熱泵與中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)

前言

　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，能源的供需矛盾日益尖銳，利用可再生能源及提高能源利用率具有重要的意義。地?zé)崮?、太?yáng)能、風(fēng)（熱）能這些低品位能源的溫度與人類生存需求的舒適性環(huán)境溫度比較接近，采用熱泵技術(shù)很容易將其轉(zhuǎn)化為居住環(huán)境直接利用的能量，并在運(yùn)行中提高轉(zhuǎn)換效率。在供熱、供冷同時(shí)又供應(yīng)生活熱水的應(yīng)用過(guò)程中，高效、合理、穩(wěn)定地利用這些容易再生的低品位能源，對(duì)節(jié)約能源、提高能源綜合利用率都是一種科學(xué)的能源利用觀念。提高熱泵與中央空調(diào)系統(tǒng)的能源綜合利用率，科學(xué)、客觀、方便地對(duì)初步設(shè)計(jì)方案和運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)評(píng)估與評(píng)價(jià)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)、過(guò)程管理人員一直努力追求的目標(biāo)。近幾年，熱泵技術(shù)在中央空調(diào)領(lǐng)域得到了空前的發(fā)展和運(yùn)用，涌現(xiàn)出了許多運(yùn)行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果明顯的實(shí)用技術(shù)。結(jié)合近幾年我們的科研成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并積極了解和總結(jié)熱泵與中央空調(diào)領(lǐng)域的新技術(shù)和研究成果，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、工程實(shí)踐服務(wù)出發(fā)編寫(xiě)此書(shū)，力求所述技術(shù)實(shí)用、解決實(shí)際問(wèn)題、拓寬管理與工程技術(shù)人員的知識(shí)面，有助于從事熱泵產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)和工程管理人員，從事節(jié)能工作的人員等積極運(yùn)用節(jié)能技術(shù)、熱泵技術(shù)及中央空調(diào)領(lǐng)域的綜合新技術(shù)。我們衷心希望本書(shū)能對(duì)讀者在熱泵及中央空調(diào)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和工作有所啟迪和促進(jìn)?！　　稛岜门c中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)》是“工業(yè)設(shè)備節(jié)能技術(shù)叢書(shū)”的一個(gè)分冊(cè)，全書(shū)共分10章，包括基礎(chǔ)理論、主機(jī)優(yōu)化技術(shù)、工程實(shí)施技術(shù)、節(jié)能管理與評(píng)價(jià)四個(gè)部分，基本涵蓋熱泵與中央空調(diào)技術(shù)的各個(gè)方面，是熱泵與中央空調(diào)主機(jī)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、主機(jī)制造、工程管理、運(yùn)行管理人員必須具有的系統(tǒng)知識(shí)。本書(shū)在對(duì)常規(guī)技術(shù)介紹的同時(shí)，重點(diǎn)對(duì)近幾年熱泵和中央空調(diào)領(lǐng)域的實(shí)用新技術(shù)進(jìn)行了講解，并特別介紹了自復(fù)疊壓縮、三維設(shè)計(jì)在主機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以及數(shù)碼渦旋、復(fù)合蓄能技術(shù)、蓄能除濕技術(shù)等新技術(shù)。本書(shū)首次公開(kāi)介紹了作者近幾年的研究成果：大地耦合獨(dú)立循環(huán)水環(huán)式水源熱泵系統(tǒng)、地板輻射采暖VRV熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)、以CAPC為主要評(píng)估指標(biāo)的中央空調(diào)能源消耗評(píng)估體系等，首次提出了形式節(jié)能、優(yōu)化節(jié)能、管理節(jié)能等概念，以及三個(gè)方面同時(shí)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)才是一個(gè)節(jié)能系統(tǒng)的“系統(tǒng)節(jié)能”概念。書(shū)中明確闡述了蒸氣壓縮式熱泵系統(tǒng)整體節(jié)能優(yōu)化方向：提高蒸發(fā)溫度、降低冷凝溫度、盡量減少系統(tǒng)輔機(jī)輸入功率、力求實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總輸入功率能夠根據(jù)系統(tǒng)冷熱負(fù)荷的變化呈直線比例變化等。上述新技術(shù)、新方法、新思想對(duì)豐富熱泵與中央空調(diào)的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)熱泵與中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。全書(shū)的特點(diǎn)是：“系統(tǒng)、實(shí)用”，適應(yīng)工程技術(shù)人員和管理人員的需求。

內(nèi)容概要

本書(shū)是“工業(yè)設(shè)備節(jié)能技術(shù)叢書(shū)”的一個(gè)分冊(cè)，全書(shū)共分10章，包括熱泵與制冷基礎(chǔ)理論、主機(jī)優(yōu)化技術(shù)、工程實(shí)施技術(shù)、節(jié)能管理與評(píng)價(jià)四個(gè)部分，在對(duì)常規(guī)技術(shù)介紹的同時(shí)，重點(diǎn)對(duì)熱泵和中央空調(diào)領(lǐng)域的實(shí)用新技術(shù)進(jìn)行了講解，并特別介紹了自復(fù)疊壓縮、三維設(shè)計(jì)在主機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、數(shù)碼渦旋、復(fù)合蓄能技術(shù)、蓄能除濕技術(shù)等新技術(shù)。本書(shū)內(nèi)容“系統(tǒng)、實(shí)用”，適應(yīng)工程技術(shù)人員和管理人員的需求。     本書(shū)可供熱泵和中央空調(diào)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)和工程管理人員使用，也可供從事節(jié)能工作的相關(guān)人員參考。

書(shū)籍目錄

1　熱泵與制冷基礎(chǔ)理論　1.1　熱泵與制冷的歷史 　　1.1.1　制冷技術(shù)的歷史 　　1.1.2　熱泵技術(shù)的歷史 　　1.1.3　土壤源熱泵技術(shù)的歷史 　　1.1.4　水源熱泵技術(shù)的歷史 　　1.1.5　空氣源熱泵和空調(diào)冷凝熱回收 　1.2　熱泵與制冷理論循環(huán) 　　1.2.1　液體汽化熱泵與制冷 　　1.2.2　氣體膨脹制冷 　　1.2.3　渦流管制冷 　　1.2.4　熱電制冷 　　1.2.5　其他制冷技術(shù) 　　1.2.6　制冷方法的選擇 　1.3　壓縮式熱泵與制冷循環(huán)的設(shè)計(jì)參數(shù) 　　1.3.1　冷凝溫度的確定 　　1.3.2　蒸發(fā)溫度的確定 　　1.3.3　壓縮機(jī)吸氣溫度的確定 　　1.3.4　節(jié)流前液態(tài)工質(zhì)過(guò)冷溫度的確定 　參考文獻(xiàn) 2　蒸氣壓縮式熱泵與制冷循環(huán)形式 　2.1　單級(jí)蒸氣壓縮式熱泵與制冷的循環(huán)形式 　　2.1.1　過(guò)冷循環(huán) 　　2.1.2　過(guò)熱循環(huán) 　　2.1.3　回?zé)嵫h(huán) 　2.2　雙級(jí)壓縮熱泵和制冷循環(huán) 　　2.2.1　采用雙級(jí)壓縮熱泵和制冷循環(huán)的目的 　　2.2.2　雙級(jí)壓縮熱泵和制冷循環(huán) 　　2.2.3　雙級(jí)壓縮熱泵和制冷循環(huán)中間壓力的確定 　2.3　復(fù)疊式壓縮熱泵和制冷循環(huán) 　　2.3.1　復(fù)疊式壓縮熱泵和制冷循環(huán)系統(tǒng)的組成 　　2.3.2　復(fù)疊式壓縮制冷循環(huán)參數(shù)和工質(zhì)的確定 　　2.3.3　自復(fù)疊式壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì)算 　2.4　壓縮式熱泵與制冷循環(huán)中工質(zhì)的選擇 　　2.4.1　工質(zhì)選擇的原則 　　2.4.2　工質(zhì)對(duì)熱泵和制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性影響 　　2.4.3　非共沸混合工質(zhì)對(duì)熱泵和制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性影響 　參考文獻(xiàn) 3　熱泵與制冷裝置仿真優(yōu)化設(shè)計(jì) 　3.1　最優(yōu)化方法簡(jiǎn)介 　　　3.1.1　最優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型 　　3.1.2　最優(yōu)化問(wèn)題的求解方法 　　3.1.3　多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 　　3.1.4　現(xiàn)代優(yōu)化計(jì)算方法 　3.2　熱泵和制冷裝置建模仿真 　　3.2.1　壓縮機(jī)模型優(yōu)化 　　3.2.2　毛細(xì)管 　　3.2.3　冷凝器模型 　　3.2.4　蒸發(fā)器模型 　　3.2.5　圍護(hù)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷模型 　　3.2.6　工質(zhì)物性計(jì)算 　　3.2.7　單級(jí)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的仿真算法 　3.3　熱泵和制冷裝置仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)例 　　3.3.1　三維設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用 　　3.3.2　仿真優(yōu)化軟件的應(yīng)用實(shí)例 　參考文獻(xiàn) 4　熱泵空調(diào)系統(tǒng)中主機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù) 　4.1　制冷壓縮機(jī)的型式及選型 　　4.1.1　制冷壓縮機(jī)的型式 　　4.1.2　壓縮機(jī)的選型 　4.2　制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié) 　　4.2.1　活塞式制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié) 　　4.2.2　滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié) 　　4.2.3　渦旋式制冷壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)方式 　　4.2.4　螺桿式制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié) 　　4.2.5　離心式制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié) 　4.3　制冷壓縮機(jī)的節(jié)能 　4.4　冷凝器的選擇與節(jié)能 　　4.4.1　冷凝器的類型 　　4.4.2　冷凝器的節(jié)能 　4.5　蒸發(fā)器的選擇與節(jié)能 　　4.5.1　蒸發(fā)器的類型 　　4.5.2　蒸發(fā)器的節(jié)能 　4.6　節(jié)流裝置的選擇與節(jié)能 　4.7　整機(jī)設(shè)備的節(jié)能優(yōu)化與選擇 　　4.7.1　各種類型的冷水機(jī)組 　　4.7.2　冷水機(jī)組的選擇 　參考文獻(xiàn) 5　蓄能空調(diào)節(jié)能技術(shù) 　5.1　蓄能空調(diào)技術(shù)概述 　5.2　水蓄冷空調(diào)系統(tǒng) 　5.3　冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng) 　　5.3.1　冰蓄冷設(shè)備 　　5.3.2　冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)概述 　　5.3.3　復(fù)合冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng) 　5.4　其他蓄能空調(diào)系統(tǒng) 　　5.4.1　共晶鹽蓄能空調(diào)系統(tǒng) 　　5.4.2　蓄能除濕空調(diào)系統(tǒng) 　參考文獻(xiàn) 6　太陽(yáng)能制冷與熱泵空調(diào)節(jié)能技術(shù) 7　水源熱泵節(jié)能技術(shù)8　空氣源熱泵節(jié)能技術(shù)9　熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行與保養(yǎng) 10　熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)與節(jié)能運(yùn)行 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　土壤源熱泵的研究在國(guó)外大致可分為三個(gè)大階段：　　第一階段，1912年，瑞士人佐伊利（H.Zoelly）提出了利用土壤作為熱泵熱源的專利設(shè)想，這一階段主要是對(duì)土壤源熱泵進(jìn)行了一系列基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)研究；　　第二階段，1973年，由于“能源危機(jī)”的出現(xiàn)，美國(guó)和歐洲又展開(kāi)了對(duì)土壤源熱泵大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)與理論研究，美國(guó)從1977年開(kāi)始，重新開(kāi)始了對(duì)土壤源熱泵的大規(guī)模研究，1978年，BNL（Brooldlayen National Laboratory）制定了土壤源熱泵的研究計(jì)劃，調(diào)查其作為空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用情況，并發(fā)表了一些研究成果，主要有對(duì)土壤源熱泵實(shí)際運(yùn)行的計(jì)算機(jī)模擬等；　　第三階段，進(jìn)入20世紀(jì)90年代，土壤源熱泵的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新快速發(fā)展的時(shí)期，土壤源熱泵在歐洲和北美迅速普及，在中歐和北歐地區(qū)，土壤源熱泵已成為家用熱泵的主要熱源：在美國(guó)，土壤源熱泵因其節(jié)能性、舒適性正在大力推廣；在加拿大，從1990年到1996年家用的土壤源熱泵以每年20％的遞增銷量而處于各種熱泵系統(tǒng)的首位?！　∥覈?guó)在開(kāi)展土壤源熱泵系統(tǒng)的研究與應(yīng)用方面起步較晚，但到2000年左右，在各種因素的共同作用下，成為一個(gè)非?！盁衢T(mén)”的研究課題，雖然這樣的熱門(mén)是處在一個(gè)整體水平相對(duì)低下的大環(huán)境之下?！　?guó)內(nèi)最早的研究開(kāi)始于1989年，當(dāng)時(shí)山東青島建筑工程學(xué)院在國(guó)內(nèi)建立了第一臺(tái)土壤源熱泵系統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)，開(kāi)始主要從事水平埋管的研究工作，后又完成了豎直埋管換熱的研究工作。天津商學(xué)院幾乎在同一時(shí)間開(kāi)始了對(duì)螺旋管埋地?fù)Q熱器的研究，但研究工作后來(lái)沒(méi)有繼續(xù)。華中理工大學(xué)從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，進(jìn)行了水平單管的傳熱研究，后來(lái)又進(jìn)行了地下淺層井水用于夏季供冷和冬季采暖的研究，但現(xiàn)在這方面的工作也已經(jīng)停止。同濟(jì)大學(xué)的張旭等人從1999年開(kāi)始了為期多年的一項(xiàng)土壤一太陽(yáng)負(fù)荷熱源的研究，重點(diǎn)針對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)含水率較高的土壤的蓄放熱特性進(jìn)行測(cè)試。湖南大學(xué)從1998年開(kāi)始也進(jìn)行了多層水平埋管的換熱特性研究。1999年開(kāi)始，在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下對(duì)淺埋豎直管換熱器的采暖、供熱特性進(jìn)行了研究。此外，清華大學(xué)、天津大學(xué)、山東建筑工程學(xué)院及中科院廣州能源研究所等高校和科研單位也對(duì)土壤源熱泵進(jìn)行過(guò)研究，并取得了一定的成果?！　?.1.4水源熱泵技術(shù)的歷史　　在國(guó)外，早在1934年，美國(guó)的通用公司就在紐約州的塞勒姆市的大西洋城電力公司安裝了一套地下水熱泵系統(tǒng)。隨后的幾年中，在美國(guó)的路易斯安娜州的阿爾吉斯（25℃的地下水，1936年），紐約州的皮特曼恩市（14℃的地下水，1936年），康涅狄格州紐黑文市（13℃的地下水，1939年）等城市陸續(xù)安裝了地下水源熱泵系統(tǒng)。與美國(guó)早期的迅速發(fā)展相比，在歐洲的部分國(guó)家，將地下井水作為熱泵熱源這一技術(shù)的應(yīng)用要落后一些。比利時(shí)到1979年底，家用熱泵系統(tǒng)安裝了1000多臺(tái)，其中地下水源熱泵系統(tǒng)占17％。法國(guó)于1954年在索恩河畔的沙隆安裝了一臺(tái)熱輸出量為640kW的熱泵。荷蘭在1974.年左右，一批以發(fā)電站冷卻水為熱源及使用地下熱源的熱泵系統(tǒng)的研究一直在進(jìn)行著，但是并沒(méi)有公布相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料。德國(guó)在20世紀(jì)50年代，由埃謝爾·維斯公司在其拉文斯堡的工廠的小賣(mài)部里安裝了一臺(tái)輸出熱量為186kw的供熱熱泵用于空氣調(diào)節(jié)，其熱源為9℃的地下水，運(yùn)行效果良好。20世紀(jì)90年代中期，地下水源熱泵系統(tǒng)在美國(guó)和加拿大得到了更廣泛的應(yīng)用。然而對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)行工況設(shè)計(jì)細(xì)則、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及與傳統(tǒng)空調(diào)采暖系統(tǒng)的結(jié)合等方面仍存在著相當(dāng)多的問(wèn)題，也缺乏較深入的研究。

編輯推薦

　　熱泵與制冷基礎(chǔ)理論，蒸氣壓縮式熱泵與制冷循環(huán)形式，熱泵與制冷裝置仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)，熱泵空調(diào)系統(tǒng)中主機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)，蓄能空調(diào)節(jié)能技術(shù)，太陽(yáng)能制冷與熱泵空調(diào)節(jié)能技術(shù)，水源熱泵節(jié)能技術(shù)，空氣源熱泵節(jié)能技術(shù)，熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行與保養(yǎng)，熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)與節(jié)能運(yùn)行。

圖書(shū)封面

圖書(shū)標(biāo)簽Tags

無(wú)

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    熱泵與中央空調(diào)節(jié)能技術(shù) PDF格式下載

---