热泵与中央空调节能技术

1 热泵与制冷基础理论1
1.1 热泵与制冷的历史1
1.1.1 制冷技术的历史1
1.1.2 热泵技术的历史1
1.1.3 土壤源热泵技术的历史2
1.1.4 水源热泵技术的历史2
1.1.5 空气源热泵和空调冷凝热回收3
1.2 热泵与制冷理论循环3
1.2.1 液体汽化热泵与制冷4
1.2.2 气体膨胀制冷6
1.2.3 涡流管制冷7
1.2.4 热电制冷7
1.2.5 其他制冷技术8
1.2.6 制冷方法的选择8
1.3 压缩式热泵与制冷循环的设计参数10
1.3.1 冷凝温度的确定10
1.3.2 蒸发温度的确定11
1.3.3 压缩机吸气温度的确定12
1.3.4 节流前液态工质过冷温度的确定13
参考文献13
2 蒸气压缩式热泵与制冷循环形式15
2.1 单级蒸气压缩式热泵与制冷的循环形式15
2.1.1 过冷循环15
2.1.2 过热循环16
2.1.3 回热循环17
2.2 双级压缩热泵和制冷循环18
2.2.1 采用双级压缩热泵和制冷循环的目的18
2.2.2 双级压缩热泵和制冷循环19
2.2.3 双级压缩热泵和制冷循环中间压力的确定19
2.3 复叠式压缩热泵和制冷循环21
2.3.1 复叠式压缩热泵和制冷循环系统的组成21
2.3.2 复叠式压缩制冷循环参数和工质的确定21
2.3.3 自复叠式压缩制冷循环的热力计算22
2.4 压缩式热泵与制冷循环中工质的选择23
2.4.1 工质选择的原则23
2.4.2 工质对热泵和制冷系统的经济性影响26
2.4.3 非共沸混合工质对热泵和制冷系统的经济性影响26
参考文献27
3 热泵与制冷装置仿真优化设计28
3.1 最优化方法简介28
3.1.1 最优化问题的数学模型28
3.1.2 最优化问题的求解方法30
3.1.3 多目标优化设计方法33
3.1.4 现代优化计算方法36
3.2 热泵和制冷装置建模仿真36
3.2.1 压缩机模型优化37
3.2.2 毛细管38
3.2.3 冷凝器模型38
3.2.4 蒸发器模型39
3.2.5 围护结构动态热负荷模型39
3.2.6 工质物性计算40
3.2.7 单级蒸气压缩制冷系统的仿真算法45
3.3 热泵和制冷装置仿真优化设计的实例47
3.3.1 三维设计软件的应用47
3.3.2 仿真优化软件的应用实例53
参考文献54
4 热泵空调系统中主机设备节能技术55
4.1 制冷压缩机的型式及选型55
4.1.1 制冷压缩机的型式55
4.1.2 压缩机的选型61
4.2 制冷压缩机的能量调节61
4.2.1 活塞式制冷压缩机的能量调节61
4.2.2 滚动转子式制冷压缩机的能量调节63
4.2.3 涡旋式制冷压缩机的调节方式63
4.2.4 螺杆式制冷压缩机的能量调节65
4.2.5 离心式制冷压缩机的能量调节66
4.3 制冷压缩机的节能66
4.4 冷凝器的选择与节能68
4.4.1 冷凝器的类型68
4.4.2 冷凝器的节能70
4.5 蒸发器的选择与节能71
4.5.1 蒸发器的类型71
4.5.2 蒸发器的节能72
4.6 节流装置的选择与节能73
4.7 整机设备的节能优化与选择75
4.7.1 各种类型的冷水机组75
4.7.2 冷水机组的选择77
参考文献77
5 蓄能空调节能技术78
5.1 蓄能空调技术概述78
5.2 水蓄冷空调系统79
5.3 冰蓄冷空调系统82
5.3.1 冰蓄冷设备82
5.3.2 冰蓄冷空调系统概述88
5.3.3 复合冰蓄冷空调系统91
5.4 其他蓄能空调系统98
5.4.1 共晶盐蓄能空调系统98
5.4.2 蓄能除湿空调系统99
参考文献100
6 太阳能制冷与热泵空调节能技术103
6.1 太阳能概述103
6.2 太阳能制冷空调技术103
6.2.1 太阳能光热转换制冷空调104
6.2.2 太阳能光电转化制冷空调113
6.2.3 太阳能光化转换制冷空调113
6.3 太阳能热泵空调技术114
6.3.1 太阳能热泵热水系统114
6.3.2 太阳能热泵辐射供暖系统119
6.3.3 太阳能空气双热源式热泵及热水系统121
6.4 工程实例122
参考文献124
7 水源热泵节能技术126
7.1 水源热泵的工作原理与组成126
7.2 水源热泵的热源及热源形式选择128
7.2.1 水源热泵的热源形式128
7.2.2 水源热泵的常用型式128
7.2.3 热源及热泵形式选择130
7.3 水井式采热装置132
7.3.1 概述132
7.3.2 水资源管理部门的许可132
7.3.3 水井装置的技术要点133
7.3.4 水井的老化及其防止措施135
7.3.5 回灌水井的清洗措施137
7.3.6 井水需求量的计算与水井开凿数量的计算137
7.4 地表水式采热装置138
7.5 地埋管式采热装置138
7.5.1 土壤的供热能力138
7.5.2 土壤的换热过程139
7.5.3 土壤热交换器型式139
7.5.4 布管强度计算方法141
7.5.5 布管管径与管内流速的选择141
7.5.6 不同埋管形式的适用范围142
7.5.7 高效节能的独立循环大地耦合水环式水源热泵系统及其工程实例分析143
7.6 水源热泵系统综合优化技术146
7.7 水源热泵系统存在问题与对策147
7.7.1 水源热泵大规模应用可能引发的生态问题147
7.7.2 环保制冷剂的研究与使用148
7.7.3 海水热泵需要解决的技术问题148
7.7.4 对水源热泵系统的研究型设计148
7.7.5 新型高效热泵技术开发148
7.7.6 水源热泵技术发展建议148
7.8 水源热泵的节能工程应用实例149
7.8.1 工程实例1149
7.8.2 工程实例2151
7.8.3 工程实例3152
7.8.4 工程实例4153
参考文献154
8 空气源热泵节能技术156
8.1 空气源热泵的工作原理与组成156
8.2 空气源热泵的热源及其相关问题探讨157
8.2.1 空气源热交换器157
8.2.2 空气源热泵热源158
8.2.3 空气源热泵的型式159
8.2.4 空气源热泵中央空调系统的特点160
8.2.5 空气源热泵中央空调主机系统的节能方向161
8.2.6 空气源热泵中央空调主机系统的其他问题162
8.3 VRV多联式空气源热泵中央空调系统163
8.3.1 多联式空气源热泵中央空调系统的特点163
8.3.2 VRV多联式空气源热泵空调系统的类型164
8.3.3 多联式热泵空调系统的控制系统166
8.3.4 多联式热泵空调系统的最大管长与最大高差166
8.3.5 VRV空气源热泵中央空调系统技术及其发展167
8.3.6 VRV热泵中央空调系统的几个关键技术167
8.4 采用地板辐射采暖的VRV空气源热泵中央空调系统168
8.4.1 地板辐射采暖VRV热泵系统的组成168
8.4.2 地板辐射采暖VRV热泵系统的特点169
8.4.3 地板辐射采暖VRV热泵系统的类型169
8.4.4 节能环保舒适的地板辐射采暖VRV热泵中央空调系统170
8.4.5 地板辐射采暖VRV热泵中央空调系统的优势172
8.4.6 地板辐射采暖VRV热泵中央空调系统的选用及安装方法173
8.5 空气源热泵冷热水中央空调系统173
8.5.1 系统特点173
8.5.2 空气源热泵冷热水机组组成及主要部件型式174
8.5.3 空气源冷热水机组选用要点174
8.5.4 空气源热泵冷热水机组的末端系统174
8.5.5 空气源热泵冷热水机组制冷运行的热回收技术175
8.6 空气源水环热泵空调系统175
8.6.1 空气源水环热泵空调系统的工作原理175
8.6.2 空气源水环热泵空调系统运行的适用性176
8.6.3 空气源水环热泵空调系统运行的经济性评价176
8.6.4 空气源水环热泵空调系统运行的特点177
8.7 空气源热泵热水器177
8.7.1 空气源热泵热水器的特点177
8.7.2 空气源热泵热水器的应用展望178
8.8 空气源热泵系统综合优化技术178
8.8.1 空气源热泵系统节能关键技术178
8.8.2 空气源热泵系统优化技术179
8.8.3 空气源热泵系统优化发展方向179
参考文献180
9 热泵中央空调系统的节能运行与保养181
9.1 概述181
9.2 热泵中央空调系统的维护保养事项181
9.2.1 正式运行前的全面检查事项181
9.2.2 运行中的定期维护182
9.2.3 热泵中央空调系统的开停机顺序182
9.2.4 节能措施183
9.3 热泵中央空调系统主机的维护与保养184
9.3.1 系统与机组运行参数的选择与确定184
9.3.2 压缩系统的气密性试验186
9.4 热泵机组的维修187
9.4.1 机组类型与常见故障187
9.4.2 机组维修事项188
9.4.3 具体故障分析与维修方法188
9.5 水系统的故障分析与保养191
9.5.1 水垢的形成与去除191
9.5.2 冷媒水系统的腐蚀与防治191
9.5.3 井水系统泥沙的去除与防治191
9.5.4 水流方面的故障原因与排除191
9.5.5 水的输送设备的故障种类与排除192
9.5.6 冷凝水系统的故障种类与排除192
9.5.7 空气源热回收式水环热泵系统的运行与保养192
9.5.8 中央空调系统室内空气品质与清洗消毒保养192
9.5.9 空调维护技术人员要求193
9.6 特殊场所热泵中央空调系统的运行与保养193
9.6.1 医院中央空调的运行与保养193
9.6.2 电子设备机房中央空调的运行与保养194
9.7 热泵系统特、重大问题的预防与处理195
9.7.1 蒸发器和冷凝器内漏196
9.7.2 末端阀门焊缝开裂197
9.7.3 水井塌陷197
9.8 热泵中央空调系统稳定节能运行的有效管理197
9.8.1 热泵中央空调系统的常见问题197
9.8.2 建设过程与运行过程的管理198
9.8.3 稳定节能运行的计划管理198
参考文献198
10 热泵中央空调系统技术经济评价指标与节能运行199
10.1 中央空调系统技术经济评价的意义和作用199
10.2 中央空调系统技术经济评价指标综述200
10.2.1 节能评价指数200
10.2.2 空气调节中的能量利用评价指数200
10.3 中央空调系统较为合理的评价指标——CAPC和CFE203
10.4 以CAPC和CFE为主要评价指标的技术经济评价体系206
10.4.1 评价指标206
10.4.2 评价运用的基础数据206
10.4.3 评价原则212
10.4.4 评价体系212
10.4.5 评价结果的分析与结论的获得213
10.4.6 用CAPC和CFE对典型中央空调系统案例的评价分析213
10.5 热泵中央空调系统节能运行218
10.5.1 建筑物的节能219
10.5.2 热泵中央空调系统的节能222
10.6 节能标准化与节能运行管理的难点重点234
10.6.1 建筑节能标准化234
10.6.2 节能运行管理的难点重点及解决办法235
参考文献237