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熱沖擊試驗機系統節能研討現狀

時間:2016-03-18 作者:/

▲ 空调系统热收回办法
傳統的空調系統中,緊縮機的冷凝熱和系統排風通常直接排放到空氣傍邊。不只不利于環境也造成了能量的糟蹋。國外許多研討人員對選用冷凝熱收回系統的操控辦法進行了理論研討和討論,而且提出了一種串聯式冷凝熱收回系統。
國內西安交通大學的曹鋒,王凱等人在熱沖擊試驗機系统中运用冷凝废热做了有关研讨。成果表明,比照电加热办法的熱沖擊試驗機空调系统,运用冷凝热对空气进行再热的办法能够下降熱沖擊試驗機空调系统30%的能耗,作用比照抱负。其间温度的操控精度为月0C,相对湿度的操控精度为士8%,比照传统的电加热系统,操控精度略有下降。
而對空調系統中回風能量的收回主要是選用燴輪或許換熱盤管的收回辦法,吸計的空調系統在選用23.1%的新風比時,運用熱收回空調系統的COP比傳統無顯熱收回系統進步,建立了一個選用全熱收回的獨立新風除濕系統。在模仿工況下,該系統具有更高的除濕才能,系統的COP高達6.8,是傳統直接機械除濕的3.5倍。等研討發現新風和排風溫差越大,顯熱收回後新風回風溫度改動值越大,即室表裏溫差越大,收回的能量越多。
▲ 干燥剂除湿办法
除濕是空氣調節的主要任務之一,早在20世紀60時代,研討人員就開端對除濕空調進行了研討,建立試驗樣機,進行功能測驗,並獲得了很多的作用。通常空調系統中常用的除濕辦法有兩種:即露點除濕和運用幹燥劑(固體或液體)吸濕除濕。比照露點除濕辦法,幹燥劑除濕有能夠運用低檔次動力的優勢。
空氣調節中常用的液體除濕劑有嗅化铿C Liar)溶液、氯化铿(LiCI)溶液、氯化鈣(CaCl2)溶液、乙二醇溶液、三甘醇溶液等等Ertas A和Anderson E等對混合溶液做了有關研討,企圖在除濕功能和經濟功能上獲得平衡點。在凡種多見的鹵鹽除濕溶液中LiCI的報價最貴,LiB:次之,CaC12最廉價,而LiCI的除濕功能,CaCI:除濕作用不行抱負。把傳統的空氣處理系統中的除濕模塊用液體除濕設備代替,能夠進步傳統空調的濕度操控規模,還能夠發生顯著的節能作用。Y.K.Yadav等人發如今傳統的蒸氣緊縮空調系統中,運用液體除濕劑比運用機械露點除濕辦法節能35%;C.S.Khalid Ahmed等對運用LiB:除濕設備的複合空氣處理系統進行模仿時發現,COP相較傳統的蒸氣緊縮式空調進步了50%>K.Zhao等對溶液除濕型熱濕獨立操控空調系統做了全年運轉研討。系統實踐運轉成果表明,選用溶液除濕的系統COP爲4.0,和慣例的空調系統比照,選用溶液除濕的空調系統節能率到達34.1%0W.F.Zhu等也研討了選用溶液除濕的熱濕獨立操控空調系統,成果表明,室內規劃參數能夠極好的符合規劃要求;新風處理模塊COP爲6.24;高溫冷水機組的COP 4.38,系統均勻COP達5.28。
幹燥劑除濕的別的一種辦法即是選用固體幹燥劑除濕。現在對于固體幹燥劑的資料研討十分多。低本錢、吸附功能、耐用性決議了選用固體幹燥劑除濕系統的經濟性和可行性。常用的固體幹燥劑有:活性炭、氯化铿、氯化鈣、活性氧化鋁·沸石、矽膠等澳大利亞的Li Chen和GraharmR.Thorpe等人均各轉輪除濕和通風相聯系用于糧食貯存,而且在澳大利亞的新南威爾士和昆士蘭進行試驗,成果表明這種設備在下降糧食貯存所耗費的能量十分有用,每噸油菜籽的冷卻能耗僅爲0.14kW oE.Van den Bulk等人對除濕轉輪進行熱力學第二定律解析,討論了進步除濕進程可逆性和怎麽改動系統的除濕功能。
上海交通大學的王如竹,代彥軍等人對混合式固體轉輪除濕/蒸氣緊縮空調系統進行了研討,與慣例的蒸氣緊縮式空調系統比照,混合除濕空調的電能節省37.5%,系統COP進步了約40%,因爲選用了熱濕獨立處理,能夠一起表現幹燥劑除濕傳質功率高,傳統空調換熱器換熱作用好的優勢。
▲ 运转参数优化办法
對于暖通空調範疇的模仿主要會集在對空調的系統能耗、操控特性以及室內空氣的活動特性核算,其間以商業軟件進行模仿居多。用于系統能耗模仿和操控特性的軟件有BLAST.HVACSIM+,TRNSYS等,該類軟件是以全部系統中各部件爲單元,建立起各部件的動量方程、能量方程及質量方程進行核算。現在TRNSYS在暖通空調系統中運用的比照廣泛。T.Mateus運用TRNSYS對一商業修建的空調系統進行建模,該空調系統選用的是太陽能吸收式制冷辦法。文章解析了系統全年運轉的能耗,而且就怎麽下降系統能耗和二氧化碳的排放量進步行了研討。
Hobbi.A和K.Siddiqui等人建立起一個家用太陽能熱水器的TRNSYS模型,
運用模型對太陽能熱水器的規劃參數進行研討。具體包含集熱器面積,流體類型,集熱器中水的質量流量,水箱的體積和高度,換熱作用、吸熱板的資料、厚度和數量等等。成果表明,規劃的熱水器在夏日和冬天別離能夠供給83%}-'97%和30%^'62%熱水需要,一起下降54%的電能耗費。T.Magraner等運用TRNSYS對一個地源熱泵空調系統進行建模,核算系統能耗以及運轉工況特性。在建模進程中選用了人工神經網絡和多目標優化遺傳算法,可是模仿成果和試驗值的誤差到達了15^20%,作者經過理論解析後,得出影響模仿成果的主要是地源熱泵的COP,在批改熱泵模型的有關初始輸入參數以後,誤差值縮小到5%0Cabrol.L和Rowley.P在TRNSYS中建立起一個運用于商業修建的空氣源熱泵地板輻射供暖系統模型。模仿成果顯現,系統不只僅能夠確保室內的舒適度要求,而且運轉本錢和二氧化碳排放量也低于燃氣鍋爐供暖系統。
Rasouli.M和Simonson.CJ研討了通風空調的能量收回系統,運用TRNSYS對四幢辦公大樓的空調采暖系統進行模仿,這四幢樓別離坐落美國四個具有典型氣候特征的城市中。成果表明,對熱量進行的收回的空調系統顯著愈加節能,能夠到達40%的節能作用。Lin.Z等人建立了運用太陽能的幹燥劑除濕系統和通常的幹燥劑除濕系統的TRNSYS模型,發現比起通常的單位置換通風系統,文中建立起來的兩種模型別離能夠節能40%和20%,而對于教室和零售商鋪,則別離能夠節能37%和25%0青曉日彭叨在其碩士學位論文中以TRNSYS軟件爲渠道,建立了某修建的地源熱泵系統模型,對修建物的冷、熱負荷和室內環境進行模仿研討,經過對其負荷特色的解析,得出地源熱泵系統冷、熱源的規劃准則。胡玮和陳立定以廣州某大廈水冷型中央空調系統爲根底,用TRNSYS建立了多區域修建及其間央空調系統仿真模型,在此根底上解析加操控和不加操控運轉兩種狀況下中央空調能耗狀況。經過模仿成果比照發現,中央空調具有很大的節能空間。
張偉在其學位論文中運用TRNSYS對修建的能耗進行模仿核算。而且比照了不一樣的窗戶,不一樣的朝向,不一樣的牆窗面積份額下,系統的能耗改動狀況,驗證了室外光照對修建能耗的影響。本文中模仿運用的也是TRNSYS軟件,在第四章會有較爲具體的介紹。暖通空調另一有些模仿核算主要是對室內空氣活動模仿和空調系統設備的傳熱傳值疑問的研討,通常是運用CFD工具來進行的。1974年丹麥的P.V.Nielsen初次將CFD運用于室內通風空調範疇,然後CFD在暖通空調中的運用越來越廣泛,1990年Jones和Waters宣布了很多對于機場候機廳、潔淨空調室、單位等別的室內環境的CFD模仿的文章。國內大概是在20世紀80時代展開了有關研討工作,清華大學李先庭開發了運用于修建環境與設備活動與傳熱疑問解析的模仿核算軟件STACH-3[52,53]能夠對巨大空間、固定的潔淨空調室的氣流組織和空調負荷進行核算,還能夠核算室內空氣的空氣齡、換氣功率、送風可及性、熱舒適性等等。
▲ 低档次热源运用办法
現在暖通空調中運用低檔次熱源主要是運用系統余熱、太陽能和地熱,運用的路徑主要經過熱收回設備、地源熱泵、太陽能聯系幹燥除濕辦法來完成。Henning HM帥enbeck T等人用一種帶有蓄熱設備以及輔佐太陽能再生吸附除濕冷卻系統,研討成果表明,在室外溫度爲31℃的狀況下,該系統能夠爲房間供給19℃的冷空氣,系統的太陽能運用率可達76%o
Lu SM和Yan WJ等人選用矽膠作爲幹燥劑,規劃了一套選用太陽能的輻射制冷系統。研討成果表明,太陽輻射強度和被處理的空氣的相對濕度是影響系統功能的最主要參數,一樣的除濕工況下,假如夜間太陽能系統不給除濕設備供給能量,機械緊縮式空調系統的能耗約爲太陽能幹燥劑除濕強化輻射制冷系統的9-25倍。該系統操控區域一共有兩個房間,別離爲6.7 mZ和4.5 mZ,假如依照本地電價核算,該系統比傳統的機械緊縮式空調系統比照,每年可節省運轉電費850美元。
现在对于地源热泵的研讨十分多,上海交通大学的余鑫等人在一个需要给室内供给熱沖擊試驗機环境的修建物内,规划了一套选用地源热泵与另一台热泵机组制冷相联系的形式来到达规划要求。试验成果表明:在到达规划参数的条件下,供热形式的热泵机组在典型工况下的均匀COP到达5.2;熱沖擊試驗機空调的选用,使得地源热泵与土壤之间的换热量削减20%;室内均匀温湿度别离为22.8℃和47.5%。
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