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水源热泵机组空调系统的基本上可以根据用户的环境
时间:2023-07-30    

水源热泵空调系统。

1)属于可再生能源技术。

水资源热泵是利用地球水体储存的太阳能作为冷热源进行能量转换的采暖空调系统。 可用水体,包括地下水或河流、河流地表部分和海洋地表部分。 表层土壤和水体不仅是一个巨大的集热器,收集了47%的太阳辐射能,是人类每年使用能量的500多倍(地下水体通过土壤间接吸收太阳辐射能) ),也是一个巨大的推动力。在能量平衡系统中,地表土壤和水体自然地保持着接收和发射能量的相对平衡。 这样,就可以使用几乎无限的空间或将其存储在那里。 因此,水源热泵采用的是清洁的可再生能源技术。

2)计量、充电方便。

空调用电负荷在用户所在地,方便空调计量和充电。 对于用户合理使用空调系统,节约空调系统能耗,公平、公正、公开地运行和管理空调系统具有重要意义。

3)运行安全可靠。

水源热泵机组空调系统基本上可以根据用户的需要全年开启空调系统,特别是春秋两季都可以正常运行,即四控空调系统。 一般来说,水源热泵供回水温度全年都比较稳定,波动范围远小于气温的变化。 水是夏季空调的冷源水源热泵ba楼宇自控,冬季是空调的热源。 具有相对稳定的水温特性,使得热泵机组的运行更加可靠稳定,也保证了系统的高效性和经济性。 不存在空气源热泵除霜等疑难问题。

4)节能高效。

水源热泵机组冬季可用的环境水温为12-22℃,水温较高,因此热泵循环的蒸发温度升高,能效比提高。 但由于夏季水体温度为18-35℃,水体温度较低,因此降低了冷凝温度,提高了机组效率。

5)灵活运用。

有些建筑,尤其是过渡季节,需要部分区域制冷,部分区域供暖。 水源热泵可以同时提供制冷和供暖,可以实现建筑冷热的传递和平衡,从而降低系统的能耗。

本期我们来探讨一下船舶空调的4大制冷形式和3大送风形式。

一、船用空调的四种制冷形式

船舶上的制冷装置通常是单级蒸汽压缩制冷循环。 船用空调器的热源通常是燃油锅炉产生的高温饱和蒸汽。 目前,绿色船舶的要求非常严格。 在许多客船上,利用船舶余热、余热作为热源,通常与船舶主机的高温缸套冷却水或通过废气进行热交换。 主机排出的余热由锅炉收集。 船用空调的加湿源通常是来自船用锅炉的蒸汽、蒸汽发生器、水和压缩空气。 空调系统通常为一次回风系统,货船一般采用全空气系统。 客船和公务船舶,人员数量多,舱室类型复杂,多采用气水系统。 船舶空调的风道系统分为单风道系统和双风道系统。 两种系统的优缺点比较如表2所示。

双导管系统广泛应用于豪华客船或要求较高的商船上。 对于船舶上通常使用的直膨式制冷系统来说,双风道系统更适合不同区域的单独调节,对外界环境变化的适应性更好。 但受船上空间限制,船上空调系统大多为单风道、中压、中速集中定风量空调系统。 通过调节空气分配器的送风量来控制室温,但通常室内新风量不能满足,影响舱内卫生条件,因此采用末端再热的单风道中央空调系统被采纳。

1.蒸汽压缩制冷

目前,大多数船舶的制冷原理仍然是蒸汽压缩式制冷,制冷装置中的冷凝器一般采用海水或来自中央冷却水系统的低温淡水作为冷却介质。 空调系统是船舶的主要耗电设备。 据统计,万吨级以上民用船舶空调系统和食品冷库能耗占总能耗的18%,客船、游轮超过总能耗的28% 。

随着国际海事组织(IMO)对船舶能效管理的要求日益严格,降低船舶制冷空调系统能耗已成为实施船舶节能减排的重要内容。 目前,船舶余热节能制冷新方法主要采用蒸汽喷射制冷和吸附/吸收式制冷技术。

2.蒸汽喷射制冷

蒸汽喷射制冷可由低品位热能驱动,在船舶上应用是可行的。 船用废气锅炉产生的蒸汽可直接作为注汽制冷的流体,其示意图如图1所示。通过实验研究,研究人员发现,船用废气锅炉工作过程中存在一个临界冷凝压力。系统,而喷射器对系统性能影响很大; 另外,有人提出了以闪蒸罐为蒸发器的蒸汽喷射制冷冷水机组样机的设计方案,发现当蒸汽压力为Pa,冷水温度为14.4℃时,样机的最高性能系数为0.4。 。

显然,蒸汽喷射制冷效率较低,因此并未在船舶上广泛使用。

3、吸附/吸收式制冷技术

吸收式和吸附式制冷都可以由低品位热能提供动力。 大多数船舶的主要推进装置是柴油机。 由于卡诺循环的限制,其热效率仅为50%左右。 排烟和循环冷却水中的大量废热可作为驱动制冷机组的可行热源。 船舶吸收式制冷系统示意图如图2所示。

以万吨级远洋船舶为例,全船的余热足以满足空调制冷系统的热需求。 研究中发现:

(1)采用复合交替分离热管原理,可解决吸附制冰机直接用海水冷却吸附床所带来的腐蚀问题。

(2)吸收式空调系统对船舶节能效果显着。 吸附/吸收式制冷技术在船舶上的应用,可以充分利用船舶的废气余热,节能降耗,同时解决CFCs工质的环保问题。

吸附式制冷技术需要注意的事项:

(1)由于船舶空间有限,后续研究需要提高系统冷却效率、减小系统装置体积;

(2)对于吸收式制冷,当船舶摇摆或倾斜时,溶液很容易从发生器进入冷凝器或从吸收器进入蒸发器,从而污染制冷剂,造成运行异常。 因此,吸附式制冷相对吸收式制冷能更好地适应船舶摇摆、倾斜等特殊环境和工况引起的余热波动。

4、LNG(气)冷能利用技术

为了控制船舶污染,打造绿色低碳船舶,越来越多的船舶使用LNG作为燃料。 LNG通常气化后使用,过程中会产生大量冷能。 根据LNG蒸气的特性,其冷能可应用于LNG船舶餐饮冷库、海水淡化装置、空分装置等领域。 LNG蒸气温度较低,作为冷源时对设备材质要求较高。

而且LNG船舶蒸发的蒸汽量有限,无法满足船舶上大规模的制冷需求,且由于LNG管道复杂,容易泄漏。 因此,需要得到相关机构的批准后才能用于实船。

2、船用空调器的三种送风方式

1、孔板送风技术

目前,静压箱孔板送风的应用较为广泛。 船舶舱室受到地板高度以及舱室天花板以上电缆等管道敷设的限制,因此安装静压通风系统的空间有限。 通常,船舶上的静压室相对较长且较小,并且分布在天花板上方。

船舶上孔板送风的设计风速通常按舱室地板高度减1计算,同时考虑到设计要求和美观性能。 孔面积决定静压室的数量。

船舶冷库的温度波动和库内的送风方式对冷库内果蔬的保鲜影响很大。 为了精确控制冷库温度,降低冷库内气流速度,一些船舶上的冷库也由冷风机直吹式改为冷库直吹式。 它采用孔板供气形式。 通过果蔬保鲜试验可以发现,采用孔板送风形式的冷库,库温控制在(0±0.5)℃,​​大部分果蔬可以保鲜超过45天,大大提高了气温。 果蔬的食用周期得到保证,为船舶的长期航行提供了有力的保障。

2、置换通风技术

目前,船舶舱室空调通风系统的布置主要采用传统的向上送风方式,其特点是上下房间的温度基本相同,但工作时的风龄不同。面积比较长。 座椅送风系统应用于“雪龙二号”极地科考破冰船学术报告厅和新型训练船多功能厅。 通过实际使用和模拟计算,该方案能够有效降低吹气感,保证人体周围的空气质量,热舒适指数满足要求。

船舶上层甲板较高的公共舱室,采用座椅送风置换通风形式:

一方面可以优化气流,提高人员的热舒适度。 另一方面,天花板以上的空调风道数量大大减少,有效增加了舱室的净层高,对于空间狭窄的船舶舱室具有明显的优势。 根据设计经验,每个座椅下送风柱的风量为60-80 m3/h,可以满足送风量和温度的要求。

置换通风技术具有通风效率高、空气质量好、能耗低等特点,在船舶上具有一定的应用前景。 由于置换通风方法应用的领域大多是船舶人员集中的空间,因此可以将后续的模拟和实测相结合,研究置换通风系统对舱室污染物去除的效果。

3、大温差低温送风技术

低温送风系统具有减少设备容量、减少布局空间要求、降低成本和运行费用的优点,同时低温送风系统可以使环境的相对湿度和露点温度室内空气低于常规系统,显着提高舱室舒适度该技术解决了船舶有限空间内的布置与船舶空调舒适性之间的矛盾楼宇自控空调原理,在船舶上具有广阔的应用前景。

结合潜艇空调系统能耗高、室温湿度难以控制的问题,有人提出了大温差低温送风、变风量控制和温度独立控制相结合的系统技术方案和湿度。 该方案降低系统能耗30%%,噪声降低5dB,设备体积和质量减小,有利于降低潜艇舱室噪声。 值得注意的是,由于送风温度较低,各部分产生的温升波动比常规送风系统大,设计时应留有一定的余量。

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