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各种制冷新工艺及节能系统概述
文章来源:新威尼斯网站www.9778 发布时间:2019-5-14
低温送风空调:
送风温度由12-16℃降至4-10℃。
需注意的问题:
1)风口、风管、末端送风装置表面易结露,应特别注意保温。
2)防止低温空气直接进入工作区,或温度不均而导致热舒适性差。
空调蓄冷:
实现用电“削峰填谷”。
蓄冷介质:
空调蓄冷(continue):
蓄冰装置:
盘管式:换热面是浸在水槽中的盘管(钢盘管、PVC管)
封装式:蓄冰介质封装在球形或板形小容器内,小容器置于密封罐或开式槽体内
片冰滑落式:板式蒸发器表面冻结薄片冰
冰晶式:用低浓度的乙烯乙二醇或丙二醇溶液制备冰晶
常见蓄冰设备介绍-钢盘管蓄冰设备:
结冰特性:非完全冻结式
PVC管蓄冰设备:
U型盘管安装过程极为复杂,由于连接件易外泄,所以需要热熔,这样就加大了安装成本。
冰球蓄冰设备:
冰球,蕊芯球成本比盘管高,密封问题。
全负荷蓄冷与部分负荷蓄冷:
全负荷蓄冷:全天所需冷量均由蓄存冷量供给;制冷机在用电高峰时间不运行;
制冷机和蓄冷装置容量大;运行费用低,但设备投资高、回收期长、蓄冷装置占地面积大;
除峰值需冷量大且用冷时间短的建筑以外,一般不宜采用。
部分负荷蓄冷:
全天所需冷量部分由蓄存冷量供给制冷机容量小,系统合理经济。
空调蓄冷系统示意图:
热泵技术:
空气源热泵;水源热泵;地源热泵
要求了解各类热泵的核心技术环节。
热泵原理:
热泵:应用冷凝器排出的热量进行供热的制冷系统。
热泵与制冷机的工作原理和过程相同,用途不同。
消耗机械能或热能,把低位热源热能提升到高位热源。
节约高位能。
如何理解热泵?
废热源,廉价热源…
建筑的合理用能原则:
温度对口;梯级利用;使用可再生能源。
温度对口:建筑空调供暖用能所需的温度,与自然能源即低品位的可再生能源的温度相当接近、彼此对口
自然能源的来源可包括:土壤、地下水、地表水(湖泊、河流等)、海水、污水及空气;
建筑能耗中有50-60%为低品位能源,应大规模使用自然能源。
建筑用能的特点(供暖空调)
低品位能源(Low Grade Energy)
狭窄的温度范围(Narrow Temperature Range)
冷冻水温度:5~12℃;供热热水温度:45~95℃。
地板供暖温度:60℃以下;
与自然能源温度接近(Close to Temperature of Natural Energy Resources)
例如:北京地温全年约14℃左右;污水温度处理后16℃(冬季)。
自然能源的特点:
自然能源温度范围与建筑能源相似,属低品位能源
土壤:13~18℃(北京);空气:-20~40℃
江河湖水:夏季28~35℃;冬季3~5℃
海水:我国四大海域50~100m范围内全年维持在20℃左右
城市污水:13~17℃。
自然能源遍布全国各地,含量巨大;
自然能源利用不会对环境造成污染;
自然能源利用的途径:热泵技术。
空气源热泵:
目前技术难点(研究热点):
COP波动大,且供需矛盾;结霜问题。
目前技术难点(研究热点):
蒸发器的结霜处理;保证压缩机在很大的压缩比范围内都要有良好的性能。
在冬季寒冷且潮湿的地区,应按当地平衡点温度确定辅助加热装置容量。
在北方寒冷地区,室外温度低于-10℃,不宜采用。
空气源热泵在供热工况下运行时,遇到的最大问题之一就是:气温越低、越供不出热。因此空气源热泵有一个平衡温度。
降低平衡温度,初投资增加;热泵长时间处于部分负荷下运行,效率降低。
平衡温度应根据建筑物的保温情况、当地低于平衡温度的气温出现频率,以及热泵机组本身的性能等因素综合决定。也可选择多台配置的模块化机组,用台数控制来保持系统的效率,保证采暖需求。
地下水源热泵:
地下水源热泵:
特点:取水和回灌都受到地下水文地质条件的限制;
应用条件:当地水源使用政策、水源探测;
核心技术:回灌;
研究热点:1)更有效的取水和回灌方式;
2)增大水侧供回水温差。
地表水源热泵:
1)水温(冬季供热的可行性)
2)水深;3)距离(经济性);4)换热器清洗。
海水源热泵:
技术核心:海水引入口(过滤、灭菌);防腐。
污水源热泵:
城市污水热能特征:
水温适宜,相对稳定;水量不稳定;热能潜力大。
污水源热泵核心技术—取水:
污水源热泵核心技术—污水换热器:
材质:碳钢;构造:套管式;设计:留有裕量。
套管式换热器示意图
余热及废热源热泵:
土壤源热泵:
地表浅层象一个巨大的集热器,收集47%的太阳能。
利用大地的高热容性蓄热(冷),将低热容性的空气热量蓄存在地下。
需要通过热泵消耗电力做功来充、放热。
热平衡:充多少热用多少热。热平衡不仅是负荷的平衡,还与用热时间长短与热强度有关。
例:某地冬夏负荷基本相等,但夏季10小时空调,冬季24小时采暖,“时间”上的不平衡;
例:某地夏季负荷是冬季负荷的1倍,冬季白天供热、夜间利用低谷电力蓄热,不留“喘息”时间,强度上不平衡。
埋管方式1:水平式
占地面积大;受地表气候变化的影响,效率较低。
埋管方式2:垂直式
60~200m,占地面积大大减小,应用范围广。
埋管方式3:螺旋式
地埋管地源热泵的制约条件:
初投资较高,系统中增加地埋管换热器,造价高,受地质条件影响;占用土地设置地埋管换热器,在建筑容积率高的场合受限;
冷热负荷的平衡:冷热负荷不平衡产生地下的热量积累。注意水泵运行能耗。
地源热泵的应用:
慎用—大型高负荷密度建筑;单纯供冷或者单纯供热
宜用—有足够地面的中、小型建筑使用,或者部分使用;冬夏季负荷平衡的建筑。
设计与施工应用专用软件做长期热模拟;
采用专用回填材料与机械反浆回填
夏天冷却水水温不能太高,避免土壤被烘干。
地源热泵研究热点:
与建筑基础有机结合,进一步降低初投资;
提高换热管与土壤间的传热能力;
各种热泵系统特点比较:
各种热泵系统特点比较:
滞水层跨季蓄能:
利用沙、砂砾热容量大,稳定性好的特点,用地下水进行跨季节蓄能,是一项新型技术。
滞水层由两个蓄能井(冷井和热井)、室内终端设备、太阳能收集器等部分构成。
每年从4~10月,通过井扬水,把冬天贮存的冷量由冷井中提取,直接供给制冷空调系统。同时,把太阳能收集器所获得的热量注入到热井中。
从11月~次年3月,把夏天贮存在热井中的热能提出来,直接作为建筑物内采暖使用。同时,把供暖回水经过风冷后注入到冷井中。系统全年循环运行。
冷吊顶空调:
毛细管:
毛细管特性:
加PCM(相变材料)的冷吊顶,室外空气作为冷源
加PCM(相变材料)的冷吊顶,, 土壤作为冷源
带PCM的冷吊顶/冷却单元:
带有除湿能力的冷吊顶:
索斯新型空气分布系统:
空调的清洗问题:
高压水枪清洗后
中央空调风管清洗机
 
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