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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1 149

7.8.2 工程实例2 151

7.8.3 工程实例3 152

7.8.4 工程实例4 153

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CFE 203

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

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