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车用热泵空调系统的研究分析论文

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车用热泵空调系统的研究分析论文

目前我国铁路空调客车冬季取暖仍然以电加热器取暖为主,电加热器取暖方式操作简单、基本满足客车取暖的要求。但是,由于现在能源状况趋于紧张,对于冬季取暖仍然以电加热器取暖为主的铁路客车而言,就显得有些浪费能源。借助已得到广泛应用的房间热泵空调技术,通过理论计算与分析,对在南方地区运行的铁路空调客车冬季采用热泵取暖的可行性、经济性、可靠性等方面进行分析,认证了铁路空调客车冬季采用热泵空调取暖的可行性。关键词:铁路 客车 热泵 供热 分析1 铁路客车供热现状及问题随着铁路运行速度的不断提高,客车空调化是必然的进程,如何使铁路空调客车安全、快速、舒适、健康、高效运行,是铁路大提速的重要课题。目前我国铁路客车冬季取暖以电加热器取暖为主,电加热器取暖方式操作简单、基本满足客车取暖的要求;北方地区部分客车采用燃煤炉独立温水取暖装置,该装置也能达到客车取暖的要求,但乘务员操作强度增加,客室空气易被煤灰与煤烟污染;而电加热器耗电量太大,热效率不高,使用成本偏高,有的客车为了降低能耗,或避免火灾隐患,确保行车安全,行车中关闭车顶空调机组内新风预热器或通风机,以减少新风量,这样严重影响了客室的空气品质,在南方地区运行的客车,其车厢两侧的电加热器使用时间极短,使用效率极低。因此上述两种取暖都不是理想的取暖方式。近年来热泵技术在空调制冷行业得到广泛应用,技术也日益成熟,本文侧重于对铁路客车空调冬季采用热泵取暖进行探讨。2 热泵技术在空调客车上使用的可行性分析2.1冬季客车热负荷计算2.1.1车内所需要的供热量冬季铁路客车车内所需热量的计算公式为:Q=Q1+Q6-Q3-Q5(kW)式中:Q1——车内外温差通过车体隔热壁损耗的热量,并考虑车门窗泄漏的热损失,一般泄漏热损失按(0.1~0.15)Q1计算,则:Q1=(1.1~1.15)KF(tB—tH)(kW)Q6——送入车内Gkg/s空气所需的加热量,Q6=GC’p(tn—tc)=GHC’p(tB—tH)(kW)其中tH——车内空气设计计算温度(℃);tB——外气设计计算温度(℃);tn——空气加热后的送风温度(℃);tc——空气加热前的混合空气温度(℃);C’p——一空气比热(kJ/kg.K);Q3——n名旅客每小时散发的显热量,每人小时按64.55W计算;Q5——通风机与照明等散发的热量。计算时,取外气温度为-7℃,车内温度为18℃,泄漏的热损失系数为1.15,车体传热系数K=1.5W/(m2.K),车体传热面积F=310m2来计算,则有:Q1=1.15KF(tB—tH)=1.15*1.5*310*(18-(-7))=13.369(kW)硬座车所需热量:取定员为119人,新风量为20m3/h.人,则:Q6=GHC’p(tB—tH)=16.726kWQ=22.414kW硬卧车所需热量:取定员为67人,新风量为20m3/h人Q6=9.417(kW)Q=18.461kW软卧车所需热量:取定员为37人,新风量为20m3/h人Q6=5.2(kW)Q=16.181kW2.1.2单元式空调机组热泵循环供热量的理论计算根据不同工况下制冷量换算公式Q0b=Q0aλbqvb/λaqva,可计算出不同工况下的制冷量。对于KLD-29PQ和KLD-40PQ而言,其名义制冷量Q0a=29.07kW和Q0a=40.7kW时,查相关图得λb、λa;再由制冷系统换热器计算公式QK=Q0+W,可得到在不同外气条件下,单元式空调机组一个制冷系统热泵循环时的产热量分别如表1所示:不同外气温度条件下单元式热泵式空调机组的供热量 表170C00C-70C-150CKLD-29PQ(1个系统)17.751kW14.104kW12.686kW10.307kWKLD-40PQ(1个系统)25.105kW19.997kW18.011kW14.679kW冬季不同客车车种在-70C时,其所需热量与电加热器、单元式空调机组热泵的产生热量如表2所示:电加热与单元式空调热泵方式供热量比较 表2电加热器供热量热泵供热量车厢需要的热量YZ2524.15kW25.372kW(2个制冷系统)22.414kWYW2520.7kW18.011kW(1个制冷系统)18.461kWRW2520.7kW18.011kW(1个制冷系统)16.181kW注:YZ25车用两台KLD-29机组,共4个制冷系统;YW25与RW25车均用一台KLD-40机组,共2个制冷系统。2.2用电量比较现行的客车冬季的供热都采用电加热的方式,每车种所耗电量及单元式空调热泵循环时的耗电量如表3所示:电加热器与单元式空调热泵耗电量 表3电加热器用电量(全负荷)热泵用电量YZ2524.15KW16KW(13KW)(2个制冷系统)YW2520.7KW11KW(单个制冷系统)RW2520.7KW11KW(单个制冷系统)2.3经济性比较房间空调器的运行经济性与室内、室外的空气状态有十分密切的关系,性能系数是通常用来定量反映运行经济性的理论指标,热泵系统的性能系数为:COPT=供热量/消耗功率=T0/(T0-T1)式中:COPT--理论性能系数,W/W;T0--室内空气温度,K;T1--室外空气温度,K。考虑到种种热力不完善因素对实际热泵系统效率的影响,实际热泵系统的性能系数可以用下式表示为:COP=ξCOPT=ξ[T0/(T0-T1)]式中:COP--实际性能系数,W/W;ξ--热力完善度。根据有关资料表明,当T1=-19℃,T0=20℃时,性能系数的计算值仅为COP=1.0W/W。此计算结果的物理意义就是,如果系统的热力完善度不变,当室外气温降低至-19℃时,热泵系统的耗电量等于供热量,从运行经济性的角度而言,热泵循环与电热供热方式已经相等,随着气温进一步将降低,热泵系统的运行经济性将低于电热器。而在我国的长江流域及其以南地区,冬季气温一般都在-5℃以上(表4),即使特殊气候也不会起过-19℃。因此在这些地区采用热泵制热所消耗的电量肯定小于纯粹的电加热所需要的用电量。同理现在的客车供热如采用热泵供热,其消耗的电量小于现行的电加热所需要的用电量(上面的理论分析也证明了这点),客车运行的经济性是显而易见,同时,单元式空调机组的电加热器和客车车厢两侧的电加热器也可以取消,降低了客车的制造成本。长江以南主要城市冬季空气参数表:表4室外干球温度(℃)室外相对湿度(%)南京-673上海-475无锡-474杭州-477宁波-378南昌-374厦门673福州474长沙-381武汉-576桂林071汕头679广州570南宁575重庆282成都180贵阳-378昆明1682.4可靠性分析热泵技术的广泛应用是由于,在一定的运行条件下,与相同耗电量的电热器相比,热泵能够提供数倍的供热量,但是,热泵的运行特性受运行条件影响很大,尤其是室外气温。在室外气温较低时(比如-7℃以下),南方地区湿度较大时,热泵空调面临的主要问题是室外换热器的融霜和压缩机的运行情况。根据GB/T7725-1996《房间空气调节器》规定,热泵制热运行超低温工况是室外空气温度为干球温度-7℃,对应的湿球温度-8℃。而GB/T15765-1995《房间空气调节器用全封闭型电动机一压缩机》规定,其适用范围是蒸发温度在-15~15℃之间的房间空气调节器用全封闭型电动压缩机。虽然压缩机标准没有直接说明对应的空调器在热泵运行方式时,室外温度是多少,不过,根据目前房间空调器的实际技术配置状况,在热泵制热运行时,热泵系统的蒸发温度与室外侧空气进风温度相差5~10℃来推算,在蒸发温度为-15℃时,室外空气温度约为-5~10℃之间。而在我国的长江流域(比如上海、杭州等地区)及其以南地区,冬季气温一般都在-5℃以上,一年中气温低于-7℃的时间也是很少的。从而说明在我国的长江流域(比如上海、杭州等地区)及其以南地区客车如采用热泵循环还是可靠的。3 结论从理论分析可知,虽然热泵供热量随着气温的下降而减弱,但我国长江以南地区运行的铁路空调客车冬季取暖可采用热泵供热,即能保证乘客所需的新风量,也能满足冬季客车舒适、健康的要求。由经济性比较,采用热泵取暖不仅热效率高,耗电量小,降低了客车日常费用,还可以取消车厢两侧电加热器,降低客车制造成本。如果能解决热泵空调冬季结霜与融霜的问题,热泵技术在空调客车上使用是完全可行,且能确保行车安全。

浅析R407C在客车空调中的应用技术论文

随着城乡一体化进程的加快,带动了客车行业的持续发展,同时也带动了客车空调产业的迅速发展。但是,近年来全球气候变暖问题日益严重,引起了各国的高度重视。普遍认为,客车空调系统在提供舒适性小环境的同时也破坏了人类生存的大环境。

R407C 是一种安全、无毒、不破坏臭氧层的新型环保制冷剂,具有单位质量/ 单位容积制冷量大、能效比高、换热效率好等优点。西方发达国家有部分客车空调产品使用了R407C,其中冷王的R407C 制冷系统应用于客车已经量产商业化。在我国R407C 客车空调系统已从研究日渐走向应用,某些公司在客车空调系统中作过一些R407C 尝试应用,并有一定的成效[1- 2]。目前由于人们对这种非共沸工质的温度滑移、制冷剂成分变化后对系统的换热性能的影响不够了解,影响了R407C 在客车空调上的应用和推广。本文将客观地探讨客车空调系统应用国际社会倡导的环保工质R407C 的优越性,为R407C 客车空调器的研发设计提供参考。

1 R407C 与R134a 对比

1.1 制冷运行工况的确定

汽车空调系统与一般的空调系统的结构和使用条件均不同。客车空调90% 以上为非独立式空调系统。由于发动机转速变化很大,一般在700 ~2 300 r/min 之间,空调压缩机转速随汽车发动机转速的变化而相应变化;特别是城市客车运行于城市红绿灯区和停靠站之间,平均行驶车速约30 km/h,并且频繁停起和开关门,加之乘员变化很大,所以客车空调配置要求冷量大、制冷快。

根据客车空调系统随环境和车速而变工况的特点和实际情况,客车空调标准设计工况参数确定如下:冷凝温度50℃~60℃,蒸发温度0℃~5℃,过冷度5℃,过热度10℃,室外温度35℃,室内温度27℃,室内相对湿度50%,压缩机正常转速1 800 r/min。

1.2 综合性能分析

R134a 和R407C 都属于中温制冷剂,其中R134a 属于纯质制冷剂,R407C 属于多组分非共沸制冷剂。汽车空调中常用的制冷剂有R134a,但是R134a 有很多的缺点。它不但具有较高的、非常令人担忧的温室效应指数,而且R134a 亲油性差,还对铜有腐蚀性,但和铁、铝共存稳定性较好。另外,根据新的报道,R134a 在大气中分解会产生一种吸湿力较强的具有腐蚀性的液体,可在不同地方聚集,对人体的健康有一定的危害。而R407C 为非共沸混合工质,它是R32/R125/R134a 三种冷媒以混合质量比为23∶25∶52 而成的非共沸混合物。R407C 作为新型制冷剂正逐步被世人所认知,它具有清洁、低毒、不燃、制冷效果好、节能、环保等特点,已经大量用于空调行业。R407C单位容积制冷量大,热力性质优异,与酯类润滑油相溶;与铁、铜、铝共存,稳定性较好;但是具有较高的冷凝压力,在车载空调上使用有待进一步研究。

1.3 理论热力循环计算

1)纯工质R134a 热力性能计算。对于纯工质R134a,饱和温度和饱和压力是一一对应的。蒸发压力Pe 和冷凝压力Pc 可根据蒸发温度te 和冷凝温度tc 确定。

2)混合工质R407C 热力性能计算。由于R407C 为非共沸制冷剂,在相同压力条件下,相变时存在温度滑移现象,气相饱和温度(露点温度)和液相饱和温度(泡点温度)是不同的。本文选择露点温度和泡点温度的算术平均值作为确定工况点的等效平均温度。用线性插值方法计算出给定的蒸发(气相临界点)温度te和冷凝(液相临界点)温度tc相对应的蒸发压力Pe 和冷凝压力Pc。

3)热力性能计算方法和计算程序。根据上述R407C在给定蒸发温度te 和冷凝温度tc 下的蒸发压力Pe 和冷凝压力Pc 的确定方法,Pe 和Pc 及其te 和tc 成为了一一对应的关系。在确定了制冷循环的各状态点的温度后,根据过程特性,可以用NIST 制冷剂和混合制冷剂热力性质计算程序计算出h1、h2、h5、h0、v1 等。利用状态方程,根据各点状态参数,就可以计算出两种制冷剂在不同工况下的制冷循环的各项性能指标,包括单位质量制冷量、单位理论功、单位容积制冷量和制冷系数等。有关状态方程如下:单位制冷量q0= h1- h5;单位容积制冷量qv=q0/v1;理论比功w0=h2- h1;制冷系数COP=q0/w0;压力比π=Pc/Pe。

a. 实例计算。冷凝温度56.5℃,蒸发温度2℃,过冷度5℃,过热度10℃。特殊工况如表3 所示。冷凝温度60℃,蒸发温度0℃,过冷度5℃,过热度10℃。

实际工作中,上述方法比较繁琐,常利用R407C 制冷剂应用程序进行模拟计算,和上述方法相比,其计算误差<5%,在工程上是可以接受的。

b. 混合工质R407C 热力性能分析。由以上理论计算可知,在客车空调相同的.工况下,R407C 的单位理论功比R134a 约高16%,单位容积制冷量比R134a 高43%~50%;R407C 单位制冷量比R134a 高8%~10%,理论制冷系数比R134a 低5%~6%。在相同的工况下,R407C 的吸气压力比R134a 高54%~64%,排气压力比R134a 高50%~60%;R407C 的压力比比R134a 低3.5%~4.5%。

2 在客车空调应用中的技术探讨

2.1 R407C 系统的性能分析

R407C 单位容积制冷量比R134a 高43%~50%,可采用小排量压缩机达到相同制冷量;能减小客车空调压缩机和两器的体积和重量;能减少客车空调系统的安装空间,增加汽车的机动性和降低油耗。

市场上大客车空调主要使用的BOCK、Thermo King压缩机都有使用R407C 的产品[7- 8],制冷剂软管的爆破压力均高于12 500 kPa,已满足爆破压力是运行压力的5 倍以上的标准要求。因此,现有的汽车空调制冷系统的耐压性能够适应R407C 的要求。

空调压缩机作为空调系统的心脏,其安全保护一直是控制的重点。为防止损坏,需要有高压控制及防液击的措施。另外,由于汽车大多时间在外面行驶,受天气的影响,其压力变化较大。为防止系统高压过高,最好有安全泄压阀。

采用R407C 作为制冷剂时,在相同的工况下,R407C 的吸气压力比R134a 高54%~64%,排气压力比R134a 高50%~60%;系统的高、低、中压压力开关的动作压力值需要调整。同时为保证制冷系统的回油,设计管路时要考虑气体制冷剂的流速,水平管内为不小于3.8 m/s,竖直管内为不小于7.6 m/s。

2.2 R407C 系统的有关要求

1)R407C 系统对两器的要求。利用R407C 温度滑移的优势,城市客车空调换热器设计时可将两器设计成都是按逆流状态换热,以改善换热性能,并采取相应的强化换热措施,弥补采用R407C热传导性能较差的不足。

由于系统运行时压力比R134a 高,故对两器的要求也高。不光要考虑压力的因素,还要考虑汽车行驶过程中振动所带来的强度影响,最好有减振措施。

R407C 与空气的混合气体不得用于压力和检漏试验,因为可能会引起爆炸。推荐系统检漏压力为3.2~3.5 MPa,在满足换热要求的情况下,管壁的厚度最好大一些。例如,客车空调顶置蒸发器是铜管铝片式,建议铜管为φ9.525×0.41,翅片厚0.15,翅片距2.2 mm,翅片为亲水铝箔;流路按性能设计,但R407C 制冷剂在蒸发器内的流路长建议6~10 m,同时在冷凝器内的流路长建议14~18 m。

2)R407C 系统对膨胀阀和其它零部件的要求。

①膨胀阀。要选择R407C 专用膨胀阀;膨胀阀并不直接控制系统制冷量。针对城市客车在不同行驶速度下空调的变化性,膨胀阀在满足最大制冷量的同时,要求可调节范围大,性能良好。以丹佛斯公司的膨胀阀产品为例,制冷剂采用R407C,当制冷量为28 kW,选择型号为TDEZ8 热力膨胀阀;制冷量为21 kW,选择型号为TDEZ6 膨胀阀。

②管路。作为系统中的连接管路,泄漏一直是汽车空调最头痛的问题。R407C 系统排气压力很高,需要增加系统管路壁厚。又因其是非共沸混合物,如果系统泄漏,对性能的影响是很明显的,这就要求管路系统中尽量少接头,除干燥器需要经常更换、用可拆卸接头外,不推荐用可拆卸接头,尽量采用焊接,减少泄漏点,保证系统的密封。

③干燥过滤器。一般选用分子筛作干燥剂。分子筛是硅酸盐晶体,其晶体结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面很大的孔穴,能吸附分子直径比孔径小的分子。

干燥剂:确认两种适合R407C 冷媒用的干燥剂为XH- 10C 和XH- 11。泄漏要求:在R407C 最高工作压力3.4 MPa 下,干燥过滤器的年泄漏量不大于2.8 g/a。结构要求:为防止分子筛磨损,在干燥过滤器的内部加装弹簧固定分子筛,使得冷媒在干燥过滤器内部得到缓冲。安装位置:POE 油具有水解性,选择干燥过滤器安装在系统液管管路上的蒸发器入口处。推荐适用于客车空调干燥过滤器端面密封接口便于更换和维修。

④储液器。空调结构设计时,避免含有R407C 制冷剂的储液器过热。R407C 热分解将会产生具有强烈毒性和强腐蚀性的蒸汽。如果过热,储液器将会爆炸。

⑤ 兼容性。R407C 与R134a 的材料兼容性基本一致;R134a 在汽车空调系统中已经普遍使用,R407C 在工商制冷系统中已广泛使用;目前的材料技术已能满足R407C 的要求。因此,空调系统选用的密封件、软管、冷冻油等材料与R134a 系统相同。但是在高温高压下,一些金属在催化剂作用下可能发生化学反应,从而使制冷剂变质。当镁铝合金材料中镁的含量多于2%时,不能用于R407C 的空调系统。R407C 制冷剂还可能会与焊接零件的焊接剂发生反应。

⑥其它。R407C 空调系统中的截止阀和四通阀(电动客车热泵系统用)与其他制冷剂空调系统不同,必须使用专门R407C 的截止阀和四通阀。

⑦ 低温条件时,蒸发器入口处结霜明显,化霜感温器位置一般要避免选择此位置,以防止感温器频繁动作进入化霜程序,影响到制热效果。

3 结论

1)在客车空调标准工况下,R407C 系统能大大减小汽车空调压缩机和两器的体积和重量,对提高汽车的动力性能,降低能耗,节约制造成本具有很大的意义。

2)客车空调R407C 系统有较高的排气压力。在相同的工况下,有较大的压缩机扭矩、单位理论功比R134a 约高16%;制冷剂泄露会改变组分和热物性等。

3)通过提升汽车空调制冷系统的工艺焊接、加工生产工艺水平,升级气密性试压压力和爆破试验标准;通过调整管路和换热器的壁厚,提高对系统密封件、尤其是冷凝侧的气密性、强度和抗震性的要求;加大压缩机离合器的扭矩;应该可以弥补客车空调R407C 系统有较高排气压力的缺陷。

4)将R407C 用于客车空调制冷系统与R134a 相比,可以降低压缩机的排量和降低成本。考虑到重量因素和理论循环的制冷系数等,R407C 系统运行经济指标和安全可靠性方面,与R134a 基本相同。

5)采用R407C 空调制冷系统,体现了安全和环保新理念,是轻量化、舒适化及节能化的发展方向。

这个很好写,具体的我给你看一些部分吧,你参考参考。你大可按这样的方向去研究和分析。

一、汽车空调的过去与未来

汽车空调是指对汽车座厢内的空气质量进行调节的装置。不管车外天气状况如何变化,它都能把车内的湿度、温度、流速、洁度保持在驾驶人员感觉舒适的范围内。

二、汽车空调的特点

众所周知汽车空调是以采用发动机的动力为代价来完成调节车厢内空气环境的。了解汽车空调的特点,有利于进行汽车空调的使用和维修。

2.汽车空调所需的动力均来自发动机。其中轿车、轻型汽车、中小型客车及工程机械,空调所需的动力和驱动汽车的动力均来自一台发动机。

3.汽车空调的特定工作环境要求汽车空调的制冷、制热能力尽可能的大。

1)夏天车内的乘客密度大,产热量大,热负荷高;冬天采暖人体所需的热量亦大。

(2)为了减轻自重,汽车隔热层一般很薄,加上汽车门窗多,面积大,所以汽车隔热性差,热损大。

(3)汽车的工作环境因在野外,直接受阳光、霜雪、风雨等的影响,环境变化剧烈。

三、汽车空调的性能评价指标

1.温度指标

温度指标是指最重要的一个环节。

2.湿度指标

湿度的指标用相对湿度来表示。因为人觉得最舒适的相对湿度在50%--70%,所以汽车空调的湿度参数要控制在此范围内。

3.空气的清新度

由于空间小,乘员密度大,在密闭的空间内极易产生缺氧和二氧化碳浓度过高。

4.除霜功能

由于有时汽车内外温度相差很大,会在玻璃上出现雾式霜,影响司机的视线,所以汽车空调必须有除霜功能。

5.操作简单、容易、稳定。

汽车空调必须作到不增加驾驶员的劳动强度,不影响驾驶员的视线的正常驾驶。

汽车空调的组成与原理

一、汽车空调的制冷原理

压缩机运转时,将蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气吸入并压缩后,在高温高压(约70℃,1471KPa)的状况下排出。

二、汽车空调的主要功能

制冷系统原理

三、汽车空调的组成

汽车空调一般主要由压缩机、电磁离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇等组成。

四、汽车空调系统分类(按动力源分)

独立式空调:有专门的动力源(如第二台内燃机)驱动整个空调系统的运行。

五、汽车自动空调系统

汽车自动空调系统指的是根据设置在车内外的各种温度传感器的输出信号

汽车空调的检修

一、汽车空调检修的基本工具

二、汽车空调制冷系统检修的基本操作

三、制冷剂的补充

四、制冷系统内的空气排除

五、冷冻油的加注

六、空调系统定性检查

七、空调系统的定量检测

八、制冷系统性能实验

九、非独立空调系统的检修

地源热泵空调系统毕业论文

介绍有关空气源热泵产品的机型、性能、报价及应用场景

张新世

(中原石油勘探局勘察设计研究院)

论文摘要:本文介绍了地源热泵的概念及工作原理,随后详细地论述了地源热泵的特点,和地源热泵在我国发展的限制条件,并介绍了地源热泵在国内使用情况及发展前景,最后鲜明地指出地源热泵技术是目前对人类最友好最有效的供热供冷技术。

1 地源热泵的概念和工作原理

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(包括地下水、土壤和地表水)即可供热又可供冷的高效节能空调系统。利用逆卡诺循环,通过输入少量高品位的电能,实现低品位热能向高品位热能转移。热泵一般有蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀四部分组成。

地源热泵的工作原理是:在夏季,热泵机组将建筑物中的热量取出,转移释放到地层中;在冬季,则从地层中提取热量,向建筑物供热。通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量。

2 地源热泵的特点

我们知道在地球表面以下一定深度的地温全年相对恒定,地源热泵利用浅层地热作为冷热源,这样就排除了环境因素的影响,与其它供热供冷系统相比,具有以下显著特点。

2.1 利用的是可再生能源

地源热泵在夏季吸收建筑物散发的热量并在浅层地下保存起来,一部分热量在冬季供建筑物的采暖,另一部分热量则直接散发到空气中。就全年来说,建筑物利用浅层地热的热量或冷量大体是相等的。所以说,地源热泵利用的是可再生能源。

2.2 高效节能

由于地源热泵的热源温度全年一般为10~22℃,冬季供热时,水体温度比环境温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。夏季制冷时,水体温度比环境温度低,冷却效果提高,机组效率也提高。水源热泵的制冷制热系数可达4.0以上,与传统的空气源热泵相比,高出40%左右,其运行费用仅为普通中央空调的50%~60%,与电热锅炉和电热膜供热相比,节约70%左右的电能。

2.3 环保效益显著

水源热泵运行时,需要的仅仅是水源水的热量或冷量,水质不发生任何变化,也不产生任何污染,不耗水、排烟,不产生灰尘,仅仅消耗少量的电能。

从耗电方面来说,节能就是环保。使用水源热泵导致的污染物排放,比空气源热泵减少40%,比电锅炉减少70%。虽然地源热泵也使用制冷剂,但比常规空调减少25%的冲灌量。地源热泵在工厂内整装密封完好,不会像分体空调那样安装时易产生泄漏。

2.4 一机多用

一套地源热泵就可以实现供热、供冷和生活热水供应。即用一套设备可以代替原来的锅炉加空调两套系统,所以一次性投资仅是传统供热制冷的50%~70%。特别是在夏季供冷时,可以利用热泵产生的费热,免费为用户提供生活热水。所以,地源热泵特别适用同时有供热供冷和生活热水供应的建筑。

2.5 节省土地资源

水源热泵除主机和循环水泵外,没有其它安装设备。与锅炉房相比,省去了水处理间、风机间、烟囱、煤场和渣土场,节约了土地资源。

2.6 运行稳定可靠、使用寿命长

由于地源热泵的水体温度稳定,与空气源热泵相比,免除了结霜和除霜的影响。热泵的运转部件少,基本上不需要维修,运行稳定可靠,使用寿命可达20年左右。

2.7 自动化程度高

地源热泵一般是全电脑控制,可根据外部负荷的变化,调整压缩机的工作数量,并设有压缩机超温保护、断水保护等多种保护措施,可实现无人值守。

3 地源热泵供热系统的组成

地源热泵工程一般有地源水系统,热泵机房和末端风机盘管散热系统三部分组成。根据地源换热系统的形式又分为开式环路系统和闭式环路系统。

开式环路系统是将水从水井(包括湖泊和河流)中抽出,送入热交换机组进行热交换,提取热量或冷量后的水再回灌到水井中。开式环路系统用水一般只进行简单的水处理,会引起换热器表面结垢。开式系统是目前地源热泵应用的主要形式。

闭式环路系统又分为立埋式环路系统和平埋式环路系统。它是通过埋在地下的聚乙烯管环路与土壤进行热交换。通常适合安装在别墅等场地较大的建筑物。

4 地源热泵的限制条件

地源热泵被专家们称之为目前可用的对人类最友好最有效的供热供冷形式,近几年在研究和应用上得到了迅速发展,但由于受到以下客观条件的限制,这项技术的应用尚不普遍。

4.1 宣传认识不足

地源热泵技术虽然受到热暖专家的推崇,但是要获得在工程中的普遍应用,需要各阶层领导特别是工程主管领导的认可。由于这项技术是近几年随着我国能源战略的调整才发展起来的,甚至部分热暖技术人员,也存在认识不足的现象。所以,要获得社会的认同还需要加大宣传力度。

4.2 政策力度不够

我国《节约能源法》中,对热电联产和集中供热技术鼓励和发展,而对综合能源利用率是其2倍的地源热泵技术,至今还没有鼓励发展的明确条文。

4.3 水源条件的限制

对于开式环路地源热泵系统是否有充足的水源,以及当地的地质土壤条件是否能保证尾水的回灌顺利实现是地源热泵应用的前提条件。一般来说,用于小区供暖时,建筑容积率要≤1。对于闭式系统,受当地地质条件是否适合埋管和是否有足够的场地埋管等环境条件的限制。

4.4 埋管系统换热计算理论不成熟

对于地源热泵机组和末端风机盘管散热系统目前技术已相当成熟。对开式系统,当地水利部门对水源情况也相当了解;而对埋管系统,目前土壤埋管换热计算理论还不成熟,设计落后于工程应用,这就使工程质量难以保证,并使该项技术的广泛应用受到限制。

4.5 受当地水利部门政策的限制

我国南方水源充足,而北方大部分地区水源缺乏,为保护有限的水资源,每个地方政府都制定了当地的水资源使用法规。虽然地源热泵系统并不消耗水也不污染地下水,但需要大量的水作热载体。有些地方部门对取水和回灌水进行双重收费,使地源热泵的节能效果不能够充分体现,这就限制了该项技术在这些地区的发展。

5 地源热泵的应用

5.1 国外应用情况

地源热泵在日、韩、美和中、北欧应用较为普遍。据1999年的统计,在住宅供热装置中,地源热泵所占比例,瑞士96%,奥地利38%,丹麦27%。美国1998年地源热泵系统在新建筑中占30%,且以10%的速度稳步增长。其中最著名的地源热泵工程有肯塔基州刘易斯威尔的滨水区办公大楼,服务面积15.8×104m2,每月节省运行费用25000 美元。随着该项技术的应用发展,其组织的研究也迅速发展。据有关资料介绍,日本国研究出的高温水地源热泵,出水温度达到80~150℃,且其制热系数COP高达8.0。

5.2 国内应用情况

天津大学热能研究所的吕灿仁教授在1954年就开展了我国热泵的最早研究,1965年研制成功国内第一台水冷式热泵机组。目前多家大学和研究机构都在对水源热泵进行研究。

国内较早生产水源热泵的厂家有清华同方人工环境设备公司和山东海洋富尔达,产品都已系列化。目前热泵机组出水温度已达65℃,制冷系数COP可达6.7。目前国内较典型的用户有沈阳东北电力住宅小区,服务面积8×104m2;北京友谊医院服务面积7.1×104m2,全年节约采暖和供冷运行费用约9元/m2。

中原油田钻井三公司办公楼水源热泵示范工程是我局第一个地源热泵系统。选用钻井综合工程处与清华大学联合研制生产的ZYRB240 型热泵机组2台,服务面积6000m2。该项工程的成功实施必将为地源热泵在中原油田的推广应用起到有力的推动作用。

6 地源热泵的发展前景

6.1 符合政府有关部门的要求

地源热泵高效节能,环保效益好,符合我国的能源政策和环境保护政策,热泵技术的综合能源利用率约为120%~180%。所以国家把热、电、冷联产技术作为鼓励发展的通用节能技术促进了地源热泵技术的发展。

6.2 符合业主的利益

由于地源热泵即可供热,又可供冷。一套系统可以代替原来的两套系统,投资少。且地源热泵占地少,运行成本低,管理方便,这些都符合业主的根本利益。

6.3 符合用户的利益

地源热泵供热费用燃煤集中锅炉房供热费用的一半,夏季供冷费用约为冷水机组的60%,这就减少了用户供热供冷费用的支出,符合用户的切身利益。

6.4 适用地区范围广

冷水机组只能用于夏季供冷,风冷机组只适用于长江流域的供热供冷,而地源热泵除即无可利用地下水又不能埋管的极少数地区外,适用于其它绝大多数地区。

6.5 应用范围不断扩展

地源热泵不仅在建筑采暖和供冷方面得到迅速发展,目前在化工、食品、造纸、农业、冶金、木材干燥、制药等行业中也得到了`广泛应用。据预测2000年这些行业应用地源热泵1200多台,且发展势头强劲。

综上所述,地源热泵技术以其独有的优点,近几年在国内得到迅速发展。随着我国能源结构政策的调整,我国以燃煤锅炉采暖和空气源热泵供冷的传统形式会被更加高效的地源热泵所取代。随着地源热泵技术的研究和发展,它比将成为21世纪最普遍最有效的供热供冷技术。

参考文献

[1]刘兴中.水源热泵系统介绍.2001

[2]吴展豪.地源热泵空调系统.2001

注:本文引至全国油区城镇地热开发利用经验交流会论文集,冶金工业出版社,2003

暖通空调与热泵期刊

暖通空调 [1002-8501] 本刊收录在:中国科技期刊引证报告(2007年版) 提示: 《引证报告》2007年版影响因子: 0.328 本刊收录在:中国科技期刊引证报告(2008年版) 提示: 《引证报告》2008年版影响因子:0.353 本刊收录在:中文核心期刊要目总览(2004年版) 提示: 排序:建筑科学 - 第20位 本刊收录在:中文核心期刊要目总览(2008年版) 提示: 排序:建筑科学 - 第20位 主题分类: Engineering: General and Others Engineering: Energy Engineering 土木建筑工程类: 土木建筑工程类 建筑科学: 建筑科学 A类期刊凡被SSCI、A&HCI收录及中国社会科学期刊,学校认定为A类一级按CSSCI的学科分类(以国标分类为基础)即:管理学、马克思主义、哲学、宗教学、语言学、中国文学、外国文学、艺术学、历史学、考古学、经济学、政治学(含国际问题、台港澳问题)、法学、社会学、民族学、新闻与传播学、图书、情报与档案学、教育学、体育学、统计学、心理学、综合性社科、高校综合性社科学报、人文、经济地理、环境科学、港台澳地区及海外等26个文科学科,并根据学校现有学科设置,拟选定所属一级学科的全国性、权威性综合性期刊23种,认定为A类二级当然,不同学校有不同规定但sci ei 一定是A类 暖通空调为sci附网址一个:

化工学报,太阳能学报,暖通空调,工程热物理学报,名校如交大等的学报自科版

暖通空调就很好啊,他的增刊很好,制冷与空调也行,得看自己侧重的行业

地源热泵空调设计毕业论文

随着经济的迅速发展,能源和环境问题日益尖锐。在特别炎热的夏天,我们都切身地体会到了电力的紧张。可以预见,这种状况在今后还会出现,并且会日趋严重。一、暖通空调领域节能的重要性和可行性随着社会的发展,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到40%,据统计在湖南省也达到27.8%。在城市远高于这个比例。而在建筑能耗里,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%-50%,且在逐年上升。随着人均建筑面积的不断增大,暖通空调系统的广泛应用,用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。另一方面,现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用,使得地球资源日益匮乏,同时也带来严重的环境问题,如在我国的一些地区酸雨、飘尘问题呈日益严重之势,对生态环境和可持续发展带来了很大影响。以湖南长沙地区为例,2003年夏季电力系统最大负荷大约为160万千瓦,据有关部门推算,其中空调系统的负荷就占了约60万千瓦。在最热的夏天,如果对暖通空调系统采取节能措施,不仅可以大大缓解电力紧张状况,同时对于降低不可再生能源的消耗、保护生态环境、维持可持续发展、振兴湖南经济等都有着重要的意义。根据暖通空调行业的研究成果,现有空调系统的能耗是惊人的,如果采用节能技术,现有空调系统节能20%-50%完全可能。显然,如果对长沙地区的空调系统和建筑系统采用节能措施,那么即使遇到今夏那样的炎热天气,长沙也不会超过现有电力系统峰值而停电了。二、暖通空调领域节能的途径与方法科学技术的不断进步,使暖通空调领域新的技术不断出现,我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。1、精心设计暖通空调系统,使其在高效经济的状况下运行暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统,系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的,而实际运行基本上是在部分负荷下运行,如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求,那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计,系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量,以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。2、改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失我们知道对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。3、提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题,如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数,如采用PMV或SET*指标对空调系统进行调控,不仅可以解决传统控制方法存在的弊病,而且可以实现大幅度的节能,据我们的初步研究表明,采用这种控制方法可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。4、采用新型节能舒适健康的空调方式如上所述,影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同 的。例如在冬季,如果我们采用传统的空调方式,把整个室内的空气加热,通过空气实现人体与环境的热湿交换,就需要较高的空气温度,此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果,改变传统的空调方式,增加辐射热(如低温地板辐射采暖),此时所需要的空气温度降显著下降,一般可达到12~14度,而传统方式一般在18~20度,显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。5、推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统随着空调系统的广泛应用,空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升,同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的,它利源地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值,使得同等制热(或制冷)量下的系统能耗大幅度下降。另外,利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。6、开展冷热回收利用的研究运用工作,实现能源的最大限度利用目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展,如空调系统排风的全热回收器,夏季利用冷凝热的卫生热水供应等,都是对系统冷热的回收利用,显著提高了空调系统能源利用率。三、存在的问题与对策要实现空调系统的节能降耗,已经具备了许多成熟的条件,但同时也存在许多问题有待于解决:1、暖通空调系统的设计管理问题如前所述,空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响。然而在实际中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视,使得设计建造的系统不仅初投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准。据实测,有的公共建筑的空调能耗占建筑总能耗的60%。为此, 我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理,可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查,对未达到国家有关节能标准的设计严禁施工建造。2、暖通空调系统的运行管理问题除设计外,我们发现运行管理也起着重要的作用。有些单位的空调系统,一年四季只有开机关机和冬夏季转换操作,显然系统达不到相应的节能效果。为此 要求运行管理人员不仅要有强烈的责任心,上岗前还必须要进行系统的培训和考核,对没有达到要求的,应重新培训,考核合格后才能上岗。在调查中我们发现,同样一套系统,管理人员不同,系统的能耗大不相同,有的甚至相差50%以上。3、新型空调方式、控制方法及新的节能技术的开发应用问题如前所述,采用新型空调方式、新的控制方法,不仅能显著提高热舒适性而且可以使系统大幅度节能。在我省对新型空调方式和控制方法的研究可以说在全国都是比较早的,并且已经取得了一些可喜的成果,只要政府部门略加扶持这些成果将很快能得到适用,并形成产业化,对这些项目的实施,将对我省的能源、环境和经济都将起到巨大的推动作用。4、公众对空调系统作用的理解观念问题对于舒适性空调系统,从本专业的角度来讲就是使人体有好的热舒适性。而在社会上我们常常发现一种这样的观念:认为空调在夏季是越冷冬季越热效果越好。这显然与舒适性空调的出发点相违背的。事实上,这样不仅大大增大了空调系统的能耗,同时由于室内外温差的增大,也使人体对不同环境的适应性下降,身体免疫力降低。这些可以通过宣传改变人们的观念。5、使用可再生能源空调系统的开发推广应用问题利用可再生能源的暖通空调系统,如地源热泵空调系统、太阳能制冷、供热系统,不仅有着显著的环境和社会效益,有的还有着显著的经济效益(如地源热泵空调系统),应大力开发推广。当然,和其他任何新技术一样,这些技术也存在着一些问题(如地源热泵系统的地源热提取问题等),也需要进一步研究完善,也需要政府部门的重视和支持。综上所述,暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置,起着重要的作用,节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础,政府职能部门的重视和支持,则是实现大幅度节能、产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的保证。

地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技术,本文回顾了地源热泵空调系统在国内外的发展和应用情况,介绍了地源热泵空调系统在湖北武汉地区的工程应用实例,并就地源热泵空调系统设计和实际工程应用中应注意的问题进行了阐述和探讨。1 地源热泵应用概况地源热泵(GSHPS)是一个广义的术语,它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和热汇的系统,即地下耦合热泵系统(ground-coupled heat pump systems, GCHPS),也叫地下热交换器地源热泵系统(ground heat exchanger);地下水热泵系统groundwater heat pumps, GWHPS);地表水热泵系统(surface water heat pumps, SWHPS)。1.1 国外发展情况地源热泵系统由于采用的是可再生的地热能,因此被称之为:一项以节能和环保为特征的21世纪的技术。这项起始于1912年的技术(瑞士提出的一个专利,该技术的应用始于英、美两国),美国从1946年开始对GSHP系统进行了十二个主要项目的研究,如地下盘管的结构形式、结构参数、管材对热泵性能的影响等。并在俄勒冈州的波特兰市中心区安装了美国第一台地源热泵系统。特别是近十年来地源热泵在欧美工业发达国家取得了迅速的发展,已成为一项成熟的应用技术。到2000年底,美国有超过40万台地源热泵系统在家庭、学校和商业建筑中使用,每年约提供8000~11000Gwh的终端能量。地源热源在工程上的应用主要为地下耦合热泵系统(GCHPS)和地下水热泵系统(GWHPS)、地表水热泵系统(SWHPS)。1.2 国内发展应用情况1.2.1能源消费现状到2040年,我国一次能源的总消费量将达38.6亿吨标准煤,是现在能源消费量的3倍。而到本世纪末,国内每年最多可供应的一次能源生产量为32亿吨标准煤。因此,我国今后较长期的能源消费年均增长率应控制在2.5%左右,直到2040年能源消费实现零增长目标。我国已探明的能源总体储量,煤炭储量约占世界储量的11%,原油占2.4%,天然气仅占1.2%,我国人口约占世界人口的20%,人均能源占有量不到世界平均水平的一半。我国是煤炭大国,但世界七大煤炭大国中其余六国的的储量比都在200年以上,只有我国的储量不足百年。石油的储量比为四十年,并且中国石油、天然气的平均丰度值也仅为世界平均水平的57%和45%。面对如此严峻的能源形势,国家总的能源政策还是节能和新能源开发、再生能源利用并重,因此,地源热泵技术的推广应用在我国具有极大的现实意义和广阔的发展前景。1.2.2地源热泵应用情况地源热泵空调系统的设计,主要包括两大部分:一是建筑物内的水环路空调系统的设计;二是地源热泵空调系统的地下部分的设计,即地下耦合热泵系统的地下热交换器、地表水热泵系统的地表水热交换器、地下水热泵系统的水井系统的设计。地下耦合热泵系统最早应用在89年10月投入运行的上海闵行开发区办公楼(4305m2,冷负荷4532KW,热负荷231KW),其技术和设备均由美国提供,使用情况良好。135个深35米的垂直竖管井,埋管为聚丁烯管。国内的大专院校均进行了相关的垂直或水平埋地管的试验研究和小型的工程应用,并建立了地埋管的传热模型。各地的地质条件不同,土壤的温度和热物性参数都不一样,因此,地下耦合热泵的应用还有待进一步的实验验证和实验数据的积累。地表水热泵系统:地表水温度受气候的影响较大,与空气源热泵类似,武汉东湖等浅水性湖泊夏季水温高于湿球温度,无利用价值,冬季水温略高于气温,可用作热源水。实测数据表明宁波奉化江水7M深31.2℃,珠江底层31.8℃,江水热污染很厉害,利用价值不大。可利用长江水作为地表水热泵系统的热源,但冬季江水水位很低,从取水的经济性及防洪角度考虑,实际利用还是极难的。地下水热泵系统:综合上述情况可以看到,目前在我国来说,技术上比较成熟、利用可行性较大、实施的工程项目较多的还是地下水热泵系统。目前国内生产水源热泵机组的厂家也已达到二、三十家。因为国内还没有颁布水源热泵机组的生产技术标准,国内厂家生产的产品质量差别较大,从有些厂家的产品样本来看,技术参数不完整、不准确。因为很多生产厂家没有实测手段,采用水源热泵机组所需要的很多数据不能提供,甚至不排除某些技术力量差的厂家根本就没有弄清楚水源热泵机组和常规冷水机组的技术差异,直接就拿常规冷水机组来作为水源热泵机组推销到市场。目前就笔者所接触到的厂家来看,只有一家国外公司能够提供专用电脑软件选型数据,可以根据设计工况选择合理和可信的机组配置和各种性能数据。2 地源热泵在武汉地区的应用2.1 地下水源热泵工程实例2.1.1地下水源热泵在湖北工程应用最早的一家是位于荆州沙市的法雷奥汽车空调有限公司,采用的是西亚特LWP1800(545KW)螺杆水一水热泵机组2台,LGP350一台(110KW),总制冷量是1200Kw,供应一个车间(5000m2)和办公部分(900m2), 因取水量的限制取水井为一口50m3/h的井,制冷时另加一台冷却塔进行补充。制热时因车间本身设备散热量较大,一口井取水完全能够满足供暖需要。夏季井水18.5℃,冬季17.8℃。2000年9月开始运行。2.1.2位于汉口循礼门的天与地音乐城,建筑面积5000m2,采用的是意大利克莱门特活塞式水源热泵机组WRHH1202两台,总制冷量是720Kw,总制热量是750Kw(其中供暖450Kw,利用热回收系统供生活热水300Kw)。打两口井,一抽一灌,回灌在90%左右,井深47m,冬季出水20.5℃,取水量60m3/h。冬季运行机组升温很快,2小时不到机组供水温度即可达到45℃以上。2002年6月开始运行。2.1.3武汉凌云科技集团综合厂房,总建筑面积11000m2, 其中4000m2办公,7000m2生产厂房。选用法国西亚特螺杆式水源热泵机组LWP2500二台,总制冷量1440Kw,制热量1900Kw,打井4口,每台机组2口,一抽一灌。2002年10月开始运行。2.1.4汉口香港路香榭里花园4万米2,总制冷量3200Kw,总制热量2500Kw。设计选用克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH2702三台,制冷时冷冻水7/12℃,地下水18/32℃;制热时供暖水40/50℃,地下水18/8℃。打井由武汉地质工程勘察院承担,每口井取水量80m3/h, 先打试验井,一抽一灌,取得实验数据,进行详细周密的计算和水文地质分析。设计三口取水井,五口回灌井,每口井回灌60%,分析计算认为三口井同时抽水,五口井同时回灌时,场地南侧地水水位有不到1m的下降,其它部位下降均小于0 .5m;南侧的地面沉降有1cm,其它部位地面沉降小于0.5cm;大部分场地的不均匀沉降小于0.2‰,不致于对地质构成不良性的影响和影响建筑物的正常使用。2002年11月开始运行。2.1.5汉口东西湖武汉航达公司厂房综合楼,建筑面积18000米2,采用克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH2702两台,设计六口取水井,六口回灌井,每口井取水量20m3/h。2003年9月开始运行。2.1.6汉口百步亭花园小区综合楼,建筑面积21000米2,采用西亚特螺杆式水冷冷水机组LWP2800一台, 螺杆式水源热泵机组LWP1400两台,涡旋式水源热泵机组LGP100一台,冰球配置105 m3。本工程是由冰蓄冷系统和水源热泵系统合而为一的独特的空调系统,具有削峰填谷和节能环保的双重意义。2004年11月开始运行。2.1.7湖北大学图书馆,建筑面积42000米2,采用克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH3602三台,总制冷量3850KW,总供热量3100KW。设计三口取水井,六口回灌井,每口井取水量120m3/h。根据场地条件尽量拉大取水井的间距,在部分负荷状态下,尽可能用足地下水温差,减少用水量。2004年11月开始运行。2.1.8汉口福星惠誉办公综合楼,建筑面积10000米2 。采用西亚特公司螺杆式水源热泵机组LWP1800两台。总制冷量1090KW,总供热量850KW。设计两口取水井,四口回灌井,每口井取水量80m3/h。2003年11月开始运行。2.1.9湖北警官学院图书馆¡¢体育馆,建筑面积20000米2 。采用克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH2702两台,总制冷量2300KW,总供热量1600KW。设计两口取水井,四口回灌井,每口井取水量80m3/h。湖北警官学院学生食堂,建筑面积12000米2 。采用克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH2702两台,总制冷量2300KW,总供热量1600KW。设计两口取水井,四口回灌井,每口井取水量80m3/h。2004年7月开始运行。2.2 地下耦合热泵工程实例2.2.1省公安厅驾校办公大楼,建筑面积5000米2,采用克莱门特螺杆地源热泵机组WRHH0802两台,总制冷量520KW,总供热量370KW。利用室外场地进行垂直埋管,共打孔220个,间距4X4M,孔内共埋设U型PE换热管10000米,孔深30米。2002年11月开始运行。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

空调系统方案设计论文

1、运行控制设计

1.1夏季除湿工况新风阀开度确定

夏季除湿工况,从节能角度,在保持最低换风次数要求的前提下,使新风阀处于最小开度。根据我国暖通空调规范规定:对于室温允许±1.0℃波动范围的空调区域,换气次数应大于或等于5次/时(最小送风量)。保证最低换气次数,回风阀最小开度计算:为获取新风量数值,在新风直管段设置风速检测口,日常运行时封堵,检测时插入风速仪测量新风风速。参数定义:空调控制区域容积-VN空调新风量-Qx新风管截面积-Sx新风管测得风速-则新风量Qx=SxVx,欲使室内换风次数每小时达到5次,须满足:Vx=。通过调整新风阀开度,使风速vx满足上式要求,确认并记录该风速下的新风阀开度。为满足空调节能运行要求,夏季除湿阶段,新风阀可保持这一开度值,定期测试风速,实施新风阀开度值修正。

1.2温、湿度分控模式

在夏季降温除湿工况时,将原有温、湿度联合控制程序调整为温、湿度独立分控程序,即根据室内回风含湿量(通过回风温湿度计算转化得出)与室内设定工况含湿量之间的差值,或根据新风湿度的变化跟踪室内设定工况湿度通过PI调节,来控制主表冷器(除湿通道)的.阀门开度;根据室内回风温度与室内设定温度之间的差值,来控制副表冷器(降温通道)的阀门开度。过渡季,仍按原变新风比或全新风运行,只是需要增加旁通新风阀的开关控制,具体逻辑是当室外工况进入过渡季、新风除湿电动冷水阀关闭,旁通新风阀应同时打开。当室外处于夏季除湿工况时、新风除湿电动冷水阀开度不为零,旁通新风阀应处于关闭状态。过渡季对新风量的调节仍由原新风、回风调节阀负责。

2、常规控制与双通道温湿度独立控制热力工况对比分析

2.1参数定义

G1-新风量N-室内设定点G2-回风量W-夏季室外状态点G-总风量(G1+G2)C-混风状态点i-焓值L-机器露点Q-冷量消耗O-夏季送风状态点

2.2常规空调系统在夏季除湿工况下的再热分析

2.2.1常规夏季除湿空气热湿处理过程卷烟厂空调系统为卷烟生产工艺提供高精度的室内温湿度环境,系统一般都配有表冷、加热、加湿等多种热湿处理手段。常规空调系统夏季热湿处理过程为:新回风混合后,经表冷器降温除湿,再经加热器再热,达到送风状态点后向室内送风。其对应的空气处理过程焓湿图表述常规空调系统在夏季除湿工况下的空气处理过程焓湿图。

2.2.2常规表冷处理冷量消耗计算1)混风状态点(C)焓值计算:根据:,得出:iC=iN+(iW-iN)2)冷量(Q)消耗计算:Q=(G1+G2)(iC-iL)=(G1+G2)(iN-iO)室内负荷+(G1+G2)(iO-iL)再热负荷+G1(iW-iN)新风负荷。

2.3双通道温湿度独立处理方案的节能分析

2.3.1双通道除湿工况空气热湿处理过程根据上文所述,空调系统双通道温湿度独立处理过程概括为:新风(或与部分回风混合)经主表冷器降温除湿,回风经副表冷器干冷却后,新回风进一步混合,达到送风状态点后向室内送风。

2.3.2温湿度分控冷量消耗:1)混风状态点(C)焓值计算根据:=得出:iC=iN-(iN-iL)2)冷量(Q)消耗计算:Q=G1(iW-iL)+(G1+G2)(iC-iO)=(G1+G2)(iN-iO)室内负荷+G1(iW-iN)新风负荷温湿度分控冷量消耗与常规处理冷量消耗比较,常规夏季除湿空气热湿处理过程中(G1+G2)(iO-iL)再热负荷部分已消除。

3、结论

两种空气处理方式的节能点在于:温湿度分控方案节省了再热部分能耗;对于单一冷冻水管网系统,不会额外增加制冷机组的运行能耗,相反会减少因常规降温除湿过程的过冷负荷调节,降低制冷机组能耗。此方案可彻底解决夏季冷热相抵的不合理现象,大量节省夏季再热量和制冷量,可迅速收回初投资,节能效率十分明显。同时不影响过渡季变新风或全新风运行,空调机组硬件设备改动幅度小、改造难度不大。

论文答辩汽车空调系统

学妹 这个要问度娘

摘要:为了保证汽车空调能够良好地运行,充分发挥它应有的功能,加强日常维护和...0引言 汽车空调系统的功能是在任何时刻都能对车内空气的温度、湿度、摘要:...www.wsdxs.cn/html/Designs

这个很好写,具体的我给你看一些部分吧,你参考参考。你大可按这样的方向去研究和分析。

一、汽车空调的过去与未来

汽车空调是指对汽车座厢内的空气质量进行调节的装置。不管车外天气状况如何变化,它都能把车内的湿度、温度、流速、洁度保持在驾驶人员感觉舒适的范围内。

二、汽车空调的特点

众所周知汽车空调是以采用发动机的动力为代价来完成调节车厢内空气环境的。了解汽车空调的特点,有利于进行汽车空调的使用和维修。

2.汽车空调所需的动力均来自发动机。其中轿车、轻型汽车、中小型客车及工程机械,空调所需的动力和驱动汽车的动力均来自一台发动机。

3.汽车空调的特定工作环境要求汽车空调的制冷、制热能力尽可能的大。

1)夏天车内的乘客密度大,产热量大,热负荷高;冬天采暖人体所需的热量亦大。

(2)为了减轻自重,汽车隔热层一般很薄,加上汽车门窗多,面积大,所以汽车隔热性差,热损大。

(3)汽车的工作环境因在野外,直接受阳光、霜雪、风雨等的影响,环境变化剧烈。

三、汽车空调的性能评价指标

1.温度指标

温度指标是指最重要的一个环节。

2.湿度指标

湿度的指标用相对湿度来表示。因为人觉得最舒适的相对湿度在50%--70%,所以汽车空调的湿度参数要控制在此范围内。

3.空气的清新度

由于空间小,乘员密度大,在密闭的空间内极易产生缺氧和二氧化碳浓度过高。

4.除霜功能

由于有时汽车内外温度相差很大,会在玻璃上出现雾式霜,影响司机的视线,所以汽车空调必须有除霜功能。

5.操作简单、容易、稳定。

汽车空调必须作到不增加驾驶员的劳动强度,不影响驾驶员的视线的正常驾驶。

汽车空调的组成与原理

一、汽车空调的制冷原理

压缩机运转时,将蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气吸入并压缩后,在高温高压(约70℃,1471KPa)的状况下排出。

二、汽车空调的主要功能

制冷系统原理

三、汽车空调的组成

汽车空调一般主要由压缩机、电磁离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇等组成。

四、汽车空调系统分类(按动力源分)

独立式空调:有专门的动力源(如第二台内燃机)驱动整个空调系统的运行。

五、汽车自动空调系统

汽车自动空调系统指的是根据设置在车内外的各种温度传感器的输出信号

汽车空调的检修

一、汽车空调检修的基本工具

二、汽车空调制冷系统检修的基本操作

三、制冷剂的补充

四、制冷系统内的空气排除

五、冷冻油的加注

六、空调系统定性检查

七、空调系统的定量检测

八、制冷系统性能实验

九、非独立空调系统的检修

一、汽车空调的技术发展自上世纪20年代汽车空调诞生以来,汽车空调技术是随着汽车的普及和高新技术的应用而发展起来的。汽车空调的技术发展经历了由低级到高级,由单一到多功能的五个阶段。(1)第一阶段,单一取暖:1925年,美国首次采用了加热器对汽车冷却液进行加热取暖的方法,直至1927年这种单一的供热系统才有了质的突破,那时的汽车供热系统初步具备了加热器、鼓风机和空气滤清器等现代空调结构必备的雏形,这种供热系统直到1948年才在欧洲出现。目前,这种单一的供热系统仍在寒冷的北欧、亚洲北部地区使用(2)第二阶段,单一制冷:1939年,美国通用汽车帕克公司首次在轿车上安装机械制冷降温空调器,这种单一的制冷系统直到1957年在欧洲出现,并被采用。目前,这种单一的制冷系统仍在亚热带和热带地区使用。(3)第三阶段,冷暖一体化:1954年,美国通用汽车公司首次在轿车上安装冷暖型一体化的空调器,使得汽车空调具备了调节车内温度、湿度的功能。目前,这种冷暖一体化的空调系统仍在一些中、低档轿车上使用。(4)第四阶段,自动控制的汽车空调:1964年,美国通用汽车公司1964年首次在轿车上安装自动控制的汽车空调,这种自动控制的汽车空调通过各种传感器反馈的信息自动调节车内温度和空气质量,以此提高车内舒适性。这种自动控制的汽车空调直到1972年才在欧洲出现,并在高级轿车上安装自动空调。(5)第五阶段,微机控制的汽车空调:1977年,美国通用汽车公司和日本五十铃汽车公司一起联合研究由微型计算机控制的汽车空调系统,并于1977年研制成功安装于汽车上,这种由微机控制的汽车空调系统具备数字化显示、冷暖通风三位一体化、自我诊断系统、执行器自检、数据流传输等功能,极大程度的提高了汽车空调的稳定性和舒适性。目前,这种由微机控制的汽车空调通常安装在豪华轿车上。二、汽车车空调的特点(1)汽车空调的安装:汽车空调安装在汽车上,在汽车行驶的过程中,汽车空调承受着剧烈、频繁的振动和冲击,管道连接处容易松动,因此这些地方容易伴随发生制冷剂的泄漏故障。(2)汽车空调的动力:通常汽车空调的动力来源于汽车发动机,汽车空调系统影响着汽车的动力性和经济性,因此,发动机的输出功率也由此减少10% ~12%,耗油量平均增加10% ~20%。(3)汽车空调的取暖方式:汽车空调的供暖方式一般有两种,一种是利用汽车发动机冷却液取暖,另一种是采用电子取暖装置。(4)汽车空调的制冷、制热能力强:由于夏天车内成员密度大,冬天人体所需的热量大,汽车空调的制冷和制热能力也因此设计的比较大。(5)汽车空调系统受汽车本身结构的影响:汽车空调的各零部件形状和安装位置局限性较大,加上汽车本身结构的紧凑,这给汽车空调系统的检修带来了诸多不便。(6)汽车空调系统的工况受汽车发动机的影响:汽车空调系统的制冷剂流量变化大,而发动机工况变化又频繁,因此,汽车空调系统的制冷效果也由此受其影响。三、汽车空调系统的主要结构1、压缩机汽车空调压缩机是汽车制冷系统的心脏,它维持着制冷剂在汽车空调系统中的循环流动,因其对低温低压的气态制冷剂进行升温和加压,使得制冷剂大于冷凝器外的大气温度和压力,最终被冷凝器放热形成液态制冷剂。汽车空调压缩机的工作原理与普通空气压缩机类似,根据工作方式的不同,压缩机通常可分为往复式和旋转式,常见的往复式压缩机有曲轴连杆式和轴向**式,常见的旋转式压缩机有旋转叶片式和涡旋式。2、膨胀阀膨胀阀是汽车空调制冷系统的重要组成部件,它能将液态制冷剂转化为雾状制冷剂,有节流降压、调节和控制流量的作用。常用的膨胀阀有内平衡热力膨胀阀、外平衡热力膨胀阀和H型膨胀阀等。3、蒸发器蒸发器是一种换热装置,属于直接风冷式结构,外形近似冷凝器。在空调制冷系统工作时,它能在低压的雾状制冷剂通过蒸发器时,吸收蒸发器空气周围的热量,降低车内的温度,同时将低压雾状制冷剂变为低压气态制冷剂,让其继续在压缩机中循环。4、热水阀热水阀安装在发动机与加热器之间的进水管中,是用来控制加热器的热水管道。根据控制方式不同,热水阀通常可分为两种,一种是拉绳控制阀,另一种是中控控制阀5、冷凝器冷凝器主要由管道、框架和散热片组成,通常安装在汽车的前部、侧部或底部,其主要作用是将压缩机出来的高温高压气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂,常用的冷凝器有管带式和管片式两种。6、冷凝风扇冷凝风扇是辅助冷凝器进行散热的一种装置,其装在冷凝器上,用电驱动后能产生气流,内置的扇子通电后,会转化成自然风进而达到冷却的效果。7、储液干燥器储液干燥器全名为储液干燥过滤器,它安装在冷凝器和膨胀阀之间,它主要有储存制冷剂,干燥制冷剂中的水分,过滤制冷剂中的杂质这三方面的作用。

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