太阳能辅助空气源热泵系统采暖能效实验分析

针对空气源热泵系统在北方冬季由于蒸发温度低而导致的制热效率低下的问题,本文采用了低温太阳能热水辅助空气源热泵采暖的解决方案,搭建了太阳能辅助空气源热泵系统试验台。本文对空气源热泵系统和太阳能辅助空气源热泵系统这两种运行模式下的制冷剂进出口温度、室内温度等参数进行了测试、对比,计算并且分析了系统的制热量和制热系数,得出太阳能热水辅助系统较空气源热泵系统,能够使室内温度提升4℃,COP提升1.3,热泵系统能够稳定、可靠、高效运行。与传统的空气源热泵系统相比,太阳能热水辅助空气源热泵系统具有较大的环保潜力、节能潜力。     

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.     

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。     

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.     

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。     

基于不同动态负荷的太阳能辅助地源热泵系统供暖特性研究

建立了太阳能辅助地源热泵系统(SAGSHPS)动态仿真模型,基于间歇负荷1(8:00-20:00末端开启)、间歇负荷2(18:00-次日7:00末端开启)和连续负荷(末端全天24h开启)条件,对大连地区SAGSHPS在整个供暖期内的运行过程分别进行逐时动态仿真,分析了3种典型动态负荷下SAGSHPS的运行特性.结果表明:冬季最冷日内不同负荷下,系统供暖运行方式不同.间歇负荷1下系统以地源热泵(GSHP)和太阳能热泵(SHP)交替供暖;间歇负荷2下系统以地源热泵供暖为主,只在入夜初期辅以太阳能热泵供暖;连续负荷下系统白天以太阳能热泵供暖,夜间以地源热泵供暖.整个供暖期内,蒸发器入口温度对热泵机组性能系数的影响高于对系统性能系数的影响;对于太阳能、地热能和电能对热负荷的贡献比例而言,蒸发器入口温度越高,太阳能对热负荷的贡献比例越大,地热能的贡献比例越小,而电能的贡献比例变化不明显.     

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.     

太阳能辅助空气源热泵夏季制冷性能提升

翅片上涂有太阳能选择吸收涂料的太阳能辅助空气源热泵夏季运行时冷凝温度升高,导致系统COP和制冷性能下降。为解决这一问题,通过采用正压均流太阳能辅助空气源热泵系统以及制冷对照实验的方法,研究了气流组织形式、太阳辐射强度大小对不同压缩机频率下太阳能辅助空气源热泵系统性能的影响。结果表明,通过优化气流组织形式和改变遮阳条件,系统COP提升14.1%,仅比对照机组低3.0%,表明该设备可直接用于居住建筑;此外,不同系统形式均在压缩机频率为50~60 Hz时具有最高的系统COP,为系统匹配不同负荷特性建筑提供了依据。     

太阳能辅助空气源热泵夏季制冷性能的提升

翅片上涂有太阳能选择吸收涂料的太阳能辅助空气源热泵夏季运行时冷凝温度升高,导致系统性能系数(coefficient of performance,COP)和制冷性能下降。为解决这一问题,通过采用正压均流太阳能辅助空气源热泵系统以及制冷对照实验的方法,研究了气流组织形式、太阳辐射强度大小对不同压缩机频率下太阳能辅助空气源热泵系统性能的影响。结果表明,通过优化气流组织形式和改变遮阳条件,系统COP提升14.1%,仅比对照机组低3.0%,表明该设备可直接用于居住建筑;此外,不同系统形式均在压缩机频率为50～60 Hz时具有最高的系统COP,为系统匹配不同负荷特性建筑提供了依据。     

多源复合式供热系统多目标优化控制策略研究

近年来,太阳能与热泵技术相结合的应用日益普及.本文以太阳能集热系统、空气源热泵以及电锅炉为供热源组成的复合式供热系统为研究对象,通过建立复合系统多目标优化模型,结合其运行特点和控制理论,应用改进的多目标人工蜂群算法对多源复合式供热系统的运行参数进行优化,并提出多目标优化控制策略.结果表明,优化后的控制策略大幅提升了该系统的整体性能,所得能效比提高了约12%,明显优于传统的单一最优解优化结果,为多源复合式供热系统的推广使用提供了可能.     

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.     

太原地区太阳能耦合空气源热泵一体化热水系统性能分析

为解决太阳能热水系统占地大、供热水稳定性差、空气源热泵冬季易结霜、能效比较低的问题,提出太阳能/空气能蒸发集热器并构建其热泵热水系统.建立该系统的TRNSYS模型,分别研究太原地区的夏季和冬季工况的系统制热性能参数变化情况.研究结果表明:在夏季高温太阳辐射照度大典型工况下,该系统平均制热性能系数(COP)值为6.026,较空气源热泵热水系统提高44.16%;在冬季低温高湿易结霜典型工况下,该系统平均COP值为3.25,较空气源热泵热水系统提高6.56%.     

非直膨式太阳能水源热泵地板辐射采暖实验系统研究

为解决太阳能供热系统间歇性和不稳定性的问题,对以水源热泵作为辅助热源,以热管式真空管太阳能集热系统为主要热源形式,以地板辐射采暖系统为末端装置的太阳能-水源复合热泵地板辐射供暖系统进行研究。分析该系统在不同工况运行原理的前提下,建立系统性能系数的数学模型。分析了集热器进出口温度、水箱平均温度、地板采暖系统进出口温度和热泵蒸发温度对系统供热性能的影响。提出此系统的运行策略和控制方案,为该系统的设计和运行控制提供了依据。     

太阳能热泵在建筑物节能中的应用前景

采用太阳能作为辅助热源不仅是提高热泵系统性能的有效方式,也是建筑物节能的一种重要途径。本文介绍了太阳能热泵的工作原理和几种不同形式及其在提高系统COP值和节能方面的突出优点,研究了不同的太阳辐射强度及室外气温条件对系统性能的影响。集热面积和压缩机额定功率大小对太阳能分数的影响最大,其次太阳能集热器的几何和光学性能对系统的性能也产生较大影响。     

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%.     

纯电动汽车双热源热泵系统性能分析

针对纯电动汽车双热源热泵系统,采用单一空气源热泵模式和双热源热泵模式进行系统实验,得到系统的性能参数,推得各部件损失占比等.结果表明:吸取1kW废热后,制热量和能效比最大,分别提高了46.58%和28.07%;部件相对损失占比最大的为压缩机46.64%~50.07%,其次是冷凝器30.09%~33.40%.     

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%.     

双热源热泵系统浅析

由于各种低位热源存在的固有问题尚无有效的解决方法,所以研究土壤、空气、水、太阳能及蓄热的综合利用措施是当前热泵系统的发展趋势。使用具有双热源的热泵可以综合各种热源的优点,提高性能系数。