最新刊期
      2018年第39卷第3期
      • 刘佳慧, 龙静, 潘志刚, 陈焕新, 刘江岩, 黄荣庚, 李正飞
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.001
        摘要：本文提出了一种地铁站环控系统用能诊断方法，通过数据挖掘技术建立评价模型来评价地铁环控系统的用能特性。首先，通过相关性分析，确定影响地铁环控系统能耗的关键变量：室外温度、客流量；其次，根据所选取的关键变量，采用决策树划分不同的用能模式，进而根据各个模式建立相应的用能基准；最后，根据不同模式的用能基准对地铁环控系统实际运行数据进行用能诊断。诊断结果表明：环境和客流的变化会引起用能水平的波动，但仍然贴近用能基准。该用能诊断方法能够诊断地铁站用能、识别异常用能模式和识别低能耗的用能模式，有助于地铁站运营漏洞、故障排查和环控模式优化，为单个地铁站的节能工作提供理论依据和实际参考。  
        关键词：数据挖掘;地铁环控系统;用能诊断;能耗等级;节能优化   
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        发布时间：2024-07-18
      • 王赞社, 胡俊涛, 顾兆林, 杨利生
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.007
        摘要：本文以太阳能热利用和蓄能技术为研究背景，提出了一种基于膜蒸馏的太阳能溶液蓄能模式。采用疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜为膜蒸馏材料，基于膜蒸馏常温操作、小温差大传热面积的特点，利用膜材料微观上的高比表面积和单位体积的高接触面积为载体，选取50%溴化锂溶液为工质，以减压膜蒸馏的方式进行溶液浓缩和潜能存储，浓缩后的溶液可作为吸收式热力系统的工质。并针对50%的溴化锂溶液进行了减压膜蒸馏实验，对不同溶液温度、溶液流量在不同真空度下进行减压膜蒸馏实验，得到了3组实验数据。根据实验结果，对膜蒸馏式溶液蓄能系统进行分析，结果表明：蓄能密度可以达到245 kJ/kg，单位面积的膜组件可以产生0.27~0.40 kW的蓄能量，膜蒸馏式溶液蓄能为太阳能利用、吸收式热力系统和蓄能技术提供了一种新的应用方法和途径。  
        关键词：膜蒸馏;中空纤维膜;溶液蓄能;太阳能   
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        发布时间：2024-07-18
      • 胡雨, 耿云, 张忠斌, 张萌, 姚喻晨, 黄虎, 黄毅, 蒋赟昱
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.013
        摘要：为研究数据中心合理的气流组织，使服务器运行环境更加安全可靠，本文在数值设计的基础上，以数据中心奇数列子模块为实测对象，通过对比机柜前门送风速度及温度两个关键参数，改变地板穿孔率和挡板角度，验证了包含最优模型在内的6组模型。实测与模拟速度相对误差最大为17%，温度相对误差最大为5%，实测与模拟的速度场、温度场吻合。结合该数据中心热流密度与能耗水平，改变机房冷却系统送风温度工况条件，对比分析各送风温度工况下的实测温度场，并采用回风温度指数（RTI）评价指标加以评析，得出合理送风温度范围为16~19 ℃，为地板下送风型数据中心的设计提供参考。  
        关键词：数据中心;风道结构;实验验证;送风温度;回风温度指数（RTI）   
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      • 张晓波, 徐象国
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.022
        摘要：研究半导体制冷片几何参数的影响，往往设置固定的制冷片冷热端温度及输入电流。本文通过固定半导体制冷片外部的冷热端换热条件及输入电压，逐一分析了制冷片多个几何参数对制冷量、COP和制冷片冷端温度的影响，对每一个影响项的物理含义都给出了详细的说明，揭示了这些参量之间存在着的耦合关系。并在此基础上，综合制冷量、COP和制冷片冷端温度3个优化目标对制冷片几何参数选取范围的约束特性，提出了基于多目标优化的几何参数选择图，该图可快速清晰地得到不同需求下最佳的pn几何参数。如在设置的边界条件下，当冷端温度需求为280 K，制冷量为15 W时，存在几何参数的最优解，而当冷端温度需求为240 K，制冷量为100 W时，则不存在可同时满足冷端温度和制冷量需求的几何参数。  
        关键词：半导体制冷;多目标优化;冷端温度;几何结构参数   
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      • 俞彬彬, 王丹东, 陈江平
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.031
        摘要：本文理论分析了影响CO2微通道蒸发器制冷能力的关键因素，搭建CO2微通道蒸发器测试实验台，采用CO2电子膨胀阀实现过热度调节，重点研究了蒸发器出口过热度对制冷能力以及出风温度的影响。研究表明：相比于其他制冷剂，CO2出口过热度对蒸发器制冷能力的影响较大，蒸发器的性能随出口过热度的减小而提升，随着过热度的减小，制冷能力的提升存在3个具有显著差异的阶段，系统中蒸发器的性能随过热度减小最多提升57.9%。此外，采用了红外线热像仪拍摄和均布热电偶的方法得到出风温度和蒸发器表面温度的分布规律，结果表明出风温度随过热度的减小有更好的均匀性。  
        关键词：微通道蒸发器;过热度;天然制冷剂;CO2   
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      • 何钦波, 闫格尼, 徐言生
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.039
        摘要：为减少变径毛细管在R410A冷暖空调器应用中的匹配实验工作量，利用节流元件制冷剂流量测试台对多个结构尺寸规格的变径毛细管进行了R410A制冷剂流量测试，建立了基于阻抗计算方法的流量特性经验模型。利用该模型计算出KFR-32GW冷暖空调器所需变径毛细管的初步结构尺寸，并在该冷暖型空调器上进行精确匹配实验，确定最佳变径毛细管结构尺寸。实验结果表明：采用变径毛细管节流的空调器相对采用毛细管组件节流的空调器，制冷量减少了0.3%，制冷能效比不变，制热量增加了0.5%，制热能效比减少了0.3%，两者的性能指标基本相同。因此变径毛细管可以代替毛细管组件应用于R410A冷暖空调器，且通过实验方法建立的变径毛细管R410A制冷剂流量特性经验模型精度较高，可以满足实际工程应用。  
        关键词：变径;毛细管;空调器;流量特性;R410A   
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      • 李慧君, 郭保仓, 杜保周, 刘志刚, 吕明明
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.044
        摘要：为实现微小空间高效散热,本文以去离子水为工质，实验研究了工质流经高度和直径均为500 μm的微圆柱组成的叉排微柱群通道时的饱和沸腾换热特性，并采用高速摄像机记录了通道内不同加热功率的气液两相流型，实验参数设定质量流速为341~598.3 kg/(m2?s)，热流密度为20~160 W/cm2，蒸气干度为0~0.2。结果表明：随着热流密度增大，局部沸腾换热表面传热系数近似单调递减。在低干度区，局部沸腾换热表面传热系数随着质量流速的增加而增大，随着蒸气干度的增加而减小；受过冷沸腾气泡影响，工质进口温度越低，局部沸腾换热表面传热系数越大；随着热流密度增大，微柱群通道流动沸腾气泡流型依次为：泡状流、环状流，且泡状流区的局部沸腾换热表面传热系数明显高于环状流区。  
        关键词：微通道;饱和沸腾;两相流;可视化;沸腾换热表面传热系数   
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      • 李堃, 申江, 王晓乐
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.051
        摘要：本文通过理论计算和实验研究，分析了校准箱温度、迎面风速及循环倍率对CO2冷风机性能的影响规律。建立数学模型进行理论计算，结果表明：当校准箱温度从﹣30 ℃升至﹣10 ℃时，传热系数增大5.8%，相应的制冷量增大5.9%；在计算所用工况下，最佳迎面风速（3.2 m/s）使冷风机性能最佳；冷风机传热系数随着循环倍率的增长先呈急剧增长趋势之后趋于平缓，循环倍率约为3时最佳。对比CO2冷风机各项实验值和理论计算值，结果显示理论计算值高于实验值，误差为14.8%~25%，但理论计算值和实验值的变化趋势基本相同，验证了数学模型的合理性。  
        关键词：CO2冷风机;制冷量;传热系数;循环倍率   
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      • 虞中旸, 陶乐仁, 何俊, 袁朝阳
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.058
        摘要：本文研究了R32变频滚动转子式制冷系统，实验分析了压缩机运行频率、吸排气压比、蒸发温度对不同吸气状态下压缩机电效率变化规律的影响，并以此建立了适用于吸气过热和吸气带液的压缩机电效率模型。结果表明：1)在相同压比、相同蒸发温度下，压缩机电效率均随电子膨胀阀开度的变大呈线性下降趋势，且吸气带液段斜率大于吸气过热段，即压缩机吸气带液时，压缩机电效率下降程度更大；2)相同压比下，蒸发温度越高，电效率越小；相同蒸发温度下，压缩机压比越高，电效率越小。同时，压缩机压比越高，蒸发温度对压缩机电效率的影响越大；3)验证工况下模型计算值与实际值最大相对误差为1.83%，最小相对误差为0.03%，具有较好的可靠性；4)压缩机在低频率下运行时性能会恶化，此时模型的准确性会降低，因此模型适用于压缩机频率高于额定频率、吸气干度大于0.88的工况。  
        关键词：变频压缩机;电效率;模型;两相   
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      • 王派, 李敏霞, 马一太, 王飞波
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.065
        摘要：本文总结了我国空调热泵的能效标准，阐述了季节能效比SEER、综合部分负荷值IPLV和热泵热水机组全年能源消耗效率APF之间的关系，分析我国能效(分级)标准发展历程。其中，空调与热泵的能效标准，风冷从单一工况的制冷能效比EER或性能系数COP，发展到SEER和供热季节性能系数HSPF；水冷从单一工况COP，发展到综合部分负荷系数IPLV。提出低环境温度空气源热泵IPLV(H)的3级能效划分建议值。同时，指出能效标准的共性与问题，如理论工作还有待加强，评价指标不统一，部分能效标准缺失，能效标准未能及时与产品标准相对应等，并对今后能效标准的研究思路和方向给出了建议。  
        关键词：空调热泵;能效标准;能效等级;性能指标;存在问题   
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      • 袁朝阳, 陶乐仁, 虞中旸, 谷志攀
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.073
        摘要：本文通过实验比较了热泵热水器在不同制冷剂充注量下的制热性能和电子膨胀阀的调节特性，定量研究了电子膨胀阀调节方式对制热性能的影响。结果表明：阀开度16%和定过热度10 ℃工况下的最佳充注量均为1.1 kg，相应的最佳整体制热性能COPa分别为3.05和3.68；过大的充注量降低了制热性能和电子膨胀阀的调节范围；与阀开度调节相比，过热度调节可避免吸气带液的发生；在最佳充注量下，对比阀开度和过热度两种电子膨胀阀调节方式得出，后者制热性能更优。  
        关键词：空气源热泵;变制冷剂质量流量;制热性能;电子膨胀阀;过热度   
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      • 何贤, 胡静, 钱程, 苏健
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.079
        摘要：为解决纯电动汽车采暖时采用电加热方式导致能源利用率低，降低纯电动车的续航里程这一问题，本文设计了分别采用四通阀和阀组的热泵空调系统并搭建了实验台，通过实验测试了系统的制冷量、制热量及耐振动性能。结果表明：采用四通阀的热泵空调系统与采用阀组的热泵系统在名义工况下制冷量和制热量约为2 kW，两套系统制冷模式时的出风温度皆为15.3 ℃，制热模式时的出风温度分别为41.3 ℃和38.2 ℃；两种热泵系统在低温工况下制热量均降至800 W左右；采用四通阀的热泵空调系统在振动状态下易出现窜气导致系统工作不稳定，损坏压缩机；采用阀组的热泵空调系统在振动状态下运行稳定。  
        关键词：电动汽车;热泵空调系统;制冷量;制热量;实验研究   
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      • 李钊, 崔凌闯, 陈剑波
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.085
        摘要：直膨式空调系统温湿度控制过程高度耦合，造成传统方法下室内空气温湿度的同时精确控制较难实现。本研究基于模糊PD控制逻辑，利用稳态ANN模型建立新型温湿度同时控制算法，根据实时温湿度的控制误差计算所需的显、潜冷量，输出风机、压缩机转速，实现温湿度的同时控制。针对建立的新型控制算法，进行了控制性能验证实验，命令跟随实验结果表明，在新型控制算法的控制下，空气干球与湿球温度设定值改变后在720 s内被稳定在新的设定值，误差在±0.2 ℃以内；负荷干扰实验结果表明，在有负荷扰动的条件下，控制器在干湿球温度偏离设定值0.5 ℃后迅速响应，并在600 s内将干湿球温度控制到设定值，波动不超过0.2 ℃。因此本文建立的新型控制方法可以实现使用变速直膨式系统进行室内空气温湿度同时控制。  
        关键词：空气调节系统;人工神经网络;模糊PD;温湿度同时控制   
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      • 2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.092
        摘要：再生器性能对溶液除湿系统的能效具有重要影响。超声波雾化再生器因具有很高的溶液比表面积而有望在溶液除湿系统中得到推广应用。本文对超声波雾化再生技术进行相关理论研究，在一定假设前提下，建立了超声波雾化再生器模型，并进行实验验证；提出除湿溶液再生能效指标——比能耗（SEC），模拟分析了进口溶液温度和质量浓度、再生空气温度和湿度对超声波雾化再生器能效特性的影响。研究表明：1）较低的溶液进口温度有利于提升溶液再生器的能效，但溶液进口温度的下限值应满足溶液再生后的使用条件要求；2）溶液再生SEC随除湿溶液质量浓度的增加而明显增大，当溶液质量浓度从0.28增加至0.33时，溶液单位再生量的能耗将提高近40%；3）较高的再生空气温度将导致溶液再生能效下降，当再生空气由30 ℃加热至41 ℃时，溶液的再生SEC从3.263 kJ/g增加至4.629 kJ/g；4）较高的再生空气湿度将导致较高的再生能耗，当进口再生空气含湿量从10 g/(kg干空气）增至28 g/(kg干空气）时，溶液再生SEC从3.23 kJ/g增至10.56 kJ/g。  
        关键词：液体除湿剂;再生器;超声波雾化;比能耗(SEC)   
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      • 戚新秋, 张忠斌, 黄虎, 史敏
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.100
        摘要：人工环境实验室可为空调制冷设备提供国家标准规定的各种实验工况，其流场越均匀稳定，被试样机周围工况的变化梯度越小，性能测试的不确定度越低，而人工环境实验室的内部流场与送风风道各风口出风量密切相关。本文利用理论计算得到了人工环境实验室6种风道（方形送风风道（对照组），30°/45°/60°斜坡送风风道，等高度/等风量连续斜坡送风风道）在同一送风条件下各风口截面的风速，并进行了实验验证，实测与计算的最大相对误差为16.35%，表明该计算方法具有推广价值，且可推荐的送风速度范围为2～6 m/s。本文提出以综合指标（送风效率（压降）指标/均匀性指标）评价送风风道热力性能，结果显示60°斜坡送风风道的综合指标最佳。  
        关键词：人工环境实验室;送风风道;近似计算;实验验证;评价指标   
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      • 翁文兵, 李树峰, 王少卿
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.109
        摘要：本文针对地下室高热高湿的环境特点，研制了变风量恒温恒湿空调机组，对样机进行了机组性能实验及模拟地下室热湿环境的机组运行实验。设计了一套智能化模拟负荷发生器，在给定热湿负荷情况下，研究机组热湿负荷独立处理能力与运行特性。结果表明：机组循环风机的变风量可以调节机组的显热与潜热处理能力，机组热湿独立处理能力较好，误差在5%左右，可以定潜热变显热和定显热变潜热运行，房间温湿度控制效果良好，温度波动±0.2 ℃，相对湿度波动±3%。  
        关键词：恒温恒湿空调;串级控制;变风量运行;冷凝热回收;性能测试   
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      • 张爱军, 孙志高, 李成浩, 金玉琴, 丁慧娟
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.114
        摘要：本文采用熔融共混法制备十四酸（MA）-十六醇（HD）二元有机复合相变材料，利用差示扫描量热仪（DSC）确定了复合相变材料的相变温度和相变潜热。相变温度为35.5 ℃，相变潜热为218.23 kJ/kg，经过300次热循环实验，结晶温度变化在0.2 ℃以内，热稳定性良好。利用高低温交变试验箱模拟夏季室外温度变化（变化范围18~58 ℃），测试了双层窗与相变窗内外表面温度随环境温度的变化特性。结果表明：相变窗外表面温度峰值较双层窗降低5.9 ℃，相变窗内表面温度峰值较普通双层窗降低0.6 ℃，温度持续稳定100 min，整个测试过程中相变窗控温效果明显。相变窗较双层窗具有良好的负荷转移能力。  
        关键词：相变材料;相变窗;热负荷;实验工况;传热   
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        发布时间：2024-07-18
      • 杜彦君, 刘峰, 刘云发, 张博
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.119
        摘要：基于流动过程中的基本规律，参照液-液喷射器的尺寸设计方法，本文引入一组尺寸修正系数，通过实验确定最佳修正系数并提出喷射制冷循环中液气-液喷射器的设计方法。实验以R22为制冷工质，使用两相喷射器与满液式喷射器替代传统压缩制冷循环中的干式蒸发器以实现喷射制冷循环，采用Labview8.5进行实时数据采集。数据分析结果表明：喷射器的喷射系数在修正值δ=0.95时达到最高，此后处于下降趋势。喷射器在运行工况为工作压力0.95 MPa、引射压力0.45 MPa、混合压力0.5 MPa，修正系数δ=0.95时，各测点工况符合设计工况，且实验所得喷射系数均值与经验公式计算值误差小于3%，说明该尺寸设计方法具有可行性。  
        关键词：喷射器;实验研究;两相流;设计方法   
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        发布时间：2024-07-18
      • 刘威, 郭明伟, 郭治宇, 刘宝林
        2018, 39(3) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.03.126
        摘要：在生物样本的低温保存过程中，胞内冰是造成细胞损伤的主要因素之一。胞内冰是指在降温以及复温过程中细胞内部出现的冰晶。影响胞内冰形成的因素包括降温速率、细胞对水分的渗透能力、细胞膜完整性、胞外冰及低温保护剂等。本文详细讨论并分析了目前有关胞内冰形成机制的主要理论：孔理论、SCN理论、VCN理论以及细胞膜受损理论，总结了胞内冰最新的研究进展。提出利用水通道阻断剂或基因敲除的方法来研究水通道蛋白和胞内冰形成的关系，指明胞内冰形成机制及今后的研究方向。  
        关键词：低温保存;低温损伤;胞内冰;冰晶成核;水通道蛋白   
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        发布时间：2024-07-18
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