度较低时,小时能效比随部分负荷率增加而增加的趋势更显著,有利于系统节能运行;室内外温度一定、部分负荷率相同时,小时耗功随室内机开启台数的增加而减小,小时能效比随室内机开启台数的增加而增加。

小型直燃型吸收式机组部分负荷特性的实验研究

部分负荷工况是制冷系统常见的运行工况 .对于只带有一个燃烧器的小型直燃型机组 ,采用燃烧器间歇运行的方式 ,实现了小型直燃型吸收式机组的部分负荷运行 ;研究了过渡过程中发生器等部件的性能参数的变化 ;分析了压力。

风冷热泵机组部分负荷变工况下优化风量的初步研究

建立了风冷热泵机组冷凝器的数学模型,分析了风量调节方式对COP的影响,得到不同工况不同负荷率下的最优风量变化曲线。结果表明,同负荷率下工况的变化对最优风量比例影响较小,而负荷率的变化对最优风量比例影响较大。针对某特定机组,部分负荷率大于50%时应采用定风量调节,部分负荷率小于50%时应采用变风量调节;部分负荷率为25%时,选用最优风量COP可提高8%。同时,基于模拟结果,对风机选型也提出了新的看法。

上海地铁1号线车辆空调系统的部分负荷特性分析

基于上海地铁1号线车辆客流量的实时统计数据,对上海地铁1号线车辆空调系统在制冷季的实时负荷进行了计算,并分析了地铁车辆空调系统的部分负荷特性。分析结果表明,上海地铁1号线车辆空调系统的负荷在额定值的25%、50%和75%以内的累计出现时间分别占整个制冷季车辆空调系统运行时间的35%、71%和92%;在24℃～34℃的环境温度范围内,车辆空调系统负荷的累计出现时间约占整个制冷季车辆空调系统运行时间的79%。因此,如果地铁车辆空调系统能在部分负荷工况下以较高的能效比长时间运行,将节省较多的空调系统能耗。

蒸汽型双效吸收式冷水机组部分负荷性能

为了分析蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组部分负荷工况性能,建立了机组非线性耦合数学模型.由于该模型变量多,溶液温度、浓度取值范围相互制约,采用子空间置信域法进行求解.通过机组部分负荷工况性能测试试验,验证了模型的正确性.最后模拟分析了4种运行模式下机组部分负荷工况的蒸汽耗量、机组性能系数(COP)和综合部分负荷性能系数(IPLV).结果表明以冷水入口温度为控制信号,变溶液循环量的运行模式下机组性能最好,比定溶液循环量调节运行模式可节省约20%的能耗量.