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.     

土壤源热泵供冷供热运行特性的实验研究

在已建成的太阳能-地热能综合利用多功能热泵实验台上,进行了土壤源热泵夏冬季节供冷供热工况的启动与间断运行特性实验.实测结果表明:实验土壤源热泵夏冬季运行的启动时间分别为8～9 h与10 h,其对应的单位长度埋管放热量与吸热量分别为46与24.6 W/m,钻孔平均导热系数分别为3.4与4.95 W/(m·℃).同时,根据建筑负荷特性,采用可控间断运行方式,通过合理调节开停机时间比例,可以在满足建筑负荷要求的前提下,减缓埋管周围土壤温度随时间的变化率,提高单位埋管的换热能力,从而更有利于提高浅层地热能的利用效率.     

地源热泵间歇运行地温变化特性及恢复特性研究

针对土壤源热泵运行过程中地下传热衰减问题,进行了热泵间歇运行实验,测试分析了热泵间歇运行过程中地温变化规律及其对换热率和机组性能的影响.建立基于渗流的三维非稳态传热模型,对地下垂直U形埋管与周围土壤的热湿耦合传递进行数值计算,模拟了热泵运行状态下地温变化及热泵停歇状态下地温恢复特性;数值分析了土壤导热系数、土壤孔隙率、不同回填材料及太阳辐射能对地温恢复过程的影响.实验与数值计算都表明,热泵可控间歇运行策略对于改善地下传热,提高热泵系统性能具有重要作用,探讨热泵可控间歇运行问题对于地热能高效一体化利用具有理论意义.     

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。     

严寒地区太阳能土壤源热泵土壤温度场特性

为了解决严寒地区地源热泵长期运行所引起的土壤温度逐年降低问题,建立了太阳能全年补热的土壤源热泵系统模型.结合某办公建筑土壤源热泵项目,建立了2口120 m深U形垂直埋管试验井,进行热响应试验,得出制热工况与制冷工况的土壤导热系数与热扩散系数分别为1.883 W·(m·K)~(-1)和7.608×10~(-7)m~2·s~(-1);制冷工况的导热系数与热扩散系数分别为1.758 W·(m·K)~(-1)和9.203×10~(-7)m~2·s~(-1).利用TRNSYS软件平台模拟了土壤温度场变化,结果表明:热泵运行10年的土壤温度降为5.17℃,获得了供暖、供冷、过渡季节的太阳能联合土壤源热泵系统的土壤温度的恢复情况.     

地下水渗流作用下埋管换热器动态设计研究

由于土壤换热的复杂性及地源热泵系统实际运行的耦合作用,地埋管设计需要考虑到实际地下水渗流及其动态性能。通过对某实际工程进行热响应试验,测算出该地地下水渗流速度;在此基础上建立逐时负荷-热泵机组-地埋管换热器耦合模型对该工程埋管设计进行动态分析。最后在此设计工况下对系统全年运行情况进行模拟分析,为该地源热泵系统运行提供参考依据。     

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.     

地源热泵热水系统的可视化动态仿真

通过分析地源热泵系统的组成,分别建立了地源热泵系统的3个组成环路的数学模型:地下埋管换热器环路模型、热泵机组环路模型、末端水环路模型.通过质量守恒、能量守恒和动量守恒关系,利用MATLAB-SIMULINK模块,搭建整个系统的动态仿真模型,并采用具有编程简单、数据输入方便、界面交互性强等优点的GUI 来完成可视化界面的设计.     

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。     

复合式地源热泵系统冷却塔开启控制策略

为了探讨冷却塔开启控制策略对复合式地源热泵系统性能的影响,本文以某办公用建筑为依据,通过建立其系统动态仿真模型,进行了为期20a的系统运行动态仿真,分析了冷却塔季节性与昼夜开启控制策略对土壤平均温度、热泵机组性能系数(coefficient of performance,COP)、系统能耗的影响.结果表明:综合考虑土壤温度恢复和系统性能,在季节性控制策略中,冬季开启冷却塔效果最好;在昼夜开启控制策略中,夜间开启冷却塔效果最好.综合各控制策略的可靠性与经济性,冬季开启冷却塔所需总费用最少,且热泵机组运行可靠性满足要求,推荐采用.     

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.     

Discontinuous Operation of Geothermal Heat Exchangers

IntroductionGround- source heat pumps (GSHPs) have beenextensively used in heating and air- conditioning ofbuildings in the United States and Europe since theoil crisis in the early1 970 s.This technology hasalso aroused more and more interest in China in…     

燃气机热泵系统的制冷性能

对燃气发动机驱动的空气．水热泵系统进行了制冷性能的实验研究．在充分回收发动机余热的情况下,在大范围工况下对影响系统性能的几个重要因素即蒸发器进水温度、蒸发器进水流量、燃气发动机转速以及环境温度等进行了实验研究．结果表明：环境温度31．2℃,蒸发器进水温度由12℃升高到23℃时,室内侧制冷量增加20．4％,系统一次能源利用率提高13.2％;另一方面,当发动机转速由1300dmin升高到190Cr／min时,系统一次能源利用率先增加15．2％,而后降低7．5％,在1600r／min出现峰值．最后获得燃气机热泵系统制冷的最优工况．     

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%.     

基于遗传算法神经网络的地源热泵夏季低负荷运行性能预测分析

为了探索夏热冬冷地区岩溶地质条件下地热能应用能效,通过运用遗传算法优化的反向传播（GA-BP）神经网络模型预测了夏季系统负荷率低于30%运行工况下地源热泵系统的系统能效比和机组能效比,分析了预测值的预测误差评价指标,验证了GA-BP模型具有较高的预测精度,并应用此模型研究了地源热泵短期能效测试与中长期能效测评的关系。结果表明,GA-BP模型预测的COPsys及COP与计算值的相对误差为±5%,各项预测误差评价指标均比反向传播神经网络（BPNN）模型更小,可见GA-BP模型可用于预测岩溶地质条件下地源热泵系统能效。基于此模型,短期能效测试的最佳时期为一天中14时~16时或7、8月累计13天,且满足机组负荷率达到60%~70%,COPsys及COP预测值可以作为中长期能效比评估,其产生的相对误差在允许的范围内。     

土壤源热泵机组冬季供热性能的数值模拟与实验研究

分析热泵机组各部件参数之间的相互关系和运行特征，建立了可快速准确地模拟热泵机组动态过程的数学模型，并对土壤源热泵系统性能进行了数值模拟，其结果与实验测试值吻合较好。实验和模拟结果表明：上海地区土壤源热泵机组的制热性能系数COPh基于为3．1左右，优于风冷热泵机组，是一项有效的节能技术。     

高温热泵技术及其在地热供暖中的应用

热泵技术是调节地热热源与用户需求间能源品位不一致的重要手段,而发展高温热泵技术对于拓展热泵的应用范围具有重要意义。本文在回顾总结国内外高温热泵研发现状的基础上,着重介绍了补气增焓热泵和吸收压缩式热泵两种具有巨大潜力推动热泵高温化发展的技术形式,结合设备研发情况及应用案例分析高温热泵技术的性能,展望其在地热供暖中的应用前景。     

地源热泵在育种/育苗温室中的应用实验研究

介绍了利用地源热泵技术为育种／育苗温室供暖,对温室进行温度调节.采用地源热泵技术利用浅层地能作为温室采暖热源.利用地源热泵技术,充分发挥浅层地能的效能,从地下土壤中获取能量作为温室采暖系统的基本负荷,满足温室加温时的供热需求,热泵机组采用中温热泵,末端采用地下盘管供热或风机盘管供暖风,可以快捷、方便的调节育种/育苗温室内的温度、湿度.取消原来的燃煤锅炉,降低燃煤能耗、较少污染物的排放.