冷媒温度与空调系统节能应用研究

论文摘要

随着国民经济的进一步发展,节能减排也越来越被人们所重视,由于在中国许多城市夏季空调比例的加重致使电力供应不足,我国空调高峰负荷已经超过4500万kW，相当于2.5倍三峡电站满负荷出力,许多地区在夏季不得不拉闸限电。开发利用新能源作为空调冷源在近几年取得了客观的成果,但是新技术本身需要进一步在实践中检验,推广应用还需要时间,而且针对不同地区适用性也不一样。在现有空调系统中如何设定设计参数对节能也有重要的作用,合理的冷媒温度不但能降低建筑能耗和减少系统投资,而且影响室内热湿环境。室内设计参数也应权衡能耗与舒适性的利弊,做到既能节能又保证舒适性。对制冷循环进行热力计算,分析了冷媒温度对制冷机能耗及COP的影响；通过对集中供冷系统管网输送能耗与投资的计算,分析了冷媒温度对输送能耗的影响、管网投资及外网冷损失的影响；探讨了冷媒温度与辐射供冷系统的节能性。对表冷器进行热力计算,分析了不同冷媒温度下的表冷器处理空气终状态点、处理的冷量及水阻力；同时分析了表冷器排数和冷媒温度对表冷器去湿能力。冷媒温度对于制冷机组性能影响很大,在冷负荷为常数,冷冻水供回水温差一定的情况下,供水温度越低制冷机组的能耗越大,COP就会越低。供水温度每升高1℃压缩机功率就会下降3.3%,COP提高3.6%。对于集中供冷,在供水温度一定的情况下,提高供水温差会使得外网投资减小,供回水温差每提高1℃时外网造价几乎减小12%,温差的加大还会使输送能耗降低。同时发现外网冷损失占整个外网能耗比率很小,长距离输送时供水温升很小。对于给定型号的表冷器,在空气初状态点、通过表冷器的空气量一定时,决定表冷器处理能力大小的为供回水温度的大小,实际上供水温度是定值时,决定回水温度大小的因素是通过表冷器的水流量,因此回水温度大小只是调节表冷器水流量后的表现。机器露点送风送风能够消除避免常规的空调形式的冷热抵消,若想采用机器露点送风,而且送风温差小于10℃,室内设计相对湿度应该大于50%。发现设定合理的室内设计参数可以有效降低能耗,以热湿气候为主的地区可以用增加相对湿度、降低温度的方法设定室内设计参数,既能符合人体舒适性又能降低空调能耗。冷媒温度对于制冷机组性能、外网投资和输送能耗的影响很大,对于这三个方面要想使空调系统节能就要在冷媒温度上做调整,供水温度越高,供同水温差越大越有利于节能。因此对于辐射供冷、温湿度独立控制系统,其在制冷机的能耗小、输送能耗低的优势就体现出来。由于表冷器处理空气时采用露点送风免去冷热抵消而减小能耗,而露点送风的结果会造成室内湿度比设定值高,采用露点送风会提高室内相对湿度与高相对湿度节能的结论一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 国内外研究现状及水平
• 1.3 课题研究的方法和主要内容
• 第2章 冷媒温度对冷源性能、外网能耗影响
• 2.1 冷媒温度对集中供冷输送能耗的影响
• 2.2 冷媒温度与集中供冷管网冷损失
• 2.3 冷媒温度对制冷机组性能的影响
• 2.4 冷媒温度与集中供冷系统能耗
• 2.5 冷媒温度与辐射供冷
• 2.6 冷媒温度与温湿度独立控制系统
• 2.7 本章小结
• 第3章 冷媒温度对表面冷却器性能影响
• 3.1 基于热交换效率的表冷器计算方法
• 3.2 供回水温差对空气冷却器处理参数的影响
• 3.3 供水温度不同对空气冷却器处理参数的影响
• 3.4 冷媒温度对空气冷却器机器露点送风的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 关于热舒适的湿空气去湿过程能耗及（（?））分析
• 4.1 室内温湿度与热舒适方程
• 4.1.1 PMV-PPD指标
• 4.1.2 根据PMV-PPD指标确定室内设计参数
• 4.2 冷媒温度与室内设计参数
• 4.2.1 系统概述
• 4.2.2 能量分析方法
• 4.2.3 Exergy分析方法
• 4.3 室内设计参数与能耗、Exergy耗的关系
• 4.3.1 室内相对湿度与空调能耗
• 4.3.2 有效温度与空调能耗
• 4.4 室外设计参数与能耗、Exergy耗的关系
• 4.4.1 室外气候举例
• 4.4.2 室外气候实例分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢