最新刊期
      2021年第42卷第5期
      • 高欢, 顾昕, 丁国良
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.017
        摘要：制冷剂回收和再生是减少制冷剂排放的推荐方式，但其实施有赖于政策的鼓励及回收再生技术的支持。对于制冷剂的回收，本文总结对比了日本、欧盟、美国和中国在制冷剂回收方面的政策，给出了各自的制冷剂年回收量；介绍了制冷剂回收5种代表性方法的工作原理、优缺点及适用的场合。对于制冷剂的再生，介绍了“简易再生”和“蒸馏再生”这2种再生方法的步骤和应用条件；以及对于不可再生制冷剂进行销毁的7种方法。最后，总结了中国目前在制冷剂回收再生中所面临的主要问题。  
        关键词：制冷剂;回收;再生;技术;政策   
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        发布时间：2024-07-18
      • 王沣浩, 马龙霞, 王志华, 楼业春, 刘孜璇
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.027
        摘要：空气源热泵在除霜过程中“误除霜”事故时有发生，“有霜不除”会导致机组制热能力和性能下降，“无霜除霜”会导致系统供热量损失，因此空气源热泵在除霜时最佳除霜起止点的判定尤为重要。除霜控制是通过选择恰当的除霜切入点和结束点，使除霜周期内空气源热泵系统稳定性好、节能以及能保证室内的热舒适。本文通过总结国内外学者对除霜控制方法的研究，分析了直接测量霜层厚度、间接监测结霜程度以及通过智能算法输出除霜起止条件三种除霜控制方法的局限性，分别从人工智能除霜控制方法的研究，抑霜技术与除霜控制方法的结合，除霜控制方法的评价体系方面对今后的研究方向作出展望。  
        关键词：空气源热泵;抑霜技术;除霜控制;评价体系   
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      • 韩恒鑫, 占太杰, 崔梦冬, 杨加敏, 陈亮, 胥义
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.036
        摘要：近年来，1型糖尿病细胞治疗技术发展迅速，但供体胰岛的缺乏及供体与受体在时间和空间上的不匹配限制了其在临床上的应用。低温保存技术可以解决该限制，但经传统低温保存方法保存的胰岛存活率和功能性均较差，难以达到临床应用的标准。本文对胰岛低温保存原理及低温保存过程中造成胰岛损伤的因素进行了分类归纳，从冰晶损伤抑制、保护剂损伤抑制和缺氧损伤抑制三个方面综述了近些年来胰岛低温保存技术的发展。由于材料科学、分子生物学、低温生物学等交叉学科研究的发展，诸多新材料新方法应用于胰岛保存领域，使低温保存后胰岛的质量得到进一步提升。但目前仍缺乏可以大量高质量低温保存胰岛的方法，有关新技术新材料对于胰岛低温保存的保护作用机理及潜在的不利影响的研究尚不够深入。在后续研究中，新材料、新技术特别是高通量保存技术的开发以及对低温损伤机理的研究仍然是胰岛低温保存领域的主要任务。  
        关键词：低温保存;1型糖尿病;微囊化胰岛;胞内递送;低温损伤抑制   
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      • 刘国强, 熊通, 晏刚, 赵巍, 张华, 王瑞祥, 孙承华
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.001
        摘要：人工造雪原理简单，但工艺过程复杂，对环境条件依赖性很高。近年来为实现“三亿人上冰雪”目标和举行“2022北京冬奥会”赛事，国家高度重视人工造雪技术创新。本文基于成雪机理，对常见造雪设备工作原理、评价指标、影响因素及技术发展历程等进行分析。晶核的形成是自然成雪的关键，雪花的生长特性与环境温度和水蒸气过饱和度有关。人工造雪技术的核心是通过节流制冷制造低温环境，催化晶核的生成，并以晶核为种子雪晶吸附破碎雾滴成长成雪花。湿球温度是人工造雪活动的触发依据，不同湿球温度下雾滴相变潜热和对流传热不同，普遍以﹣2 ℃作为造雪阈值。人工造雪技术的优化方向是核子器和喷嘴的结构优化、水源活性剂添加、外加预冷成核及智能化控制。我国人工造雪技术起步晚，未来须从“机理-技术-部件-整机-体系”进行全方位改进。  
        关键词：人工造雪;造雪机;喷嘴;冬奥   
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      • 葛滢滢, 杨昭, 贺红霞, 陈裕博
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.056
        摘要：环保类工质应用于空调系统已成为当前研究热点，但其可燃性不容忽视，一旦发生泄漏则存在巨大安全隐患。本文基于某高市场占有率的空调厂家的统计数据，利用故障树分析法建立了分体式空调系统泄漏模型，并对其泄漏成因及泄漏位置进行定性定量分析。结果表明：分体式空调室外侧发生泄漏的概率约为2.72×10-3，高于室内侧泄漏的概率（2.74×10-4），其中各部位发生泄漏的可能性由高到低依次为：室外侧管路连接喇叭口>冷凝器>四通阀>二通阀（室外侧），蒸发器配管>蒸发器弯头>蒸发器进出口连接管（室内侧）；系统泄漏成因发生概率由高到低依次为：工艺缺陷>钎焊不当>操作不当>疲劳裂纹。分析结果可为深入研究分体式空调易漏点的选取提供数据支撑，为分体式空调泄漏防护提供一定的指导。  
        关键词：空气调节系统;制冷剂;泄漏;故障树分析   
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      • 王月, 宓宏, 徐宏, 臧建彬, 王海鹰
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.048
        摘要：我国已进入HCFCs制冷剂淘汰末期，并即将于2024年启动HFCs的产量和消费量削减。本文以制冷剂的回收再生过程为主要研究对象，基于LCCP气候性能模型，构建了制冷剂回收再生过程的碳排放量评估模型；分析了制冷剂回收再生的经济性；并对所构建模型，以汽车空调制冷剂R134a的回收再生为案例，计算其碳排放量及回收再生经济性。结果表明：本文案例中，对制冷剂进行回收再生处理可以减少当量CO2排放约42％，制冷剂回收再生的经济性能主要与再生后制冷剂单价及工人工资成本有关，工人工资按月最低工资标准时净化后制冷剂售价在11 元/kg（新制冷剂售价的50％）以上可在2年内开始盈利。  
        关键词：全球变暖潜值;制冷剂回收;温室效应;制冷剂;R134a   
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      • 范新舟, 姚晔
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.064
        摘要：公共建筑集中空调水系统能耗占建筑总能耗比例较高，各设备的合理启停及控制参数的优化设置在系统节能中起到了关键作用。本文在满足末端冷负荷的前提下，以系统总能耗最小为目标，提出了冷水机组、水泵启停优化策略及控制参数全局优化方法。以冷冻水供水温度、冷却水流量作为独立优化控制参数建立集中空调水系统能耗模型。以某建筑为例，利用DeST软件模拟了建筑空调负荷变化，对所提出的优化方法进行了验证，结果表明：在负荷率5%~100%变化范围内，冷水机组平均COP提高了10.9%，平均节省能耗8.9%，水泵平均节省能耗18.6%；在夏季典型日，集中空调水系统平均节省能耗20.4%。  
        关键词：集中式空调系统;水系统;节能;优化   
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      • 周宇, 卓明胜, 张龙爱
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.080
        摘要：中央空调冷冻水系统大温差设计可以显著降低输配能耗，对系统节能具有重要意义。但随设计温差增大、冷冻水流速降低，蒸发器水侧传热系数逐渐减小，成为制约冷水机组能效的主要因素。本文基于蒸发器换热机理，理论分析了冷冻水大温差对蒸发器换热性能的影响，并通过离心式冷水机组串联运行的方案，实验对比了大温差工况下不同水路流程对整机性能的影响。结果表明：在冷冻水10 ℃大温差设计工况下，采用蒸发器双流程串联的设计方法，相比于单流程方案能效可提升6%；而得益于串联方案中间温度的存在，上下游机组在负荷占比为55%：45%时，整机能效达到最佳。  
        关键词：离心式冷水机组;冷冻水系统;大温差;串联;能效   
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      • 江晶晶
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.095
        摘要：本文以西北地区某车辆整备库为例，针对冬季期间使用的热风幕机，使用空气泄漏量、热舒适性和室内温度均匀性指标评价了风幕机的关键设计参数的设计准则，以及设计参数与环境参数的匹配性。仿真结果表明：出风风速从5.4 m/s增至9.3 m/s会使大门处泄漏量增加71.8%；10°~20°的送风角度可比垂直送风降低24.9%的泄漏量；风幕机的出风温度不会显著影响风幕密封性能，但会对厂房内部区域的热舒适性造成显著影响；环境风向和温度对风幕泄露量和厂房内热舒适性的作用可以忽略，但室外风速超过2.6 m/s时热风幕的密封效果会减弱40%以上，此时推荐采用辅助密封措施。  
        关键词：轨道交通;高大厂房;节能;空气幕;气密性   
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      • 李钊, 王顺超, 张蕾, 刘春慧, 陈剑波, 崔凌闯
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.073
        摘要：本文针对中小型住宅办公建筑在温湿度独立控制方面存在的不足，建立了一套基于双蒸发温度的新型冷/热水机组。实验研究了在改变压缩机频率（30～80 Hz）及高温与低温侧电子膨胀阀（EEV1、EEV2）开度（80%～100%、10%～50%）工况下系统的运行情况，记录供回水温度以及冷冻水流量并对高低温侧冷量进行分析，从而研究该冷/热水机组的运行调节特性。结果表明：变频制冷和制热工况下，机组制冷（制热）量均与压缩机频率呈正比关系；制冷工况下，当EEV2开度小于30%时，随着EEV1开度的增大，机组高低温侧制冷量和总制冷量呈下降趋势；EEV1开度固定时，随着EEV2开度的增大，机组高温侧制冷量基本保持恒定，低温侧制冷量和总制冷量呈先上升后下降的趋势，在EEV2开度约为30%时出现最大值，此时机组的除湿能力也达到最大。  
        关键词：温湿度独立控制;冷/热水机组;双蒸发温度;运行调节特性   
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        发布时间：2024-07-18
      • 淳良, 龚光彩, 聂美清, 方曦, 李高峰
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.086
        摘要：超高层电梯井内冬季烟囱效应明显，可能造成电梯门开关障碍，产生明显的气动噪音。本文分析了风量为2.12~6.68 m3/s的自然通风冷却方案，冷板高度为10 m、温度为10 ℃的辐射冷板冷却方案，制冷量为20~100 kW的多联机冷却方案等不同冷却方案对电梯井烟囱效应的改善效果。提出了结合自然通风和热泵技术的超高层电梯井热害噪音治理方案，并通过实际测试验证了所提出的方案的可行性。结果表明：当采用自然通风协同多联机的冷却方案时，电梯门两侧的压差比单独采用自然通风冷却方案时的压差低49 Pa，比单独采用多联机冷却方案时的压差低20.4 Pa。同时，采用自然通风协同多联机冷却方案时的噪音比单独采用自然通风冷却方案时的噪音低2.1 dB，比单独采用多联机冷却方案时的噪音高1.6 dB。因此，采用自然通风与多联机协同的方法可有效降低烟囱效应，同时可以有效控制电梯井内的噪音。  
        关键词：热泵;烟囱效应;电梯井;热压;电梯热害噪音;超高层建筑   
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        发布时间：2024-07-18
      • 苑云潇, 张良, 柳建华, 张嘉文, 刘旗
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.104
        摘要：本文实验研究了2个具有不同翅片间距的平翅片管式换热器在低环境气压以及析湿工况下空气侧的传质特性，在环境气压为40~100 kPa，换热器入口空气风速为0.5~4 m/s，入口空气相对湿度为50%~90%，入口空气干球温度为27 ℃，水流速为1.65 m/s的实验工况下，分析了环境气压、换热器迎面风速、翅片间距及入口空气相对湿度对换热器空气侧传质特性的影响。结果表明：低气压环境下，迎面风速、翅片间距以及相对湿度对换热器空气侧传质因子的影响趋势与常压下的研究一致；研究工况下，环境压力从40 kPa升至100 kPa时，空气侧传质因子下降幅度为18.2%~23.6%；在较低迎面风速和环境气压下，翅片间距和换热器入口空气相对湿度对换热器空气侧传质特性的影响更加显著。  
        关键词：低气压;析湿工况;传质;翅片管换热器   
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      • 刘曦, 李月玲, 王锦辉, 林立, 李学来
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.118
        摘要：过冷水法动态冰浆制取技术是一种有望实现大规模应用的动态制冰方法，工业上常用施加超声场的方式解除过冷水的过冷态并生成冰浆。本文实验研究了不同超声场对质量分数为3%的氯化钠溶液结晶过冷特性、生成冰晶尺寸及粒径分布的影响。结果表明：一定功率和频率的超声场的引入可快速解除过冷，使溶液在接近超声辐照温度下成核，且高功率、低频率的超声场更有利于成核发生。当功率、频率、辐照温度分别在10.0~40.0 W、28~40 kHz及0~4.0 ℃范围内，最佳超声场设置方案为超声功率40.0 W、频率28 kHz、辐照温度2.0 ℃；超声场的施加可显著减小冰晶尺寸；随着成核后超声辐照时间的延长，冰晶粒径先增大后趋于平缓，超声功率及频率的变化对冰晶粒径尺寸的影响无显著作用。  
        关键词：过冷度;粒径;超声场;冰浆;过冷溶液   
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      • 詹飞龙, 胡尊涛, 丁国良, 张浩
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.134
        摘要：为了能够开发利用灰尘内部结冰胀脱方法来实现换热器翅片表面自清洁的技术，需要研究翅片表面多孔性灰尘内部水气透湿过程的物理机制及影响规律。本文设计并搭建了金属翅片表面多孔性灰尘水气透湿过程的可视化实验台，研究了金属冷板温度、灰尘样件厚度和入口湿空气相对湿度对多孔性灰尘内水气冷凝量的影响，实验参数范围涵盖金属冷板温度5~7 ℃、灰尘样件厚度3~8 mm、入口湿空气相对湿度15%~90%。结果表明：湿空气会优先通过由颗粒物团聚体构成的间隙通道渗透至灰尘内部并引起灰尘团聚体形变。低的金属冷板温度会提高灰尘内的水气冷凝速率，当金属冷板温度从7 ℃降至5 ℃时，灰尘样件内的水气冷凝速率平均提高约20%；大的灰尘厚度有利于提高水气冷凝量，当灰尘样件的厚度由3 mm增至8 mm时，灰尘样件内的最大水气冷凝量提高约15%；高的相对湿度有利于提高灰尘样件内的水气冷凝速率，但当相对湿度低于30%时，多孔性灰尘内将不会发生水气冷凝现象。  
        关键词：多孔介质灰尘;翅片;水气透湿;结冰胀脱   
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      • 朱孟帅, 张华, 闫勤学, 王子龙, 宋瀚文, 孙向昕
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.127
        摘要：本文基于石蜡和泡沫金属铜制备了复合相变蓄热材料，设计并搭建了可视化蓄热实验装置，分析了泡沫金属铜填充率对石蜡蓄热过程的强化传热机理。实验结果表明：当泡沫金属铜的填充率从0增至2.13%时，复合相变蓄热材料的融化时间从901 s缩短至791 s，缩短了12.21%；当泡沫金属铜的填充率为2.13%时，石蜡内部的温度梯度最小，为22.52 K。此外，随着泡沫金属铜填充率的增加，复合相变蓄热材料的蓄热量从15 932 J减小至13 296 J，减少了16.55%，蓄热速率先减小后增大，分别为18.41、18.33、18.64、19.13 J/s，当泡沫金属铜的填充率为0.99%时，蓄热装置中石蜡的蓄热量为14 539 J，蓄热速率为18.52 J/s，蓄热装置的蓄热性能较好。  
        关键词：相变蓄热;泡沫金属;石蜡;强化传热;蓄热性能   
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      • 杜琳, 周黎旸, 陈琪, 王树华, 王斌辉, 高如启, 陈光明, 唐黎明
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.111
        摘要：微通道平行流换热器内制冷剂分配不均是限制其进一步推广应用的原因之一，当微通道平行流换热器做蒸发器时，制冷剂在换热器入口为气液两相状态，会加剧其分布不均匀性。本文以气液两相R134a制冷剂为工质，提出一种数值仿真模型，并利用前人实验数据验证了模型可靠性。提出通过改变不同扁管在集管内突出深度以改善制冷剂分配特性的4种方案，利用数值仿真模型进行计算，当质量流速为100 kg/(m2?s)，制冷剂干度为0.4时，发现通过改变不同扁管在集管内的突出深度可以使液相制冷剂分配特性改善29.4%~52.4%。  
        关键词：微通道换热器;数值仿真;扁管突出深度;流体分配;均匀性   
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      • 成家豪, 曹祥, 葛美才, 张春路
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.140
        摘要：海苔烘干的传统热风干燥设备直接使用煤、柴油、电等能源，能耗很高。基于机械除湿的蒸气压缩式热泵烘干系统更为高效节能，成功应用于众多烘干工艺，但其简单闭式形式并不适合海苔烘干的大风量需求。本文提出一种湿冷双效回收型高效热泵系统，引入混风实现排风中水蒸气湿效潜热的回收，引入过冷器利用回风经蒸发器降温除湿产生的冷效显热。利用该原理，进行基于仿真的可行域设计，并完成了样机搭建、模型验证及性能分析。结果表明：在回风温度/相对湿度为46 ℃/40%的典型烘干工况下，本系统的单位能耗除湿量（specific moisture extraction rate, SMER）达2.61 kg/kWh，在最优混风比0.77、最优过冷度25 ℃处取得。当回风在温度46 ℃±3 ℃及相对湿度40%±10%一定范围内扰动时，SMER仍能保持在1.88 kg/kWh以上。  
        关键词：烘干;热泵;节能;湿冷双效;热回收   
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        发布时间：2024-07-18
      • 顾瀚, 张华, 陈曦, 赵举
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.146
        摘要：为研究前置仓装配式冷库实际运行状态下的动态负荷，本文以上海市某前置仓装配式冷库为研究对象，测试其在冷藏温区下运行的实际负荷。考虑货物进库因素后,装配式冷库动态负荷模型的相对误差由17.8%降至5.26%，提高了冷库动态负荷的计算精度，证明该模型具有一定的准确性，并通过MATLAB建立冷库负荷相关因素的数学模型。结果表明：当冷库内外环境压差超出风幕机最佳工况区间时，由人员进出造成的负荷随冷库内外环境压差、库外相对湿度、库外温度和人员进出频次的上升而增大。对于该类小型装配式冷库而言，高使用率状态下的冷库负荷主要由库门处热质交换现象造成。从经济性的角度分析，优化风幕机的相关参数，提高其最佳工况区间可进一步降低冷库负荷，达到节能的效果。  
        关键词：前置仓;装配式冷库;3R2C模型;冷库负荷   
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        发布时间：2024-07-18
      • 吴开龙, 邓帅, 陈冰, 赵睿恺, 赵力, 李双俊
        2021, 42(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.154
        摘要：新冠疫情爆发揭示了世界范围内公共卫生安全领域存在的艰巨挑战，尤其是公共基础设施弱、公共卫生安全意识薄弱的乡村地区。本文面向乡村防疫的特性需求，基于气固吸附和固载二氧化氯技术，开发了一种兼具灭菌、驱虫和富碳施肥的新型气调机装置。机组采用四床变电吸附（ESA）碳捕集与变压吸附（PSA）制氮循环结合的方法，对CO2和N2进行富集；同时，将固载二氧化氯应用于吸附剂中，实现一定强度的杀菌效果。基于测试数据和模拟模型，对碳捕集循环中吸附和解吸温度的温差、制氮循环中出口流速和吸附压力对该气调机的分离性能（回收率、纯度、生产率）和能效性能（比能耗、最小分离功、第二定律效率）的影响进行分析。结果表明：CO2的回收率、纯度、生产率均随温差的增大而升高；N2的纯度随出口流速的增大而降低，随吸附压力的增大而升高；N2回收率和生产率随出口流速和吸附压力的升高均呈现上升的趋势；系统比能耗随吸附压力的升高而升高，随温差和出口流速的增大均呈现降低的趋势；第二定律效率呈现与比能耗相反的变化趋势。模拟结果显示：当温差为105 K，出口流速为0.01 m/s，吸附压力为1 MPa时，CO2和N2纯度均达到最大值，体积分数（VOL）分别为80.6% 和97.05%，此时系统比能耗为2.13 MJ/kg，第二定律效率为4.71%，能效性能处于较好水平；即使在其他操作条件下，CO2纯度普遍高于60%VOL，N2纯度普遍高于95%VOL，系统其他性能参数均可达到较高水平。  
        关键词：气调技术;二氧化碳捕集;气态施肥;绿色消杀;固载二氧化氯   
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