R404A空氣源熱泵在滑雪場館供暖的數(shù)值模擬及應用研究.pdf

1、空氣源熱泵以其安全環(huán)保、高效節(jié)能的特點廣泛運用于長江以南地區(qū)?？v觀2016年度市場，空氣源熱泵行業(yè)總?cè)萘客黄?0億元大關(guān)，這對于空氣源熱泵行業(yè)的發(fā)展是一個巨大的進步。但由于低環(huán)境溫度下，空氣源熱泵機組會出現(xiàn)壓縮機啟動困難、排氣溫度過高、制熱能力下降、蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重等問題，制約了空氣源熱泵在北方寒冷地區(qū)冬季采暖的推廣應用。
　　氟利昂類熱泵工質(zhì)包括氟氯烴類(CFCs)，如R12和氫氯氟烴類(HCFCs)，如R22。這類工質(zhì)對臭氧層有

2、破壞作用，因此國際上正在逐步使用天然工質(zhì)(如CO2)和氫氟烴類(HFCs)工質(zhì)，如R404A。R404A作為新型的氫氟烴類工質(zhì)，對臭氧層沒有破壞作用，用于低溫空氣源熱泵工質(zhì)時壓縮機的排氣溫度較低。
　　本文將R404A與R22，R410A，R407C性質(zhì)進行對比，在普通單級壓縮空氣源熱泵循環(huán)中對四種工質(zhì)的循環(huán)性能進行計算，結(jié)果表明R404A系統(tǒng)的低溫適應性最穩(wěn)定，壓縮機的排氣溫度始終最低。也對R404A補氣增焓低溫空氣源熱泵系統(tǒng)的

3、循環(huán)工況和循環(huán)參數(shù)進行計算，并與單級壓縮系統(tǒng)作對比，得出R404A補氣增焓低溫空氣源熱泵系統(tǒng)有更好的低溫適應性和工作穩(wěn)定性。
　　2022年北京冬奧會雪上項目比賽場地為河北省崇禮縣的萬龍滑雪場?；﹫鲳^的現(xiàn)行供暖系統(tǒng)熱源為R404A單級壓縮空氣源熱泵系統(tǒng)和CO2空氣源熱泵系統(tǒng)（方案一），分別搭配不同的散熱末端（風機盤管+地熱盤管、熱風幕）保證場館內(nèi)的采暖需求。由于R404A單級壓縮空氣源熱泵系統(tǒng)在低環(huán)溫下的工作能力較差，所以本文提

4、出將R404A補氣增焓低溫空氣源熱泵系統(tǒng)代替R404A單級壓縮空氣源熱泵系統(tǒng)，與CO2空氣源熱泵系統(tǒng)合作為場館供暖（方案二）。選取萬龍滑雪場第六雪具大廳的建筑模型，采用GAMBIT進行物理模型的建立和網(wǎng)格劃分，運用FLUENT進行不同方案下的室內(nèi)熱環(huán)境數(shù)值模擬研究。得出在采用R404A補氣增焓低溫空氣源熱泵系統(tǒng)和CO2空氣源熱泵系統(tǒng)后，去掉風機盤管散熱末端，同樣保證室內(nèi)的平均溫度維持在16℃以上，符合場館的供暖需求。
　　結(jié)合本次

5、滑雪場館的供暖系統(tǒng)投資情況，分別進行方案一和方案二供暖系統(tǒng)下的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益、節(jié)能效益的對比分析，得出方案二供暖系統(tǒng)的各方面效益更好;并將場館最先使用的電鍋爐供暖系統(tǒng)與空氣源熱泵供暖系統(tǒng)進行對比，同樣得出采用空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟效益更好，環(huán)保效益和節(jié)能效益更明顯的結(jié)論。
　　本文通過上述工作內(nèi)容，得出R404A補氣增焓低溫空氣源熱泵可用于萬龍滑雪場館供暖系統(tǒng)的熱源，搭配地熱盤管散熱末端，與原CO2空氣源熱泵作熱源搭配熱風幕