Thermodynamic Simulation of CCP in Air-Cooled Heat Pump Unit with HFCs and CO₂Trans-Critical

The exergy analysis and finite time thermodynamic methods had been employed to analyze the compound condensation process (CCP). It was based on the air-cooling heat pump unit. The cooling capacity of the chiller unit is about 1 kW, and the work refrigerant is R22/R407C/R410A/CO2. The MATLAB/SIMULINK software was employed to build the simulation model. The thermodynamic simulation model is significant for the optimization of parameters of the unit, such as condensation and evaporation temperature and mass flow of the sanitary hot water and size of hot water storage tank. The COP of the CCP of R410A system is about 3% - 5% higher than the CCP of the R22 system, while CCP of the R407C system is a little lower than the CCP of R22 system. And the CCP of CO2 trans-critical system has advantage in the hot supply mode. The simulation method provided a theoretical reference for developing the production of CCP with substitute refrigerant R407C/R410A/CO2.

夏热冬冷地区空调冷热源配置的多目标优化

为实现“双碳”背景下清零建筑直接碳排放的目标,夏热冬冷地区建筑空调冷热源越来越多地采用空气源热泵加水冷式冷水机组的复合架构。其中,空气源热泵冬季供热,夏季与水冷式机组共同供冷。由于空气源热泵供冷能效较低,提高水冷式机组容量配置,尽可能使之分担更多的冷负荷,有利于降低系统供冷能耗,但系统投资也将随之上升。因此,有必要研究复合架构下空调冷热源配置的综合优化方法。利用层次分析法,计算空调冷热源系统的节能性、环保性、经济性、节材性等不同目标维度的权重,建立空调冷热源的综合优化目标函数。设计空调冷热源配置的优化流程,并以上海某办公建筑为例进行分析。结果表明,随着水冷机组容量的增加,空调冷热源系统的全年能耗降低,耗材生产能耗、折算年费上升,而碳排放呈先降后升的规律。多目标优化方法可以更好地实现各项指标之间的平衡,为相关研究及实际项目决策提供参考。

武汉某国际商务区暖通空调冷热源工程设计

武汉某国际商务区江水源能源站项目被评为湖北省2019年建筑节能示范工程,本文对该项目的暖通空调冷热源工程设计进行了介绍,阐述了采用可再生能源——江水为冷、热源、利用热泵技术为商务区提供空调用冷、热水的方案,介绍了冬季供冷的四管制设计思路,同时对空调水系统进行了设计,阐述了采用二次泵+一次泵变流量设计的合理性等;设计内容可为大规模商务区集中供冷供热的暖通空调冷热源系统设计提供参考。

风冷热泵空调变工况冷却特性的研究

由于室内外温度、湿度和风速等参数随季节、时间段和天气条件发生变化,使得风冷热泵空调在不同工况下的耗能较大。为了实现建筑的环境效益和经济效益,研究风冷热泵空调变工况冷却特性。以国标系列压缩机参数数据库为基准,在变工况过程内对风冷热泵空调的系统工作简化处理,获取压缩机在制冷过程中的功率。按照建筑的应用特征,采用翅片管式的蒸发器分析换热量,根据制冷工质特质计算蒸发器换热量。选择分布参数法设定计算区间,简化制冷器的运行过程,构建平衡方程获取风冷冷凝器冷却流动特征,从而优化空调系统的运行策略,提高系统的能效比和降低能耗。仿真结果表明:进风量对风冷热泵空调的冷却性能有显著影响,进风量为350 m^(3)/h时制冷量为450~1200W,露点效率为0.52~0.89,进风量为550 m^(3)/h时出口干球温度满足舒适度需求(23~28℃),进风量为850 m^(3)/h时制冷量为520~1900W,露点效率为0.12~0.62。

基于复合式热源的天棚辐射供暖系统在住宅中的应用

在我国实现“碳达峰、碳中和”目标的大背景下,为响应南方地区人民对冬季供暖的热切呼声,亟待探索出适合南方地区气候特点同时又兼顾经济性、环保性的住宅供暖方式。以南方地区某新建住宅小区为例,对该区域住宅小区集中供暖系统不同热源形式进行了分析比选。详细介绍了地源热泵与风冷热泵联合供暖的热源方案比选思路、系统设置及运行原理,重点对这两种热源不同搭配比例下的经济性进行了对比分析;总结了该系统能源机房及地源侧设计要点;介绍了改善地源热泵系统地源侧土壤冬、夏热量不平衡的方法;提供了天棚辐射系统夏季辅助供冷运行的判断条件;介绍了天棚辐射供暖末端在住宅中的设置方式及构造做法。

离心式空压机余热制冷/热系统分析

离心式空压机余热以压缩空气的热能为主,通过采用换热器回收空压机余热用于冬季供暖和夏季制冷。离心式空压机余热的回收量主要受压缩空气排气温度、换热器排气端差及热水进出口温度共同影响。建立了进气温度、相对湿度及压缩后空气压力与压缩后空气露点温度的关系曲线,结果表明压缩空气的露点温度随着进气温度、相对湿度、压缩后压力的升高而升高。由于热回收后的排气温度仍然很高,余热主要以压缩空气显热为主。实际应用中,热电比为47.3%、冷电比为23.4%。在余热制冷方面,制冷量主要受热水型吸收式冷水机组驱动热水温度和性能系数影响,采用两级热水型吸收式冷水机组与系统匹配性更好,使用更为普遍。系统总投资回收期为0.38 a,收益主要来自于供暖;制冷设备投资回收期为1.82 a。

浅析板管蒸发冷却式无霜空气源热泵及其设计应用

在常规板管蒸发冷却式冷水机组设计的基础上,借鉴了热源塔热泵系统使用防冻液喷淋的防冻措施原理,将其应用在板管蒸发冷却式冷热水机组上,并对板管蒸发式换热器及系统进行设计改进,使其适用于冬季制热工况,从而形成板管蒸发冷却式无霜空气源热泵机组。机组夏季采用板管蒸发式换热器作为冷凝器,相比于空气源热泵降低了冷凝温度,提高了系统的性能系数。冬季使用防冻液喷淋,设备运行无除霜循环,系统供热稳定,大大提高了室内侧的热舒适性。试验研究了不同溶液再生方式下的机组性能,结果表明:利用过冷热再生模式进行溶液再生时机组性能最优,在制热量不衰减的情况下性能系数仅下降了2.5%~5.1%。机组适用于夏热冬冷地区及部分纬度较低的寒冷地区。

酒店项目中风冷热泵供应生活热水的效益评估与优化

分析风冷热泵原理及其在酒店的应用价值,介绍在酒店生活热水系统应用风冷热泵的设计流程,以某酒店项目为对象,评价该技术的应用效益与优化效果。结果显示,风冷热泵相较于传统锅炉供热水方式,其运行成本低,投资回报期短,投资效益更好。

一体式多能源耦合热泵机组的性能研究

传统空气源热泵机组在低环境温度中运行的能效低,随环境温度的降低,制热量衰减严重,且存在潮湿天气下运行时结霜严重、化霜时影响用户采暖效果等问题。以一体式多能源耦合热泵机组为研究对象,建立了实验平台,通过测试对该热泵机组的性能系数(COP)进行分析研究。研究结果表明:1)一体式多能源耦合热泵机组采用模块化设计,安装快捷方便,系统控制简单,且初始投资较低。2)通过全流道双效集热板和风冷换热器可吸收自然环境中的太阳能、空气能、水汽能等多种能源,实现了一机多能源互补,有效解决了传统空气源热泵机组在环境温度低时能效低、在极端寒冷天气下不能正常运行的问题。3)在环境温度为2.2~3.8℃,日均太阳辐照度为476 W/m^(2)的条件下,一体式多能源耦合热泵机组的输出功率为72.3~76.1k W,COP在3.4~3.5之间,比传统空气源热泵机组的COP提高了22%左右。

基于改进BP神经网络的风冷热泵除霜智能控制方法研究

当前的智能除霜过程没有考虑机组本身对除霜的影响,造成以BP神经网络为主的控制方法能耗高,效率低。该文提出改进BP神经网络控制风冷热泵除霜控制方法。结合质量守恒定理,明确风冷热泵中湿空气和风机翅片管热器间的换热关系,通过计算控制单元进口和出口处含湿量差值得到风冷热泵的结霜量;使用北方苍鹰优化算法改进BP神经网络,将空气侧换热器结霜相关参数和机组系统对结霜的影响参数作为网络输入,基于结霜量输出换热器除霜开始时间和加热结束时间,实现风冷热泵除霜智能控制。实验结果表明,所提控制方法可在170 s以内解除冻霜,并将结霜过程中的运行压力波动维持在0.3 MPa,降低能源消耗的同时加快了除霜效率,确保空调设备能高性能平稳运行。

2023年我国制冷空调行业市场分析

通过对我国制冷空调市场统计数据的全面分析,详细阐述2023年我国制冷空调市场发展情况及变化趋势。2023年,在高质量满足市场需求的同时,我国制冷空调行业深入贯彻落实新发展理念,不仅主要指标再创历史新高,而且实现了质的有效提升。2024年,我国经济将稳步扎实发展,对制冷空调产品将呈现多样化的需求,预计制冷空调行业总体将保持与国民经济同步发展,并逐渐加大提质增效步伐。

四川某学校整体迁建工程空调系统设计探讨与分析

该文以某学校空调系统设计为工程案例,根据建筑特点、各功能区使用要求,对整个项目的冷热源和空调系统进行简要介绍,重点介绍礼堂空调系统,并针对项目投入使用后现场出现的问题,分析原因并提出解决方案,最后总结项目疑难点,可供同类项目参考。

暖通空调设计研究——以某学院综合性图书馆工程为例

为优化综合性图书馆的暖通空调设计,以某学院图书馆工程为例,对其冷热源及供暖空调系统中模块化螺杆式冷水机组的应用及其优点展开探讨。分析了地下建筑的特点并介绍了HVA-SR热泵式热回收型溶液全空气机组在书库及档案库中的优点。阐述了工程中大空间区域空调系统的设计要点。研究显示,对于功能区域环境要求、空间结构及使用情况各不相同的此类建筑,除了要根据各区域使用环境要求设计系统外,还需综合考虑实际运行情况,合理划分系统、选用设备,从而达到节能、便于管理的目的。

基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙

随着人们对房间舒适程度要求的不断提升,新风系统逐渐成为空气调节系统中不可或缺的重要组成部分,但是新风系统造成的能耗不容忽视。为了降低新风系统的能耗,提高能量利用率,设计了基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙。该设计基于太阳能薄膜光伏发电技术,并加入了蓄电池保障其运行持久性,同时对现在普遍采取的排风热交换新风设备进行了改进,加入热电制冷热泵系统对新风实现双级处理。该装置适用风量范围为60~90 m^(3)/h;夏季为新风降温,送风温度在28~31℃,显热交换效率可达86.7%;冬季为新风升温,送风温度在12~20℃,显热交换效率可达79.0%。对比于只采用一级处理送风,该装置显热交换效率提升了26%~28%,实现了对新风的深度热回收,减少了空调设备耗能,达到住宅空调、供暖节能的效果。

风冷式热泵机组结构优化设计及散热性能研究

基于ANSYS ICEM软件对风冷式热泵机组进行物理建模和网格划分,在常规制冷工况下利用Fluent软件对运行机组进行温度场及速度场仿真模拟。分析其散热过程,并结合实验监测的方式进行研究。针对夏季高温风冷式热泵机组散热效率低下的问题,设计了一种辅助散热系统并进行结构优化,通过水帘预冷与雾化喷淋装置强化换热过程,提高散热效率、减少散热死区,并通过实验测试不同辅助装置对机组散热性能的影响。研究结果表明,增加辅助散热系统可有效提高机组散热效率。相同室外空气状态下,综合散热性能、蒸发效率以及经济性方面,雾化喷淋装置相比水帘预冷装置更有优势。

严寒地区地铁车站利用设备废热供暖研究

位于严寒地区的地铁车站,冬季时,为了阻挡出入口渗透进入车站的冷空气,需要设置电热风幕,同时为避免引入车站的新风凝露,也设置了新风预热装置,耗费大量的电能,且存在安全隐患。与此同时,车站内弱电、供电设备用房产生的大量热量还需要利用机械通风系统将热量排除室外,造成能量大量损失。针对地铁车站设备发热特点,结合常规的冷源形式,研究得出采用热回收型风冷热泵机组进行供暖和新风预热的方案,具有系统简单、控制简便、节能效果好、经济效益显著的特点,值得推广应用。

某数据中心暖通空调冷热源分析

通过分析武汉某数据中心项目空调负荷情况,进行冷热源系统设计。通过冷热源方案对比,对比分析初投资及运行能耗,探讨如何选择适合的冷热源方案,达到整个项目综合能效的最佳利用效率;对比分析各种工况下的主机运行策略。

空气源热泵冷热水两联供系统设计要点

相比传统户式中央空调,户式空气源热泵冷热水两联供系统的设计要求更高。如设计不当,在试运行时常出现运行不稳定甚至异常报警。从工程设计角度出发,对户式空气源热泵冷热水两联供系统的负荷计算、主机和冷热末端选型、水系统等关键设计点进行阐述,为该产品的设计施工人员做一参考。

冷凝器喷雾对改善空气源热泵制冷性能的实验研究

针对空气源热泵在夏季高温天气下制冷性能衰减的问题,提出在冷凝器翅片外部增设喷雾装置的方法,达到提升系统性能的目的。设计了不喷雾、向外喷雾、向内喷雾、向内喷淋四种实验工况。基于实验数据,分析了不同温湿度条件下四种工况的系统性能。实验结果表明,与未喷雾时机组的能效比(Coefficient Of Performance,简称COP)相比,向外喷雾时机组的COP最大增幅为4.67%,向内喷雾时机组的COP最大增幅为6.07%,向内喷淋时机组的COP最大增幅为6.70%;理论喷雾量与实际喷雾量对比结果表明,以室外干球温度25~30℃、相对湿度55%为例,向外喷雾的实际喷雾量约是理论喷雾量的90%,向内喷雾的实际喷雾量约是理论喷雾量的81%;提出喷雾节能比的概念,结果表明,向内喷雾的喷雾节能比最大,为最优喷雾方式。

空气源热泵冷热水机组应用于长江流域供暖的适应性分析及节能性提升

针对空气源热泵冷热水机组在长江流域的供暖应用,从气候特征、供暖水温需求、负荷需求等方面进行了适应性分析,从系统设计及识霜、抑霜控制等方面提出了节能性提升方案,并通过实验验证了提升效果。结果表明:出水温度35~50℃可有效满足供暖要求,同时能效较佳;模块化变频单级压缩系统能够较好地满足实际使用需求,可有效提升综合性能系数;基于最佳效率的压缩机加、卸载调度控制及基于最小换热温差的识霜、抑霜控制,可以较好地应对负荷需求,使机组运行在最佳效率点,制热工况性能系数最大提升20%。