基于太阳能发电的空气源热泵供热系统研究

提出了太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系,结合某处办公建筑,给出了其空气源热泵供热系的设计方案,搭建了实际的空气源热泵供热系统。对太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系统进行了实验研究,结果表明当光伏电源与市电切换时,负载电压与电流波形畸变率较小,系统能够平稳运行。对整个冬季的蓄水箱水温、供暖房间空气温度、系统耗电量等参数进行测试,与传统供热方式比较,系统的经济性显著提高。     

太阳能发电的空气源热泵供热系统研究

提出了太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系,结合某处办公建筑,给出了其空气源热泵供热系的设计方案,搭建了实际的空气源热泵供热系统。对太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系统进行了实验研究,结果表明当光伏电源与市电切换时,负载电压与电流波形畸变率较小,系统能够平稳运行。对整个冬季的蓄水箱水温、供暖房间空气温度、系统耗电量等参数进行测试,与传统供热方式比较,系统的经济性显著提高。     

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.     

空气源热泵过冷蓄能除霜特性试验

为了解决空气源热泵除霜过程中能量来源不足而导致的各种除霜问题,提出了空气源热泵过冷蓄能除霜方法.对一台额定输入功率为850 W的家用空气源热泵进行改造,在人工模拟环境条件下,与常规逆循环除霜进行了对比试验.试验结果显示:过冷蓄能除霜条件下,压缩机的吸排气压力分别提高了0.11和0.57MPa,除霜时间和恢复供热时间分别缩短30.8%和25%,除霜过程耗功减少了22.8kJ.因此,过冷蓄能除霜可以有效地提高压缩机吸排气压力,缩短除霜和恢复供热时间,改善除霜时的室内热舒适性,降低除霜过程能耗.     

空气源热泵模糊除霜控制的实验研究

对空气源热泵进行了模糊除霜控制的实验研究。实验结果表明，模糊除霜控制方法，达到了根据需要进行除霜的目的，保证了空气源热泵的供热时间，提高了空气源热泵的效率，在保证热泵机组正常工作的前提下，减少了除霜次数，是解决空气源热泵除霜控制问题的有效方法。     

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.     

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。     

地源热泵系统及节能分析

阐述地源热泵系统的种类及供热(冷)原理,从两种"源"的热效率和传热过程比较地源热泵系统与空气源热泵系统,并对地源热泵的节能进行了分析。经分析比较,地源热泵系统是一种性能良好、经济可行且无污染的热泵技术,符合国家节能减排政策。     

太阳能辅助空气源热泵冬季运行性能研究

太阳能辅助空气源热泵有效地将两种可再生热源复合利用,实现了太阳能与空气热能的优势互补,本文主要介绍了太阳能辅助空气源热泵的系统组成、运行模式及原理。通过对华北科技学院太阳能辅助空气源热泵系统实验台的冷凝器进出口温度、室内温度、耗电量等相关参数进行实测,与普通空气源热泵和其他供暖方式进行对比分析,重点研究了该系统的实际节能性。结果表明:太阳能辅助空气源热泵耗电量与空气源热泵基本持平,但太阳能辅助空气源热泵的制热量高于空气源热泵,其白天模式制热量为空气源热泵的1.4倍,COP是空气源热泵的1.5倍;夜间模式与空气源热泵相比,制热量为其1.2倍,COP是其1.2倍。同时太阳能辅助空气源热泵的运行费用与碳排放与传统区域供暖方式也有所降低,因此是一种节能减排的供暖方式。     

基于空气载热(冷)法的污水源热泵供热特性

基于空气载热(冷)法,探究新型污水源热泵的供热特性,并搭设实验台.分析部分影响参数对系统供热特性的影响.研究表明,污水温度和流速对系统的热交换效率有显著的影响;空气的物性参数对系统的热交换效率的影响较弱;空气扩散器的安装密度对系统的热交换效率有很大影响,而结构类型以及安装深度对系统的热交换效率影响较小.基于空气载热(冷)法的新型污水源热泵在供热过程中运用了污水的显热量和空气换热后所拥有的潜热量,有明显的节能效果.     

寒冷地区村镇住宅建筑单热源供热系统设计与优化

对不同规模的村镇住宅建筑供热系统优化设计方案与全生命周期内的经济性展开研究.首先,采用TRNSYS软件模拟得到60~2 000 m²范围内不同供热面积村镇住宅建筑的动态热负荷,并对太阳能、电锅炉、地源热泵及空气源热泵4种不同热源供暖系统的控制运行情况进行模拟,得到不同热源供暖系统在不同供热面积下的优化设计方案.在此基础上,对不同热源供暖系统在全生命周期内的经济性进行对比分析,得到不同村镇住宅建筑供热面积下的热源推荐方案.结果表明:对于不同热源供暖系统的总费用,电锅炉供暖系统最大,太阳能供暖系统最小,太阳能供暖系统总费用比电锅炉供暖系统减少近65%.     

太阳能季节性蓄热系统的应用研究

针对严寒地区农户、别墅独栋建筑,探索太阳能跨季节储热技术,在冬季供暖中的应用。设计方案从太阳能的年辐射量入手,分析了太阳能夏季可以提供的热量、以及建筑物冬季消耗的热量。提出太阳能存储、直接内供暖的方案,考虑到节省初投资的因素,为了减少造价,提出了太阳能结合水源热泵系统的供暖方案,以及太阳能结合空气能热泵的供暖方案。考虑了节能效率与运行费用的影响因素,该研究对采用太阳能复合热泵采暖具有一定的指导意义。     

Chinese kangs and building energy consumption

Chinese kangs are an integrated system for cooking, sleeping and heating in rural Northern China with more than 2000 years history. In 2004 there were 67 million Chinese kangs used by 44 million rural families or 174 million people. Chinese kangs store surplus heat from stove during cooking and releases it later for both home heating and localized bed heating. Such a widely used heating system has been rarely studied. Understanding kangs is important for developing new effective home heating systems for better energy efficiency and improving indoor air quality in Northern China. In this paper, we review and present some preliminary results from our field measurement and mathematical modeling, and discuss the development of Chinese kangs as related to future energy consumption in rural homes, and building energy consumption in China in general. We suggest that transition and new technologies for rural home heating in Northern China, i.e. the future of Chinese kangs, should be considered as the top priority in managing future building energy consumption in China. Supported by the grant from the Research Grants Council of the Hong Kong Special Administrative Region, China (Grant No. HKU 7154/05E) and National Natural Science Foundation of China 2007 Young Researcher Award (Grant No. 50729803) The work is also a part of the International Energy Agency Annex 44 project on Integrating Environmentally Responsive Elements in Buildings.     

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.     

利用土壤源热泵采暖可行性与能效性分析

针对中国北方地区冬季采暖能源消耗日趋增大的问题,提出了采用一种新型的采暖系统--热泵系统进行采暖,并对各种热泵系统进行了分析比较,鉴于北方的气候特点以及地理条件,分析了选择土壤源热泵系统的可行性,并推导了土壤源热泵系统的可用能效率公式,找出了影响可用能效率的因素,通过计算土壤源热泵系统的可用能效率,直观地突出了土壤源热泵的经济性.     

基于生物质气化湿式净化装置防冻技术模拟研究

提出一种利用生物质气化装置加热空气对净化间采暖的方法,按传热学基本理论进行建模,推导出计算盘管出口空气温度的线性方程及计算采暖后净化间温度的非线性方程.以某生物质气化站数据为例计算盘管内径为0.08,0.10,0.12 m时满足采暖要求所需盘管长度及风速,验证了该方法的可行性.利用软件Origin对计算得出的净化间温度值进行线性拟合,求出了净化间温度与风速之间的对数函数关系式.确定了风速的设定范围,并对比了采暖能耗与采暖产热量.相比于传统的电暖气,可降低能耗95%以上.     

煤改电背景下空气源热泵系统对电网负荷影响的模拟分析

在煤改电进程中,为减缓因规模化应用空气源热泵供暖对电网负荷造成的负面影响,模拟研究空气源热泵供暖系统对电网负荷的影响情况.以京郊地区400万用户的采暖用电为例,采用EnergyPlus能耗模拟软件分析供暖期不同阶段用户侧优化调控,以满足电网需求响应的可能及优势.研究结果表明:与空气源热泵直接供暖(ASHP)系统相比,空气源热泵蓄热(ASHP-HS)系统可大幅降低电网峰谷差,提高电网负载率,更有利于电网的稳定安全运行;尽管ASHP-HS系统的初投资较高,但其增加的成本部分的回收年限仅为3.5 a,具有更好的全生命周期经济性.     

太阳能壁挂炉联合供热系统设计

设计了太阳能和天然气联合供热控制系统,重点讨论了该控制装置的结构和电路系统的设计及实现. 系统内装有温度传感器、循环水泵和阀门, 通过单片机控制,测量管路各点的温度值,判别不同的工作模式,使系统按照预先设好的程序进行冷热水循环、换热, 实现2种供热系统的联合. 通过模拟不同的工况点,进行实验测试,结果表明,效果达到了预期设想,系统通过程序自动控制切换热源,供热装置提供的水温达到规定的要求,实现了节能减排的目标.     

复叠式空气源热泵相变蓄能除霜低温适应性实验研究

复叠式空气源热泵的几种常规除霜方式都存在一定的弊端,为此提出了复叠式空气源热泵相变蓄能除霜方法。为研究复叠式空气源热泵相变蓄能除霜的低温适应性,通过改变室外侧环境温度、相对湿度和结霜时间,设计了6种不同室外工况。并通过实验研究6种工况下,系统开启除霜模式时的运行特性。实验结果表明:6种工况下,除霜时间都在520～770 s范围内,且每个工况下机组运行正常,系统除霜性能稳定,同时室内侧平均供热量也达到正常供热的57.4%以上,说明本系统具有良好的低温适应性。     

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。