轨道车辆CO2工质热泵空调系统设计与性能研究

当前轨道车辆空调系统常使用的R407C与R22工质因较高的温室效应将会被替代,选择一种节能环保、安全高效的工质无疑是未来轨道车辆空调系统的研究热点。CO₂作为自然工质,价格低、来源广且无回收问题,安全无毒、流动损失小且传热效果良好。文章设计了一种以CO₂为工质的轨道车辆热泵空调系统,对该系统中压缩机、气冷器、蒸发器、电子膨胀阀核心部件进行参数计算,进而借助AMESim软件构建了数值仿真模型,计算得到CO₂工质热泵空调系统在不同工况下的运行参数,分析了客室内温度对制冷量、制热量、COP的影响规律。研究结果表明,冬季工况下制热量、COP随着客室内温度上升而降低;夏季工况下制冷量、COP随着客室内温度上升而升高。分析了核心部件参数对系统性能的影响规律,最终采用正交试验法得到最优性能工况下的各部件参数,降低了系统运行功耗。     

高速列车司机室内热舒适性的评价与优化

高速列车司机室是整个列车运行的控制中枢,舒适的热环境可有效保证司机良好的工作状态,从而提高列车运行的安全性。本文利用Airpak三维软件对某型高速列车司机室内夏季和冬季极端工况下的热环境进行仿真计算,对司机室内的热舒适性进行评价。计算结果表明:夏季极端工况(室外温度35℃)下,司机头部温度偏高,头部PMV值偏大,人体感觉偏热;冬季极端工况(室外温度-20℃)下,热环境参数指标满足热舒适性要求。在不改变原有送风系统结构设计的前提下,对司机室空调送风口的风量分配以及送风角度进行了优化。仿真结果表明:优化后的司机室热环境得到明显改善。     

被动式超低能耗幼儿园建筑设计

随绿色环保、节能减排理念不断普及，被动式超低能耗建筑因其室内舒适度高、建筑气密性好、建筑能效高等特点，成为建筑行业节能减排重要发展方向。基于保定市主城区城中村改造项目——前屯幼儿园项目设计实践，结合建筑外围护结构性能参数、环境参数对通风空调及内部热源能耗进行模拟计算，在保证幼儿舒适感的前提下，通过无热桥设计、高效保温系统、高效节能门窗、高效新风热回收系统、严苛的气密性和可再生能源使用等节能措施降低建筑能耗需求，达到被动式超低能耗建筑标准。     

空调客车的空气品质与热舒适

根据空调列车卧铺车厢存在多种空气污染物和车厢内温度分布不均匀的现状,分析空调、通风系统的布置对车厢内空气品质和热舒适状况的影响,提出相应的改进措施.从节能和满足乘客个体需求的角度出发,提出在车厢内采用个体送风方式来改善卧铺车厢的空气品质和热舒适,并且对空调客车室内三维空气流场进行数值模拟研究,为空调客车室内舒适环境的优化研究提供依据.     

地铁站台公共区空调系统气流组织与热舒适性研究

地铁站台公共区空调系统的气流组织主要有两种方案:方案1为两侧各自提供送回风,方案2为一侧送风另一侧回风。利用数值模拟的方法,研究两种不同空调系统气流组织下站台公共区温度与热舒适度PMV(预测平均投票数)的分布特性。模拟结果表明:方案1中的站台平均温度和PMV值大于方案2,站台中部区域热量累积较明显。方案2由于气流能有效横穿整个站台区域,因此平均温度较低,能满足设计工况的要求,但靠近屏蔽门送风侧与回风侧的候车环境差别较大。     

地铁车站采用复合地源热泵系统的节能潜力分析

我国大部分地区地铁车站仅在夏季设置空调系统供冷,冬季不供暖。在运用土壤源热泵系统时,会造成土壤热积累,运行效率逐年下降。冷却塔复合式地源热泵能够在冬季将土壤夏季积累的热量排出,保持土壤冷热负荷相等,从而提高地铁车站空调系统夏季运行能效。通过计算地铁车站夏季空调负荷,对采用复合式地源热泵系统的节能潜力进行分析。结果表明,采用该系统能够有效减少地铁车站空调系统能耗,达到节能效果。     

变风量空调系统优化控制研究

对武汉某办公大楼变风量空调末端送风系统进行研究,探究该系统在提出的优化控制策略(变送风静压控制策略)下运行时,相对于在既有控制策略(定送风静压控制策略)下运行时的节能潜力。研究方法主要通过现场调研和利用Trnsys软件进行模拟仿真。根据模拟仿真结果,该大楼变风量空调末端送风系统采用优化控制策略后,在空调制冷季运行总计节能率为17.19%,空调制热季运行总计节能率为14.96%,全年运行总计节能率为16.58%。研究结果表明,文章提出的变风量空调末端送风系统控制策略是有效的,能显著减少空调系统能耗,为空调系统设计提供了一定的借鉴。     

基于计算流体动力学的地铁车厢气流性能评价分析

地铁车厢的空调系统气流性能的好坏直接影响车内乘客的热舒适性。以某型地铁车厢为研究对象,建立地铁车厢满载情况下的三维模型,运用计算流体动力学(CFD)软件Fluent,对车厢内空气流场进行数值模拟。讨论了不同送风工况(送风量和送风角度)对车厢内温度、速度的影响,并根据模拟结果对各工况的车厢气流性能进行评价分析。结果表明:在6种工况中,送风量12 000 m3/h、送风角度60°的送风工况是最优工况,其总体气流性能最好。     

西安公共建筑热环境调查分析

选取寒冷地区西安数栋公共建筑作为研究对象,于2008年8月和2008年12月至2009年1月采取现场建筑内热湿物理参数实测和室内人员问卷调查相结合的方式,对公共建筑热环境进行了研究,以揭示目前该地区建筑室内热湿环境现状以及人们的热舒适情况。研究结果得到了夏季该地区公共建筑内除酒店客房内温度偏低外,其他建筑室内温湿度都比较合适;而冬季除商场内温度偏高外,大部分建筑室内温度都在18~24℃之内,但冬季该地区公共建筑室内湿度普遍偏低。问卷调查表明夏季和冬季该地区公共建筑内绝大多数人对所处的热环境比较满意,热感觉适中。进一步的热舒适分析得到该地区夏季和冬季的实际热中性温度分别为24.9℃和18.7℃,实际热舒适温度范围分别为22.0~27.8℃和13.8~23.7℃。     

轨道车燃油采暖系统的研制

从燃油采暖系统研制的必要性、设计要求、技术方案、系统安装和测试5个方面详细介绍了轨道车燃油采暖系统。该系统采用轨道车室内内循环的方式,通过燃油加热器加热室内空气,实现轨道车全天候、低噪音、长时间不间断地供暖。与传统的煤炉或发电机+空调的采暖方式相比,该系统具有取暖效果好、热量大、耗电少、耗油少、安全可靠等特点,同时增加了轨道车冬季室内温度自动控制功能。该系统已分别于2014年冬和2015年冬在阎良工务段、延安工务段和绥德工务段进行了试验和试用,结果显示该系统满足我国北方地区轨道车冬季采暖需求。     

基于RWI-HDR的寒冷地区高速服务区室内热舒适研究

通过对寒冷地区既有高速服务区室内舒适状况实测统计分析发现,TSV-TCV平均投票统计分析结果不能满足室内热舒适Ⅱ级要求,存在室内热扰多、冬季冷风渗透导致的温度过低现象。基于此,本文采用RWI与HDR指标对其室内热舒适状况进行评价,计算出不同工况下各区域所对应的RWI值与HDR值,并与实测值进行对比;建立适用于高速服务区建筑的RWI^*与HDR^*修正计算公式,并分析服务区人员的RWI^*、HDR^*值与室内温度对应关系,给出高速服务区室内环境热舒适范围;采用“走行路线实验法”对既有服务区热湿环境及舒适情况进行实测分析,以便对能源孤岛型建筑——高速服务区室内热舒适环境营造及节能措施提供参考。     

通过气候风洞试验可提高车辆能效

介绍了维也纳阿森纳尔铁路技术试验中心利用气候风洞实验室,对轨道车辆的空调系统进行节能的试验研究。在不影响舒适性的情况下,通风采取新风量调节和废排风的热回收,可以显著降低能源的消耗。     

地源热泵技术在某办公楼空调系统中的应用

结合地源热泵技术在黄骅港站综合办公楼工程中的应用,从地源热泵系统夏季、冬季热交换的概念、系统的工作原理、施工工艺流程、现场地质勘探及换热测试、地埋管换热器井施工、水平及外管网水管路连接、机房热泵系统设备安装、机房系统水压试验及保温、室内空调末端系统安装等方面进行详细介绍。地源热泵技术运行费用低,高效、节能,可充分利用地热能源,达到最佳节能效果,综合运行费节省40%以上,具有广泛的推广应用价值。     

高铁站房大空间空调送风的气流组织分析与研究

以高铁厦门西站高架层候车区的高大空间作为工程实例,对目前我国高速铁路候车区空调应用及设计情况进行充分地调查和对比分析,提出适合厦门西站候车室空调布置的设计方案,该方案可在低能耗的条件下满足候车室人体舒适度指标要求;通过对候车室内气流组织进行模拟分析,研究不同送风条件下候车室内流场分布特性,得到候车室内不同位置的温度、风速及湿度参数,通过分析人体在不同温度、风速和湿度等参数下的舒适度,提出系统调整方案和措施,较好地实现候车区内高大空间远距离送风的气流组织,满足候车室内人体舒适度指标要求。     

地铁地下车站隐藏式冷却塔的控制工艺研究

常规冷却塔的布置已成为地铁地下车站空调设计的一个痛点。结合车站土建附属空间,将冷却塔隐藏于地下的布置形式逐渐受到关注。以广州地铁2号线某地下车站为例,对比、分析了车站排风及室外新风的特性,隐藏式冷却塔利用地下车站的排风改变冷却塔的进风或出风参数,可实现正常工况、节能工况及防白雾工况等多种工况的运行,并探讨了实际工程中不同运行工况切换的前提条件。研究结果表明：隐藏式冷却塔利用车站排风降低冷却塔进风湿球温度,可减少冷却塔埋于地下因风道阻力增加的运行能耗;在改变冷却塔的出风参数后,隐藏式冷却塔可低成本地解决常规冷却塔的白雾问题。     

新型节能材料在严寒地区高铁站房的应用研究——以齐齐哈尔南站为例

严寒地区站房节能设计是设计中重点考虑的问题,优秀的节能设计不仅可以给室内提供舒适的热环境,也降低能耗。近年来新型节能材料的不断出现为节能设计提供新的方向,齐齐哈尔南站节能设计中在屋面、墙体、玻璃幕墙等部位使用多项新材料,有效降低围护结构的传热系数,阻止室内热量向室外散失,经使用后实地测试室内温度均超过设计温度。     

幅流风机对地铁列车车厢内风环境与乘客舒适度的影响

以地铁列车车厢内空气流速为主要研究对象,对多条线路不同车型的车厢内风速进行实车测试,同时对车厢内乘客进行舒适度调查,分析了地铁列车车厢内环境现状。基于实测及调查结果,采用计算流体力学法,建立地铁列车B型车满载车厢模型,分别对未加载幅流风机且空调送风温度20℃、加载幅流风机且空调送风温度20℃、加载幅流风机且空调送风温度22℃等3个工况的客室流场进行模拟,研究幅流风机对车厢内环境与乘客舒适度的影响。研究结果表明:加载幅流风机能改善车厢内气流组织,提高流场均匀度,从而大大提高车内乘客的舒适性。     

城市轨道交通通风空调系统分析

通风空调系统是城市轨道交通的重要组成部分,空调领域的专家和技术人员根据城市轨道交通通风空调系统的实际运行不断优化设计方案,以期提高城市轨道交通通风空调系统的运行水平,使其向着更加节能环保的方向迈进. 1 城市轨道交通通风空调系统应用价值分析 通风空调系统设计基于城市轨道交通结构特点及其通风需求.首先,对于城市轨道交通地下线路而言,由于地下空间有限且与外界的空气流通较少,只能依靠车站出入口及通风口进行空气交换.因此通风空调系统有其必要性.其次,地下车站和区间隧道内的机电设备以及列车上的各类设备在运行过程中会产生的大量热量,乘客和车站工作人员也会产生大量的热湿负荷和二氧化碳气体等,因此需要通过空调系统及时将热量及污染物分解或排出.其三,由于土壤能够吸收热量也能够放出热量,在城市轨道交通隧道中存在热壑效应,因此需要通风空调系统调节隧道环境温度.其四,列车运行存在活塞风效应,需要通风空调系统调节地下车站和隧道相应区域的温度.     

轨道车辆空调送风系统噪声振动传递分析

随着轨道交通的快速发展,噪声逐渐成为考察列车乘坐舒适性的一项重要指标。作为轨道车辆静止时的主要噪声源,空调送风系统产生的噪声会深刻影响乘客的舒适性体验,控制其噪声水平意义重大。传递路径分析可以评价分析激励点到响应点每条路径的贡献量,从而得到减弱噪声振动危害的方法。为了降低轨道车辆空调机组运行时通过风道传递到客车室内的噪声,对轨道车辆空调送风系统进行噪声振动传递路径的试验和仿真研究。首先,采用现场传递路径分析试验技术,获取其声/振能量传递的详细数据,并基于工况传递路径分析法(OTPA)对各传递路径的贡献量进行初步分析。随后,基于统计能量分析法(SEA)对空调送风系统噪声进行仿真分析,利用试验数据对仿真模型进行修正,验证仿真的有效性。最后,使用修正后的仿真模型探讨送风过程中空气噪声和机械结构振动噪声的产生及在客室内的传播规律。研究结果表明：客室噪声声压级峰值集中在315～1 000 Hz左右的中低频段;空气声是列车客室噪声的主要来源;空气振动是列车客室地板振动的主要来源;噪声激励源按对中部客室的噪声贡献率从大到小排行,依次为送风口,废排口,空调蒸发腔,回风口,空调冷却腔。研究工作可为轨道车...     

空调负荷率对地埋管水冷多联机空调系统性能的影响

埋管式水冷多联机空调系统具有很好的节能、环保效益,是一种新型水冷多联机系统,但由于其系统运行特性相关资料缺乏,严重影响其在实际工程中的应用。为了解埋管式水冷多联机系统运行特性,以某建筑埋管式水冷多联机系统为研究对象,采用试验方法对其性能进行测试,测试结果表明:系统负荷率越大,水冷多联机组进出水温度越高;机组耗电量和制冷量随系统负荷率增大而增大,系统负荷率对机组性能系数的影响较小;该系统与常规风冷多联空调系统相比,其在部分负荷运行时调节性能好、运行费用低、节能性好。