低温送风、冰蓄冷、地源热泵空调系统若干问题的分析

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1、武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：庄毒圭日期：三堕弯坐业闫研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科

2、技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。论文作者签指导教师签日武汉科技大学硕士学位论文第l页第一章绪论1．1课题的意义纵观当前国内外形势，能源问题已成为各国政府的重要问题。当前我国“节能减排”政策的提出，让国人不得不更加重视资源紧缺的紧迫性。而作为国民经济基础产业之一的电力行业，节能在其中更是具有重要的意义。随着社会主义经济的稳步发展，电力供应高峰不足，低谷过剩的矛盾愈显得

3、突出。对解决这样的问题，可以采用调节电厂发电能力或者调节用户负荷的方法解决。调节电厂的发电能力的方法对火电发电机组与核电发电机组而言实现比较困难，经济性也不好。采用建筑抽水蓄能电站的方法技术上是可行的，但是一次行投资较大，加上水泵、电机的效率影响，储能的回收率也只能达到60％左右。对此各国政府制定用户用电优惠政策，鼓励用户多使用低谷电的电力以实现“移峰填谷”。【l】空调行业占我国用电总量的很大一部分，要求空调行业的节能是必然的趋势。气温每变化一度，就会立刻反映到电力的需求上。而冰蓄冷就是在此形势下

4、发展起来的一种技术。蓄冰空调以其简单的结构和显著的社会效益日益受到社会各界的重视，其对我国的经济建设和电网的调峰节能具有重要的意义。1983年美国能源部主持召开了第三次“蓄冷在制冷工程中的应用“的专题研讨会，首次提出了与冰蓄冷相结合的低温送风系统，随后经过工程上的不断应用成功，人们对此有了更加完善的认识。蓄冷与低温送风系统相结合成为空调行业的一种趋势，被称为暖通空调工程中继变风量系统之后的最大改革【2】。低温送风空调方式就是在蓄冷技术的发展下带动起来的。由于送风温度的降低，与常规空调相比，低温送风

5、空调方式在设计方法、设备选型、通风、舒适性以及经济性评价方面都产生了一些新的研究课题。目前在国内，采用冰蓄冷结合大温差送风的空调系统和冰蓄冷结合地源热泵的空调系统的项目越来越多。在新的技术下，不论在设计还是施工、运行管理中都存在许多不成熟的地方，那么如何使得系统间很好的融合，整体的优化成为设计中一个很重要的问题。大温差送风技术在送风的末端形式也跟常规的空调存在很大的区别，不同功能的建筑物采用的送风形式可能是千差万别的。向房间直接送4～10。C的空气，引起了一些有关散流器能否使送风在达到工作区以前与

6、房间里的空气充分混合的问题。在散流器表面结露的可能性也是一个很重要的问题。因此对低温送风空调的送风木端的研究是很有必要的。送风形式的问题必然会涉及到空调区域的气流组织的问题，也就是温度场、速度场等关于舒适性方面的研究。送风末端如何配置才能使得空调区域的人员有较好的舒适度，是研究该课题、设计该项目的最终目的，也是最重要的问题之一。此外，对于冰蓄冷结合地源热泵的空调方式也有很多需要解决的问题。尤其是在设计地源热泵系统时，设计中如何保证整个系统的冷却能力满足机组的要求，如何选择最佳的冷却方式保证地源热泵

7、系统的取冷和取热的均衡，什么条件下需要增加冷却塔等辅助冷却设施，以及地热换热器受土壤温度的影响、受换热器进出水温度的影响和地源热泵系统的第2页武汉科技大学硕士学位论文连续运行对周围土壤温度层的影响等等，这些都是有必要去做研究的地方，最终才能很好地指导设计、指导实践。1．2国内外研究现状对于低温送风空调，美国和同本有不同的定义。如表1．1，美国的低温送风应用历史较早，如4℃的低温送风应用在湿度控制中，以及9℃的送风用于小型商业建筑的诱引送风等。2-4℃的低温送风被用于医院的一次风诱引送风系统。低温送

8、风在美国的发展历史与冰蓄冷的应用并没有直接联系。当然，后来冰蓄冷的出现使人们重新认识了低温送风的优势，使之得以进一步的系统化，得到了完善和发展。现在美国的低温送风主要指低于10℃的送风温度。而在日本，通常的送风温度为15～16℃，比此温度低的送风称为低温送风，实际上应用的实例多为10～13℃，故将13℃定义常规送风和低温送风的分界线。表1．1美国、日本的低温送风空调的定义传统空调低温送风空调国名送风温度冷冻水供水送风温度冷冻水供水范围温度范围范闱温度范隔美国10~15℃&4℃4-1