论文部分内容阅读
空气源热泵以其安全环保、高效节能的特点广泛运用于长江以南地区。纵观2016年度市场,空气源热泵行业总容量突破80亿元大关,这对于空气源热泵行业的发展是一个巨大的进步。但由于低环境温度下,空气源热泵机组会出现压缩机启动困难、排气温度过高、制热能力下降、蒸发器结霜严重等问题,制约了空气源热泵在北方寒冷地区冬季采暖的推广应用。氟利昂类热泵工质包括氟氯烃类（CFCs）,如R12和氢氯氟烃类（HCFCs）,如R22。这类工质对臭氧层有破坏作用,因此国际上正在逐步使用天然工质（如CO2）和氢氟烃类（HFCs）工质,如R404A。R404A作为新型的氢氟烃类工质,对臭氧层没有破坏作用,用于低温空气源热泵工质时压缩机的排气温度较低。本文将R404A与R22,R410A,R407C性质进行对比,在普通单级压缩空气源热泵循环中对四种工质的循环性能进行计算,结果表明R404A系统的低温适应性最稳定,压缩机的排气温度始终最低。也对R404A补气增焓低温空气源热泵系统的循环工况和循环参数进行计算,并与单级压缩系统作对比,得出R404A补气增焓低温空气源热泵系统有更好的低温适应性和工作稳定性。2022年北京冬奥会雪上项目比赛场地为河北省崇礼县的万龙滑雪场。滑雪场馆的现行供暖系统热源为R404A单级压缩空气源热泵系统和CO2空气源热泵系统（方案一）,分别搭配不同的散热末端（风机盘管+地热盘管、热风幕）保证场馆内的采暖需求。由于R404A单级压缩空气源热泵系统在低环温下的工作能力较差,所以本文提出将R404A补气增焓低温空气源热泵系统代替R404A单级压缩空气源热泵系统,与CO2空气源热泵系统合作为场馆供暖（方案二）。选取万龙滑雪场第六雪具大厅的建筑模型,采用GAMBIT进行物理模型的建立和网格划分,运用FLUENT进行不同方案下的室内热环境数值模拟研究。得出在采用R404A补气增焓低温空气源热泵系统和CO2空气源热泵系统后,去掉风机盘管散热末端,同样保证室内的平均温度维持在16℃以上,符合场馆的供暖需求。结合本次滑雪场馆的供暖系统投资情况,分别进行方案一和方案二供暖系统下的经济效益、环保效益、节能效益的对比分析,得出方案二供暖系统的各方面效益更好;并将场馆最先使用的电锅炉供暖系统与空气源热泵供暖系统进行对比,同样得出采用空气源热泵供暖系统的经济效益更好,环保效益和节能效益更明显的结论。本文通过上述工作内容,得出R404A补气增焓低温空气源热泵可用于万龙滑雪场馆供暖系统的热源,搭配地热盘管散热末端,与原CO2空气源热泵作热源搭配热风幕散热末端,可保证场馆内的采暖需求,比现行供暖系统更经济、更节能,符合低碳环保低投资的理念。对进一步扩大空气源热泵作为北方冬季采暖的热源具有十分重要的意义。