基于燃气机驱动的太阳能热泵供热仿真性能研究

目的为缓解能源危机,利用可再生能源太阳能和天然气供热,减轻环境污染和电网的压力,提出一种基于燃气机驱动的太阳能热泵的新型的供热系统,并研究其供热性能.方法利用TRNSYS及Simulink模拟仿真,分析不同参数的变化对系统供热性能影响的变化趋势和规律.结果模拟得到系统的制热能效比可达到4.76,一次能源利用率可达到1.96,当燃气压缩机转数取1 600~2 000 r/min时,系统供热性能和舒适性最好.结论基于燃气机驱动的太阳能热泵和已有的传统电驱动的太阳能热泵系统、空气源燃气热泵系统相比,在系统供热稳定性、节能及经济性方面具有明显优势.     

制冷剂中间排出式双温热泵性能研究

为满足双温供热的需要,提出了新型滚动转子压缩机制冷剂中间排出的双温冷凝热泵系统,并建立了系统模型,以R1234yf为制冷剂对系统进行了计算和分析.结果表明：随着相对中间排气量的增大,压缩机功耗下降,制热性能相应上升;随着蒸发温度的升高,压缩机的吸气流量增加,压缩机功耗和制热性能均上升;随着中温冷凝温度的升高,压缩机功耗上升,制热性能下降;随着高温冷凝温度的升高,压缩机功耗和制热性能同样分别呈现上升和下降的趋势.当蒸发温度为5℃,中温冷凝温度为40℃,高温冷凝温度为65℃,相对中间排气量为28%时,双温冷凝热泵系统的制热性能较传统单冷凝热泵系统提升接近11%.     

蓄能型蛇形管太阳能?——空气源复合热泵系统实验研究

蛇形管蓄能型太阳能——空气源复合热泵系统结合了空气源热泵技术、太阳能利用技术和蓄能技术三者的优点,是一种高效新型的热泵系统。在搭建好实验台后,通过实验分析了该系统在常规空气源热泵供热模式、蓄冷模式、取冷模式、蓄能热泵供热模式、边蓄热边供热模式下的性能特性。实验结果证明蓄能型蛇形管太阳能——空气源复合热泵系统运行高效、安全、稳定可靠。     

太阳能光热空气源热泵制热技术研究综述

有利于节能减排及国家能源结构战略性调整的太阳能光热空气源热泵,作为重要的太阳能结合空气能制热技术,在直膨式、水箱换热式、相变蓄热式等系统结构的研发方面,已经取得长足进展。直膨式太阳能热泵的制热性能系数,相比于常规空气源热泵可提高25%以上,相当于电热水器的3倍以上、冷凝式燃气炉的1.3倍以上;水箱换热式制热系统相比常规的热水及空调系统的全年平均节能率,可达25%以上;相变蓄热式系统的制热性能系数普遍可达3.31以上。面对"十三五"阶段全国加速城镇化的新常态,研究路线需要更加偏向适用于高层建筑用户,即将庞大、分散的系统结构集成一体化,以适应广大高层建筑用户垂直、狭窄的外立面安装环境。     

改善三套管蓄能型热泵系统供热性能的实验

为改善室外低温条件下空气源热泵的供热性能,提出了三套管蓄能器供热模式.实验比较了三套管蓄能器单独供热、联合空气源热泵供热以及太阳能辅助三套管蓄能器供热的运行稳定性及制热COP等供热特性.实验结果表明,太阳能辅助三套管蓄能器供热模式可有效改善三套管蓄能器的供热性能,在太阳能热水温度为28℃,热水流量为300L/h的工况,机组蒸发温度为-2.8℃,制热COP为2.8,有效缓解了空气源热泵在低温环境中的供热不足.     

大温跨两级压缩补气增焓热泵循环性能研究

针对公共场所现有电加热热水器能源利用效率过低的问题,从提高能源效率和一机两用的角度,提出了一种可产生冷热饮用水的补气增焓高温热泵热水器(HPWH)系统,即由准二级空气源压缩循环提供中温和高温热水,由单级空气源压缩制冷循环制取低温冷水,实现了高温热泵的能量梯级利用和饮用水的梯级产生.构建组成系统各部件的热力学模型,基于能量分析的方法,探讨了不同因素对系统性能的影响,并与传统电加热热水器进行了性能对比.研究结果表明:准二级压缩技术和能量梯级利用可显著改善高温热泵循环的制热性能.环境温度25℃、冷凝温度105℃、蒸发温度5℃时,HPWH系统制取开水的制热性能达到2.88,其能耗较传统电加热热水器降低至少219％,其制取冷水性能系数达到1.47.     

长沙地区太阳能水源热泵系统冬季工况模拟

为了研究太阳能水源热泵系统供热工况下的运行特性,引入了可再生能源建筑应用工程评价标准中相关方法.通过对长沙地区冬季工况模拟研究和分析,得到太阳能集热系统和水源热泵系统在不同工况下的制热效率.研究结果表明,在引入太阳能后避免了水源热泵机组冬季长时间运行使制热性能下降并频繁进入保护工况,且当蒸发器进口水温为22℃附近时,机组COP较10℃提高了9.13%,达到最优值.     

热能"搬运"技术与产品不断升温

近年来,一种特殊的取暖设备越来越多地出现在高楼大厦和别墅群里,这就是热泵——一种高科技的热能“搬运”技术与设备。热泵的工作原理与制冷机实际上是相同的,两者的不同之处在于使用目的:制冷机利用吸收热量而使对象变冷,达到制冷的目的;而热泵则利用排放热量向对象供热。热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。顾名思义,热泵也就像泵那样,可以把不能直接利用的低位热源(如空气,土壤,水中所含的热能,太阳能,工业废热等)“搬运”转换为可以利用的高位热能,从而达到节约部分高位能(如煤,燃气,油,电等)的目的。热泵虽然消耗了一定的高位能,但它所供给的热量却是所消耗的高位能和吸取的低位能之和,故采用热泵装置可以节约高位能。目前气源热泵、地源热泵、水源热泵在国内的应用日益广泛,热泵技术产品的产业化和市场化进程正在不断升温,本文逐一介绍以飨广大读者和投资者。     

3种工况下多功能太阳能热泵的热泵制热水性能

简要介绍一种多功能太阳能热泵(MSAHP)系统的基本原理及其可实现的功能模式.对MSAHP样机在3种不同工况下热泵制热水性能进行了实验研究和对比分析,系统最高性能系数为6.1,在低温环境下性能系数范围也能达到1.8～5.9,表明MSAHP在热泵制热水模式下具有明显的节能效果.     

太阳能增效两级压缩热泵系统的能量利分析

为了提高热泵系统的性能,提出了太阳能增效两级压缩热泵系统(SETHP)．建立了该系统的热力学模型,对不同工况下系统性能进行了分析,并与传统两级压缩热泵系统(TSHP)进行了比较．结果表明：系统制热系数COP_h和?效率随中间温度的升高呈先增大后减小的变化趋势;随着冷凝温度的升高,COP_h减小,?效率升高;随着蒸发温度的升高和太阳辐照度的增加,COP_h和?效率均升高;与TSHP系统相比,SETHP系统性能显著提高．SETHP系统的研究可为太阳能热泵供暖技术在低温环境下的应用提供新思路和新方法．     

电动汽车空调制热系统设计及研究

针对纯电动汽车空调系统制热功耗高且低温环境工况下制热效果差的问题,提出一种通过回收电机余热为乘客舱制热来减少制热功耗的空调系统.运用AMESim软件建立了电机余热循环系统模型并通过电机余热制热试验验证了该模型的准确性,建立了热泵空调制热系统模型并通过热泵空调制热试验验证了该模型的准确性,结合两个系统建立了带有电机余热回收的热泵空调系统仿真模型,分析了电机余热制热性能和电机余热辅助热泵空调制热性能.试验结果表明,电机余热单独制热在中等车速、环境温度高于10℃的工况下能够满足制热需求;电机余热辅助热泵空调制热能够有效提高制热效率,在电机转速为3000 r/min、压缩机转速为4000 r/min、环境温度为-5℃的工况下,等效制热能效比能够达到3.4,比同工况下热泵空调单独制热模式的能效比提高了约48％.该系统可以有效提高纯电动汽车的能源利用率,改善空调系统的制热性能.     

空气源热泵换热器与岗亭壁体一体化供暖性能

设计一种由太阳能供电、空气源热泵换热器与亭壁一体化的供暖岗亭.首先,建立一体化岗亭设备模型,并采用Matlab语言编制仿真程序,对岗亭进行性能模拟;然后,选取太原某日工况,对岗亭模型进行实验验证,并对其供暖季性能进行分析.结果表明:亭壁蒸发器吸收室内外两侧空气热量、得热量比相同条件下,常规风冷蒸发器高31.41%;供暖季系统性能系数(COP)为3.22~4.96,平均COP值为4.18,高于常规风冷热泵,节能效果良好;供暖季太阳能发电量可满足岗亭热泵压缩机耗电量需求,证明岗亭可实现供暖零能耗.     

多方式辅助加热太阳能集中供热水远程监测系统

在对太阳能供热水系统特点及空气源热泵工作原理进行研究的基础上,设计了以空气源热泵和电加热器为辅助热源的太阳能集中供热水远程监测系统,不仅解决了太阳能供热水系统单一热源的局限性问题,同时也实现了远程实时监测.以天津某高校培训中心采用的太阳能供热系统为例,结合当地气候,计算了工程需要的集热器面积和空气源热泵机组数量,详细介绍了采用模块化设计方法开发远程监测系统的过程,并与原天然气供热水系统的水、电和天然气实测消耗量进行了对比.结果表明,多方式辅助加热太阳能集中供热水系统的综合运行费用明显降低,具有较高的应用价值.     

间接膨胀式太阳能多功能热泵供热实验

提出了一种太阳能与多功能热泵技术有机结合的间接膨胀式太阳能多功能热泵(IESA-MDHP)系统.描述了间接膨胀式太阳能多功能热泵系统的组成及工作原理,并阐述了各种功能模式的运行条件和运行方式.重点对研制的IESA-MDHP实验样机的供热性能进行了实验研究.实验结果表明,IESA-MDHP系统的COPhp在3.30~4.71之间变化,而COPsys在2.88~3.96之间变化,明显高于传统的家用空气源热泵系统,但烟用性能系数在0.17~0.31之间变化.     

吸收式热泵区域供热最大供热范围与节能判据研究

在国家建筑节能设计标准中的耗电输热比EHR的基础上,结合一次能耗率引申得到一次能源消耗输热比PEHR的能耗比较标准,并根据对吸收式热泵区域供热系统PEHR指标的控制要求,得到了系统的最大作用范围,推导计算了吸收式热泵区域供热系统比传统的锅炉房区域供热系统节能时,热泵机组制热性能系数的下限值表达式。结果表明,当吸收式热泵制热性能系数一定时,PEHR控制值越大,吸收式热泵的作用范围越大;a值越大,系统的供热范围越小。吸收式热泵的制热系数的下限值不仅随锅炉热效率的提高而升高,而且随区域供热作用范围的增加而增大,因而小规模的吸收式热泵区域供热系统有利于系统节能的体现。     

热源塔液气比优化分析与实验研究

针对夏热冬冷地区对冬夏两季双高效供冷/供热空调设备的需求,提出了采用热源塔热泵达到夏季高效供冷而冬季高效供热效果的解决方法.对热源塔热泵的原理和工作过程及其与冷水机组和空气源热泵的异同点进行了分析,建立了叉流式热源塔装置,并在不同室外空气参数情况下,以水和溶液(乙二醇水溶液)作为介质且在不同液气比时,对热源塔换热性能进...     

基于空气集热器的太阳能热泵供热供冷装置分析

针对传统供热供冷模式的不足,给出了一种基于空气集热器的太阳能热泵供热供冷装置,并对其结构、性能等进行了分析和研究.结果表明,该装置在夏季供冷季可比传统空调节电约20%,降低能源费用约50%;在冬季供热季其耗能量约为常规燃煤集中供热的23%,费用约为常规燃煤集中供热的67%.     

双级压缩热泵型空调性能分析

阐述了制冷系统在较大压缩比时采用双级压缩的优越性,对单级压缩和采用两级节流中间不完全冷却循环方式的双级压缩热泵空调设备,进行了对比分析和热力计算,结果表明：相比单级压缩系统,双级压缩系统在额定制冷工况下,制冷系数有所提高,但提高幅度不大;在额定制热工况下,热泵制热性能系数有较大幅度的提高;在最小制热工况下,热泵制热性能系数提高幅度更加显著。     

寒冷藏族地区户用太阳能辅助热泵系统供热性能研究

对采用太阳能辅助热泵(SAHP)驱动的为香格里拉寒冷藏族地区提供冬季室内采暖及全年生活热水的供热系统进行了实验测试研究.实验结果表明,与单一空气源热泵系统相比,太阳能提供的热量日平均为21.9 MJ,太阳能辅助热泵系统全年节能约87.2%;当室外环境温度分别为-7℃、2℃和7℃时,太阳能辅助热泵系统制热量和COP分别提高约16.2%、14.1%、11.5%和19.0%、10.6%、5.5%.对太阳能辅助热泵系统进行了经济性分析,提出了降低系统投资和运行费用的方法.     

直膨式太阳能热泵热水器不同工质的性能分析

为了研究直膨式太阳能热泵热水器,分别采用R22、R410A和R290作为工质的性能,建立了太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和膨胀阀的集中参数模型以及系统工质充注量模型,编制了直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序.比较发现,理论模型计算值与文献实验结果吻合较好.在不同环境参数和运行参数的工况下,对采用3种热泵工质的系统性能系数、集热器的集热效率和系统制热功率进行对比分析.结果表明:R290系统的性能系数明显高于R22和R410A系统,R410A系统的集热效率和制热功率略高于R22和R290系统;环境参数对R290系统的影响程度大于R22和R410A系统;压缩机转速的变化对R410A系统影响显著,而水箱水温的变化对R290系统影响较明显;R290和R410A系统的最佳工质充注量分别约为R22系统的46%和95%.