空气源热泵供暖系统围护结构的蓄热研究

以北方地区某农宅为研究对象,通过TRNSYS软件搭建空气源热泵供暖系统的仿真模型,利用忻州峰谷电价特点,在谷时段利用楼板、墙体等蓄热体进行蓄热.在保证室温的前提下,通过TRNSYS模拟供暖系统,对比分析在不同谷时段运行方案下的变化特点,以年运行费用最低为目标,找到谷电电价期间的最优蓄热温度及最优蓄热时间,获得最优的蓄热运行策略.     

跨季蓄热多方式可调节供暖系统的模拟分析及可行性研究

针对太阳能跨季蓄热量利用不充分的问题,提出了一种多方式可调节供暖系统模型,利用温差控制原理实现系统供暖方式的自动转换。以乌鲁木齐地区某公共建筑为例,采用TRNSYS动态模拟软件对多方式可调节供暖系统进行了全年运行分析。结果表明:15100 m³的蓄热基坑体积与6040 m²的集热器面积恰好匹配;在非供暖期蓄热基坑内储存的7528.11 GJ热量可承担85.06%的建筑热负荷,剩余的14.94%由电能供给;在相同建筑热负荷的情况下,与传统供暖系统相比,采用多方式可调节供暖系统可节省标准煤256.84 t、天然气211520.09 m³;整个采暖期内的平均太阳能保证率可达到73%。     

太阳能-生物质能联合供暖系统研究

为研究太阳能-生物质能联合供暖系统的供暖效果,通过正交实验设计了多种工况,并利用TRNSYS软件对不同工况进行模拟计算得出了最优工况,按照最优工况参数进行实验研究。结果表明：在集热器面积21 m²、生物质锅炉容量10 kW、集热水箱容积1.9 m³、谷电蓄热水箱容积1 m³的工况下,联合供暖系统具有良好的热舒适性,系统平均供热效率为68.70%。     

基于CNN优化的蓄热式电锅炉供暖系统容错控制方法

为了提升容错控制效果,降低运行成本,保证供暖系统供热稳定性,研究基于CNN优化的蓄热式电锅炉供暖系统容错控制方法.优化CNN中不同尺度卷积核卷积输入的供暖系统信号,利用lesky-relu激活函数提取卷积信号内的故障信息,得到故障特征图,实现蓄热式电锅炉供暖故障检测;依据内模原理,结合故障检测结果,设计故障补偿器,降低...     

河水源热泵与蓄热电锅炉联合供暖系统研究

为提高电力供暖的经济性,本文设计了一种河水源热泵和蓄热电锅炉联合供暖系统.并根据某10万m2小镇的供暖需求进行了方案设计.通过采用不同输出功率分配的热泵和蓄热电锅炉组合方案,对各方案的运行费用、初投资费用和污染物排放进行了对比研究.研究结果表明,随着热泵供暖负荷的增加,设备的初投资随之增加,而运行费用和污染物排放随之减少.根据三个指标综合判断,方案2的8台热泵和1.4 MW的蓄热电锅炉为最优方案,运行费用为39.6元/m2接近燃煤采暖的费用,且污染物排放相比于燃煤供暖每年可减少30 t.     

基于网格寻优算法的太阳能供暖系统匹配优化

传统太阳能供暖系统设计方法可根据建筑能耗计算出系统设备参数,但无法对太阳能供暖系统进行匹配优化。该文提出一种太阳能供暖系统优化设计方法,以系统年净收益为优化目标,根据太阳能供暖系统能量平衡方程等约束条件,利用网格寻优方法对集热面积和蓄热容量进行优化匹配,并使用TRNSYS软件对模型进行验证。以拉萨地区典型民居为研究案例分析太阳能供暖系统的经济性能。结果表明,该优化方法可对太阳能供暖系统设备参数进行优化,获得最大系统年均净收益;在太阳能保证率一定时,存在一个集热面积和蓄热容量配比,使得系统年均净收益最大。     

SIMULATION OPTIMIZATION RESEARCH ON SOLAR ENERGY-PHASE CHANGE THERMAL STORAGE-FRESH AIR HEATING SYSTEM

构建太阳能-相变蓄热-新风供暖系统用于承担建筑新风负荷,以全玻璃真空管集热器作为系统集热组件,以相变蓄热装置作为系统蓄热组件,以空气-水换热器作为系统供暖末端.通过使系统运行不同模式的方式达到将不稳定的太阳能变为稳定供暖热源的目的.建立耦合系统动态仿真模型并对其进行实验验证.依据此模型对系统最佳设计参数(集热系统流量、相变材料质量、相变温度等)和运行策略进行研究.     

太阳能、蓄热与地源热泵组合系统能量分析与实验

在天津地区设计建成太阳能、蓄热与地源热泵组合系统(SGCHPSS),实现建筑物供暖、空调、供热水三联供。对组合系统运行模式进行研究,在TRNSYS平台上模拟得到太阳能、地表能的组合、匹配利用关系,及两种热源对整个系统的能量贡献;模拟得到4～7月份太阳能向地下土壤的跨季节蓄热量。进行示范工程实验,得到土壤跨季节蓄热与地源热泵系统全年运行情况,并进行全年土壤热平衡与系统能耗分析。     

基于TRNSYS的蓄热水箱加热功率分层量化性能仿真分析

蓄热水箱是太阳能集热系统中的一个重要组成部分,蓄热水箱的蓄热能力直接影响整个太阳能供热系统的效用.本研究以上海地区为背景,以TRNSYS为平台搭建盘管浸没式蓄热水箱仿真系统,建立系统中的主要元件平板型集热器、蓄热水箱的数学模型,提出一种计算分层蓄热水箱所需要的辅助加热源功率的计算方法,从而更加精确量化蓄热水箱内部每层所...     

基于TRNSYS平台的PCM层储能电炉蓄热过程的数值模拟研究

为有效解决电能供需矛盾、改善储能电炉蓄热能力，研究基于TRNSYS平台的PCM层储能电炉蓄热过程的数值模拟方法。以蓄热式储能电炉物理模型为基础，在TRNSYS软件中建立储能电炉数学模型，采用PCM层分析储能电炉蓄热过程，实现建模、整理数据、求解、分析处理于一体的储能电炉蓄热数值模拟操作。实验结果表明：电炉体积为20 m³、蓄热流量为25 m³/h、蓄热温度23/13℃时电炉蓄热率最高；蓄热流量越小蓄热量越高，且蓄热流量对蓄热率影响显著；蓄热电炉上、中、下部温度总体变化趋势均为蓄热-平稳-蓄热，蓄热电炉内流体流速越大蓄热时间越短；蓄热式储能电炉内渐变螺距蓄热装置相较于恒定螺距蓄热装置的蓄热时间短；蓄热式储能电炉相变蓄热材料融化时间随密度增加而增加；当相变蓄热材料密度较小时，相变蓄热材料的平均流速大。     

太阳能热泵-蓄热电锅炉弃风消纳策略仿真

随着清洁能源政策的不断完善,风能和太阳能资源得到了充分的利用,但是风电的“昼低夜高”反调峰特性会导致风电消纳能力受限。为了更大限度且更加灵活地消纳弃风电量,文章设计了以蓄热式电锅炉储热为主导,直接供电模式下的太阳能热泵-弃风蓄热供暖系统。同时,为兼顾系统运行成本和弃风消纳电量,建立了系统的优化调度数学模型,综合考虑弃风量、电锅炉功率、热功率及蓄热量等约束条件,采用NSGAII多目标优化算法对模型进行求解,从而获得蓄热电锅炉运行功率的优化调度方案。研究结果表明,优化调度方案可在保证系统经济运行下合理调度蓄热电锅炉的运行功率,与优化调度前相比,优化后的系统能够多消纳弃风电功率3 261 kW,弃风消纳率可达26%。     

季节性蓄热太阳能地板供暖系统的性能研究

本文建立了季节性蓄热太阳能地板供暖系统的数学模型,以上海一栋别墅建筑为实例,给出了系统中蓄热水箱的平均水温变化。同时分析了太阳能集热器面积、蓄热水箱容积、建筑热损失系数及地板供暖系统每天运行时间对系统性能的影响,为该系统的优化设计提供参考。     

跨季节蓄热太阳能集中供热系统的仿真分析

以天津市某一拟建工程项目为背景,应用TRNSYS(Version 16)软件对系统的长期运行特性进行了模拟,并分析了集热器面积-水箱体积比(A/V)对系统运行的影响;为比较准确地评估系统的蓄热能力,还提出了CSHPSS蓄热效率这一概念,并计算出系统在天津气候条件下A/V为0.2时的蓄热效率值和变化趋势;为分析国内不同气候条件对系统的影响,对同样系统在天津和沈阳两地的太阳能保证率进行了对比.通过系统仿真,得出天津市是比较适宜建没CSHPSS的地区,通过埋地水箱进行跨季节蓄热,在A/V比在0.1-0.4范围内,系统的太阳能保证率在运行的第2年即可达到31%～54%.     

增加蓄热装置的空气源热泵-太阳能互补供暖系统优化研究

针对低温工况下多能互补供暖系统的工作性能和经济性较差等问题,文章设计了太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统,该系统在传统太阳能-空气源热泵互补供暖系统的基础上增加了蓄热装置,提高了空气源热泵入口的空气温度。文章基于TRNSYS软件构建了太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统的仿真模型,并分析了空气源热泵制热能效比的变化,对比了入口处有、无蓄热装置时太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统的热性能和经济性。分析结果表明:在增设蓄热装置后,空气源热泵的平均制热能效比提高了34.87%;在供暖期内,系统的平均代价火用效率提高了3.24%,总能耗减少了2×10~7kJ,费用年值与太阳能保证率之比ACSF减少了3.3元;系统中各部件的火用效率均有所提高,空气源热泵工作性能的改善最为显著,火用效率提高了4.63%。     

太阳能与空气源热泵复合式供暖系统在西安地区的应用特性分析及评价

以西安地区的某个房间为研究对象,采用TRNSYS软件针对该房间分别应用太阳能集热系统、空气源热泵系统及太阳能与空气源热泵复合式供暖系统进行供暖时的情况进行了分析.首先,建立了太阳能与空气源热泵复合式供暖系统的仿真模型,并对其正确性进行了实验验证;其次,对比分析了在3种运行模式下各个系统的运行特性;最后,以系统能耗及能效...     

地热温室供热节能技术的研究

冬季加热是保证温室正常运行的首要条件．文中结合示范工程温室的运行与实地测量，从地热资源、温室结构、采暖管道布置、太阳能的利用及蓄热技术等方面分析了温室供热的节能措施，可为类似地热温室供暖系统节能设计提供一定的参考。     

基于粒子群算法的空气源热泵供暖系统运行优化研究北大核心CSCD

为研究空气源热泵供暖系统节能运行控制策略,文章基于空气源热泵机组及循环水泵的运行特性,建立了空气源热泵供暖系统运行模型,通过TRNSYS建立目标建筑供暖系统仿真模拟及寻优平台,采用粒子群算法对热泵出水温度、水泵频率这对相互耦合的变量进行寻优,在保证室内热舒适的前提下,以供暖系统整体能耗最低为目标,得到在不同环境参数时的系统最佳运行参数。通过实例模拟结果表明:与原有运行策略相比,系统采用优化后的参数运行可减少10.6%的能源消耗,系统综合能效比(COP)提高9.0%。该优化控制策略可有效提高系统性能,降低能源消耗。     

太阳能联合城市燃气锅炉供暖系统的节能设计优化

研究太阳能联合城市燃气锅炉供暖系统的节能设计优化方案。设计集太阳能集热器、蓄热水箱、换热器、水泵、燃气锅炉等重要设备于一体的联合供暖系统，分析串联供暖与并联供暖组合方式，以及适用于联合供暖组合的太阳能单独供暖、同时供暖、燃气锅炉单独供暖三种供暖模式，采用TRNSYS构建串联供暖系统与并联供暖系统模型，对串联供暖系统与并联供暖系统节能设计进行比选，并从运行经济性角度出发优化联合供暖系统容量匹配节能设计。串联供暖系统节能设计比并联供暖系统节能设计的太阳能保证率高、系统性能好、系统能耗低。     

分布式太阳能集中供暖系统用户与集中蓄热装置容量匹配优化设计

以蓄热系统各部分蓄热容积为决策变量,蓄热系统全寿命周期费用总现值为优化目标建立蓄热系统优化模型,并通过Hooke-Jeeves优化算法进行求解。以西宁市某小区为案例进行蓄热系统优化,结果表明：用户总蓄热容量与集中蓄热容量的最优配比为3∶2。分布式各蓄热水箱最优容积相比传统太阳能系统蓄热容积计算结果减少40%以上。随着蓄热水箱容积的增大,系统辅助热源供热量先降低后升高,太阳能产热量先升高后趋于定值,系统初投资呈增加趋势,运行投资与蓄热系统寿命周期费用总现值均呈先降低后升高的趋势。最后以寿命周期费用节约百分比为评价指标分析影响因素的影响程度,敏感性大小依次为锅炉供热单价>折现率>寿命周期。     

超临界直流锅炉实际蓄热系数计算分析

为获得直流锅炉实际蓄热系数,分析锅炉在亚临界或超临界状态下的不同运行特性,根据工质相变对水冷壁进行汽水分段,针对锅炉的各汽水流程部件计算汽水蓄热系数和金属蓄热系数,结合汽轮机调门开度及热耗率变化影响,提出了实际蓄热系数计算方法。以某660 MW超临界机组为例进行计算,结果表明:金属蓄热系数大于汽水蓄热系数,随着负荷升高,汽水蓄热系数变化不大,金属蓄热系数减小;考虑到汽轮机热耗率变化的影响,不同负荷下实际蓄热系数之间偏差有所缩小。