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.     

北方地区采用空气源热泵与地板供冷暖系统联合运行的可行性分析

本文阐述了空气源热泵和冷暖地板辐射采暖系统的工作原理和特点,提出了一种在北方气候条件下将空气源热泵作为低温地板辐射采暖系统热源的方案.分析空气源热泵在低温条件下制热能力下降的原因,进行技术改善,并对此联合运行方案进行分析,得出结论:在北方气候条件下,这种联合运行方式是可行的.     

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。     

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。     

基于有限时间热力学结霜工况热泵性能分析

研究了结霜工况下蒸发温度变化对空气源热泵性能的影响.依据有限时间热力学内可逆原理,简化了结霜工况下的空气源热泵循环过程,并分析了实际热工过程的最大能效输出.利用CYCLEPAD软件,对结霜工况下的空气源热泵结霜性能进行数值模拟,得到结霜工况下制热量,机组的制热性能系数,压缩机排气温度等性能参数随时间变化的规律.研究表明,当蒸发温度发生骤降时,热泵机组的其他性能参数也随之骤降.因此,蒸发温度的变化能够表征空气源热泵在结霜工况下的运行性能.     

空气源辅助吸收式地源热泵系统性能模拟

针对严寒地区集中供热系统存在能源利用效率低,地源热泵系统存在土壤吸/排热不平衡问题,提出空气源辅助吸收式地源热泵系统(AGSHPS),该系统采用热管与蒸气压缩式复合的新型空气源热泵热水机组保障系统运行的可靠性。介绍系统的运行模式及运行控制策略,建立各主要部分的数学模型,选取乌鲁木齐地区的某办公建筑为对象,对该系统长期运行特性进行数值模拟。研究结果表明:系统全年综合性能系数约为1.18,相比蒸气压缩式地源热泵系统节能率为12.4%~24.0%,系统全年运行土壤取/排热量的不平衡率为7.8%,系统可保证长期高效稳定运行。     

空气源热泵的节能效果及经济可行性分析

研究空气源热泵在我国不同供热分共内使用的节能效果及经济可行性。提出了空气源热泵、锅炉及电加热３种方式的一次能耗及年度使用费用的计算方法，并分别给出了空气源热泵与其它供热方式在经济及能耗上可比的准则关系式。     

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。     

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%.     

空气源热泵热水器的换热优化设计探讨

本文简单介绍了空气源热泵热水器的技术特点、工作原理,并介绍不同热模式对空气源热水器能效的影响,提出目前空气源热泵热水器换热方案。并且重点强调空气源热泵热水器的季节能效。     

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。     

多功能空气源热泵实验系统设计

该文介绍了多功能空气源热泵实验系统的工作原理,进行了实验室空调冷负荷及热水量的计算,并对实验测试系统进行了设计。通过本文实验方法,得出了多功能空气源热泵在不同运行模式下机组运行功率、制冷量和COP值。多功能空气源热泵机组制热性能系数和制冷系数分别为3.84和3.25。该实验测试结果表明多功能空气源热泵实验系统设计是可行的。     

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%.     

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.     

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.     

太阳能毛细管辐射采暖系统的运行特性分析

针对北方地区冬季清洁供暖问题,本文提出了一种太阳能毛细管辐射采暖系统方案,该系统应用了一种应用太阳能毛细管顶板辐射采暖系统的3L热隔断屋顶,搭建了太阳能毛细管辐射采暖系统试验台。利用energyplus模拟了建筑热负荷,确定了集热器的面积,比较了使用3L热隔断屋顶和普通屋顶实验室的负荷变化,分析了系统蓄热过程、放热过程及电辅助加热过程。结果表明,使用3L热隔断屋顶的实验室热负荷明显降低,平均热负荷较普通屋顶低0.521 k W。该系统在低负荷建筑下供热安全稳定,室内温度稳定在19℃左右。水箱蓄热能效为22.2%,电辅助加热效率可达到95%。     

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。     

并联冷凝式空气源热泵热水系统研究

以热泵热水技术为基础,针对目前热泵热水系统能源利用效率较低、冷凝器换热量及进出口水温差较大等缺点,提出并联冷凝式空气源热泵热水系统。针对我国南方亚热带季风气候全年水温波动较大等特点,以长沙地区为例,对并联冷凝式空气源热泵热水系统分别设计夏、冬运行模式以确保全年不同水温条件下系统能较好运行。利用工程热力学虚拟实验室CYCLEPAD建立普通空气源热泵热水系统及并联冷凝式空气源热泵热水系统模型并进行计算分析。研究结果表明:在长沙地区,相对于普通空气源热泵热水系统,并联冷凝式空气源热泵热水系统能有效分散冷凝器总换热量及降低冷凝器进出口水温差;系统在夏季工况下平均COP(coefficient of performance,性能系数)从5.10升至6.30,提升23.53%;在冬季工况下平均COP从3.69升至5.29,提升43.36%;系统在夏季工况下平均每月运行能耗从2 447 kW·h降至1 972 kW·h,降低19.41%;在冬季工况下平均每月运行能耗从5 066 kW·h降至3 539 k W·h,降低30.14%;系统全年节能效果良好,且在冬季节能效果更显著。     

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.     

单-双级混合复叠空气源热泵机组制热性能实验研究

为改善低温环境下空气源热泵机组适应性差、制热量及制热性能低等问题,设计研制了单-双级混合复叠空气源热泵机组试验样机.利用焓差实验室测试分析了样机在不同运行工况及运行模式下的制热性能及其内部参数的变化规律.结果表明:出水温度45℃、室外温度-20℃时,系统制热性能系数高于2.1、制热量为7.61 kW、压缩比不超过4.5、排气温度低于80℃;以制热性能系数为优化目标,确定室外温度0℃为该系统单双级切换运行的控制条件.