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。     

寒区隧道地源热泵供热系统及优化分析

为解决寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速林场隧道中.系统由取热段、加热段、热泵和分、集水管路组成,可用于隧道洞口段衬砌和排水系统加热.在分析研究该系统传热机理的基础上,建立考虑热阻和热源的隧道取热段传热模型,利用叠加原理、格林函数法和拉普拉斯变换法相结合的方法获得其解析解.热交换管间距对热交换管换热量有显著影响,随着管间距的增加,换热量呈线性增加.热交换管换热量随隧道埋深的增加而呈线性增加,热交换管应布置在埋深深的部位.与热泵持续运行相比,间歇运行有利于土壤温度场的恢复,有助于提高热泵运行效率.     

空气源热泵冷热水机组空气侧换热器结霜特性研究进展

研究了空气源热泵机组冬季供热工况下各相关参数对结霜的影响,得出了一些对结霜影响的特性参数之间的对应关系曲线,同时进行了能效的分析比较,为产品开发和工程设计及研究提供了参考.     

隧道内地源热泵热交换管与隧道结构相互影响

为解决寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速扎敦河隧道中.系统由取热段、加热段、热泵和分、集水管路组成,可用于隧道洞口段衬砌和保温水沟加热.热交换管以串联纵向的布置形式埋设在初衬和二衬之间.通过计算含热交换管承载截面面积和惯性矩的减小率,分析得到热交换管对隧道衬砌承载力的影响较小,可以忽略.隧道结构内包括锚杆、防水板和钢拱架,通过建立单因素对比计算模型,分析各构件对热交换管换热量的影响,研究表明:①锚杆对热交换管换热量产生的影响不明显,最大仅为2.3%;②运行前期,应充分考虑防水板对热交换管换热量的不利影响,但长期运行后,可忽略防水板的不利影响;③运行前期,钢拱架对热交换管换热量有显著的提升,但长期运行后,该影响趋于不明显.     

寒区隧道地源热泵加热系统埋管间距优化分析

为预防寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速公路林场隧道中,用于对隧道洞口段衬砌和排水系统加热.采用有限元计算方法,首先通过对初始温度场的计算反演出岩体各项热物性参数,再以试验所得热交换管实际换热量作为模型中管壁的内边界条件进行热交换管的岩土热响应分析.计算结果显示,隧道内热交换管管壁温度及管间温度与现场试验结果能够很好地吻合,满足工程精度要求.利用验证后的有限元计算模型对热交换管间距进行优化,得到埋管最优间距为0.5～0.8m.     

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。     

太阳能空气源热泵热水机组控制系统设计

由于太阳能空气源热泵热水机组主要是通过太阳能与空气能的综合应用,作为新型的一种装置,在一般的工作情况时,获取热水可以通过太阳所辐射的热量,如果太阳所辐射的热量达不到负荷的要求时,便可以应用空气源热泵进行补充,从而促使太阳能与空气源的热水机组可以充分的应用太阳能以及空气源热泵,以保证热水的供给。在这其中它不仅与系统自身的特性有关联,同时也与控制系统的设计有着密不可分的关系。主要通过太阳能空气源热泵热水机组作为研究的主要对象,从而分析它的主要工作原理,并在其基础上设计控制系统,以达到热水机组的自动运行模式。     

太阳能-地源热泵与热网互补供热系统运行特性

目的为缓解能源危机、综合利用能源、提高能源利用效率,研究太阳能-地源热泵与热网互补供热系统在严寒地区的运行特性.方法建立两种模式的太阳能-地源热泵与热网互补供热系统:模式一为循环流体先进入蓄热水箱;模式二为循环流体先进入地下埋管换热器,并对系统的运行特性进行对比.以TRNSYS瞬时模拟软件为平台,建立互补供热系统仿真模型,对整个供暖期系统的动态性能进行分析.结果模式一的水箱总蓄热量为134 858 k Wh大于模式二的132 296 k Wh;模式二热泵机组的性能系数(COP)为4.06大于模式一的4.04,模式二的地埋管总换热量为201 149 k W大于模式一的198 571 k Wh.结论热网补热时间集中在12月中旬到次年的2月中旬,而在供暖初期和末期补热需求较少.当以太阳能为主要热源时,可以考虑采用模式一,以确保集热器的高效率,提高集热器集热量;当以地源热泵为主要热源时,模式二可以合理利用太阳能,节省更多的电能.     

基于空气源热泵的钢筋混凝土管片初期养护技术分析

为探讨基于空气源热泵的钢筋混凝土管片初期养护技术,以天津地铁6号线工程(梅林路站～咸水沽西站)盾构管片制作为依托,立足空气源热泵管片养护的技术特点,分析了空气源热泵在钢筋混凝土管片初期养护中的应用及其应用效果。实践得出,空气源热泵供热初期养护技术是一种新型的混凝土钢筋管片养护技术,具有很高的自动化水平,而且空气源热泵保温传热效果好,热风循环养护可提升热能利用率,整个养护过程无有害气体和废渣排放,契合现代化绿色节能理念,无论是养护效果、质量,还是节能、绿色环保都优于蒸汽养护技术,值得大范围推广和应用。     

基于实验参数的空气源热泵除霜滞留表面水蒸发模型

以空气源热泵逆循环热气除霜实验时测得的各时刻室外换热器翅片管表面温度分布参数为基础,建立了室外换热器热气除霜动态模型.通过模型求解可以全面动态观测空气源热泵除霜时室外换热器表面滞留水蒸发质量、蒸发耗热量及翅片管干热换热特性.采用实验参数与计算机模拟相结合的建模方法,不必考虑除霜时翅片管内部的热交换.简化了计算,同时保证了模型的可靠性与精度.     

空调系统中常用热泵技术分析

热泵是一种使热量从低位热源流向高位热源的高效节能装置,在空调系统中运用热泵技术主要有空气源热泵、地下水源热泵、污水源热泵以及土壤源热泵等几种方式。本文对这几种热泵技术进行了总结,详细分析了它们的特点及适用场合。     

一种基于PID控制算法的分布参数法压缩式空气源热泵模型

采用分布参数法建立单、双级压缩式空气源热泵的热力学模型,并且将比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制算法应用到模型计算中,形成一种基于PID控制算法的全系统循环分布参数模型。将建立的模型在C++环境中运行,用实验数据验证模型精度。结果表明:模型充分利用了分布参数法和PID控制算法的优点,与传统集总参数法建立的模型相比,模型具有更高的计算精度,其中双级压缩式空气源热泵模型的模拟制热性能系数(COP)与实验数据的平均相对误差为4.91%;加入PID控制算法后,提高了模型的运算速度,双级压缩式空气源热泵模型循环迭代5次就达到了收敛。     

空气源热泵冷热水机组结霜工况下数学模型的建立与求解

在空气源热泵冷热水机组各部件模型的基础上,基于质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律,将这些部件模型有机地结合起来,建立了机组结霜工况下的动态数学模型.采用该模型对机组在不同工况下的性能进行了模拟分析,得到了风量、空气侧压降以及水侧换热器换热量、压缩机的轴功率等随结霜时间的变化.模拟结果表明,随着结霜量的增加,空气侧换热器的换热量减小,风量也将逐渐减小,而阻力却迅速增加;水侧换热器的换热量减小,水流量也减小.这为正确选择机组以及采取有效的除霜控制方式提供了依据.     

喷气增焓空气源耦合地源热泵系统的性能优化

针对山西省太原地区地源热泵应用导致土壤热平衡难以满足的问题,在传统空气源耦合地源热泵系统的基础上,设计一套新的喷气增焓空气源耦合地源热泵系统,并建立相关的数学模型.以太原地区某一建筑的应用为例,利用DeST软件模拟计算案例建筑全年冷、热负荷需求特征,利用TRNSYS软件仿真分析常规地源热泵、空气源热泵、喷气增焓空气源耦合地源热泵系统的性能,并对新的喷气增焓空气源耦合地源热泵系统性能进行优化.结果表明:案例建筑全年累计冷、热负荷比为1.57∶1.00,应用常规地源热泵后,土壤初始温度和最高温度逐年下降,10 a后平均温度降幅14.3%;与常规地源热泵系统比较,喷气增焓空气源耦合地源热泵系统初投资节省12.5%,节省25.8%的打井数,节省33.9%的运行费和15.9%的总费用,可解决埋管区土壤冷、热不平衡、埋管面积不足的问题,夏季性能系数(COP)提升26.2%,冬季制热性能系数(COP_h)提升12.3%.     

一种太阳能与空气源双热源热泵系统的性能研究

针对单一空气源热泵和单一太阳能热水器的不足,提出太阳能-空气源双热源热泵系统,分析了太阳辐射强度对系统运行的影响.通过太阳能辅助热泵与空气源热泵运行对比实验得出,在整个加热过程中,太阳能辅助热泵系统的系统运行性能和加热水速率均优于空气源热泵系统.太阳能辅助热泵系统的性能系数COP平均值约为单一空气源热泵系统的3倍.在冬季环境温度较低情况下,太阳能辅助热泵相对于空气源热泵具有明显优势.     

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.     

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...     

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.     

太阳能辅助空气源热泵系统供热特性的实验分析

农村能源是我国能源体系的重要组成部分,但目前农村能源结构体系并不合理,为了解决新农村能源利用尤其是建筑建设及采暖问题,提出一种基于改造式房屋建筑的太阳能辅助空气源热泵系统并搭建了系统实验台,对系统的运行参数进行了监测和记录。本文通过对系统太阳能集热、空气源热泵及毛细管辐射等运行数据的分析,得出以下重要结论。结果表明,采用太阳能辅助空气源热泵系统的改造式住宅建筑室内温度在20℃以上,人的体感温度可以达到23℃左右;在一天的供热时间段内,太阳能集热系统的供暖时间占比为35.4%,空气源热泵供暖时间占比为64.6%,节能效果显著;该系统能够满足该类型建筑用户对住宅的采暖需求,对京津冀地区新农村能源体系的完善意义重大。     

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。