土壤源热泵系统长期运行特性试验分析

对一个已运行了8年的3 715 m2热泵系统,进行了系统运行特性的长期测试试验。结果表明,在冷热负荷不同,不考虑土壤总的吸排热量的不平衡的情况下,会导致土壤源热泵运行不稳定。针对热负荷小于冷负荷的情况,增加冷却塔来平衡地下热堆积,并对之后土壤温度的恢复情况进行试验观察,使该土壤源热泵能够更长期稳定运行,并保持一定的节能水平。试验结果对当前土壤源热泵系统的优化设计、系统监测、标准制定具有一定的指导意义。     

SGCHPS土壤热平衡及系统热量利用

为解决严寒地区建筑物热负荷远大于冷负荷而导致的太阳能-土壤源热泵系统(SGCHPS)供热性能逐年下降、以至于无法使用的问题,提出依靠太阳能季节性土壤蓄热来维持土壤热平衡、提高系统效率的方法.以严寒地区太阳能-土壤源热泵供热供冷示范工程为平台,进行了为期3 a的蓄热、供热、供冷长期实验.实验结果表明:在保证供热供冷效果的基础上,土壤温度呈现日周期和年周期变化,土壤保持了以年为周期的热平衡;太阳能在冬季供热量中占85%;在供冷季同时进行蓄热和供冷的2组土壤换热器(GHE)可根据换热功率分配其比例.土壤蓄热解决了严寒地区建筑物冷热负荷不平衡的问题,使系统能长期高效运行,并实现了全年太阳能的利用,节约了大量的常规能源.     

SGCHPS土壤蓄热供热供冷效果分析

为减少建筑供热供冷能耗,实现严寒地区太阳能-土壤源热泵系统（SGCHPS）对建筑进行长期稳定的供热供冷,提出依靠季节性太阳能土壤蓄热来维持土壤热平衡、提高系统效率的方法.以严寒地区太阳能-土壤源热泵供热供冷示范工程为平台,根据建筑负荷确定系统配置,并选定4种模式交替运行,进行了3年的长期实验.实验结果表明：季节性蓄热S...     

基于动态能耗模型的微电网经济运行优化

微电网系统是一个具有多能源输入的综合性能耗网络系统,系统高昂的运行成本已成为其大规模推广应用的一个关键性障碍。针对微电网系统内冷、热、电等多种负荷的能耗特性及能耗设备的运行特性,采用智能算法对数据进行分析拟合,得到系统内各能耗设备的动态能耗模型。通过分析一次能源对冷、热、电三种负荷的转换利用方式及各能源之间的互补关系,构建了微电网系统的经济运行优化模型,采用量子行为粒子群优化算法对其进行优化求解,得到系统的最佳能源结构及综合运行成本。考虑不同季节下系统的运行特点及负荷特性,利用不同的算例对所提模型的有效性和可行性进行了验证。     

神农大酒店地源热泵空调系统技术方案分析

为了提高地源热泵空调系统的能效比并降低地源热泵空调系统地埋换热器的换热器面积,减小系统投资,对神农大酒店地源热泵空调系统采用不同技术方案,从系统热负荷、全年不平衡热负荷、冷却水流量、系统能效比等几方面进行理论分析,经综合比较,采用冷热一体机与热水机串联+冷却塔辅助散热的复合式系统方案优于其他方案。但此方案受制于目前市场上冷热一体机的冷凝器和热水机蒸发器的循环水流通截面积不相等,引起流动阻力增加,影响使用效果。因此开发出冷热一体机的冷凝器和热水机蒸发器的循环水流通截面积相等的产品,是科研工作者和生产厂家要解决的首要问题。     

Overall optimization of Rankine cycle system for waste heat recovery of heavy-duty vehicle diesel engines considering the cooling power consumption

The Rankine cycle system for waste heat recovery of heavy-duty vehicle diesel engines has been regarded as a promising technique to reduce fuel consumption. Its heat dissipation in the condensation process, however, should be taken away in time, which is an energy-consuming process. A fan-assisted auxiliary water-cooling system is employed in this paper. Results at 1300 r/min and 50% load indicate that the cooling pump and cooling fan together consume 7.66% of the recovered power. What’s worse for the heavy load, cooling accessories may deplete of all the recovered power of the Rankine cycle system. Afterwards, effects of the condensing pressure and water feeding temperature are investigated, based on which a cooling power consumption model is established. Finally, an overall efficiency optimization is conducted to balance the electric power generation and cooling power consumption, taking condensing pressure, pressure ratio and exhaust bypass valve as major variables. The research suggests that the priority is to increase condensing pressure and open exhaust bypass valve appropriately at high speed and heavy load to reduce the cooling power consumption, while at low speed and light load, a lower condensing pressure is favored and the exhaust bypass valve should be closed making the waste heat recovered as much as possible. Within the sub-critical region, a larger pressure ratio yields higher overall efficiency improvement at medium-low speed and load. But the effects taper off at high speed and heavy load. For a given vehicular heavy-duty diesel engine, the overall efficiency can be improved by 3.37% at 1300 r/min and 25% load using a Rankine cycle system to recover exhaust energy. The improvement becomes smaller as engine speed and load become higher.     

电厂锅炉高温炉渣余热回收利用技术

电厂锅炉高温炉渣通常利用循环水进行冷却,循环水将炉渣余热代入冷却塔并排入大气,这不仅使炉渣的热量不能得到充分利用,影响锅炉的热效率,而且循环水的蒸发也造成水资源在一定程度上的浪费,同时对环境也造成热污染。锅炉高温炉渣余热的回收对节能减排、提高锅炉整体热效率十分重要。设计3种利用余热加热锅炉给水方案,并对技术方案的节能减排效果及经济效益进行了优化计算。计算结果表明,将出自冷渣机的热水引入7#及8#低温加热器之间,对减少汽轮机抽汽量、降低汽轮机的发电热耗率、提高整个发电厂发电效率有十分明显的效果。此结论可推广到其他电厂锅炉以及低温余热的回收利用。     

热泵循环技术在热电厂的应用

介绍了热泵技术的原理,并结合某发电厂应用实例,说明了在电厂中可以采用热泵技术,循环水不再全部依靠冷却塔降温,而是部分作为各级热泵的低温热源,提高热电厂额定供热能力,减少了汽轮机的抽汽量,增加汽轮机的发电能力,提高系统整体能效。经过实际运行,各项指标达到了设计要求。热泵循环技术在热电厂中应用前景良好,具有推广价值。     

土壤源热泵空调系统的性能模拟分析

以上海某小型办公楼为例,用DEST模拟出了该建筑全年累计冷热负荷和逐时冷热负荷的需求,采用集中参数的方法建立能耗模拟模型,分别模拟出空气源热泵和土壤源热泵空调系统的能效。反映出一定条件下热泵空调系统能效随系统负荷变化等条件改变的变化趋势,得出土壤源热泵空调系统较空气源热泵系统具有系统性能系数（COP）高、运行稳定、受外部气候条件干扰小的结论。     

考虑主动储能的HVAC需求响应策略实验与模拟

为了增强电网的稳定性和充分利用集中式空调（HVAC）系统在夏季参与“削峰”需求响应的潜力,提出考虑主动储能的需求响应（DR）策略. 利用全尺寸变风量HVAC实验平台,对该策略与区域温度重设策略进行物理实验和TRNSYS仿真模拟. 结果表明,与区域温度重设（GTA）策略相比,主动储能策略能够在降低对用户热舒适度影响的同时为电网提供稳定的削峰负荷. 对于整个供冷季而言,相比所有天数均采用非储能常规运行策略,主动储能策略下空调系统节约一定的运行成本;相较于在DR时采用GTA策略且非DR时采用非储能常规运行策略,主动储能策略的节费优势更大.     

联供模式地下换热器温变及其热泵效能分析

在地下换热器G函数理论基础上,建立了地源热泵热力过程计算模型。研究了地下换热器和热泵运行的基本性能,及其单供和联供的主要差异。通过计算孔井壁面温度及地下换热器进、出口流体温度,对热泵能效比、能耗等热力参数进行了对比分析。以严寒地区和夏热冬冷地区为例,结合冷热负荷需求,研究了冷热单供与联供方式对地下换热器温变和热泵效能的影响作用。     

相变蓄热装置的研制及放热性能测试

相变蓄热装置因其体积小、蓄热量大、放热温度均匀等特点在热能储存方面有很广阔的应用前景。针对许多地区电力出现相对过剩、电力峰谷差不断拉大的现象,研制开发了一种在低谷用电时段储存电能、在用电高峰时放热的相变蓄热装置,装置中加装了强化传热的导热翅片和放热的换热盘管。在不同出水流量下对放热过程中的热工参数进行了测量。通过对测试结果分析可知,导热翅片起到很好的强化传热作用,此设备具有体积小、蓄热量大、放热均匀、便于控制等特点。它适用于对热能的储存,也便于把储存的热能以多种形式供给用户。     

基于遗传算法热电冷联产系统多目标方案优化

根据用户全年冷、热、电负荷设计冷热电三联产系统方案并实现优化运行是决定联产系统经济性的关键．建立了以一次能源节约率、净现值和CO：排放量为优化目标,以冷热电三联产系统中主要设备容量为决策变量的多目标优化模型,同时运用实数编码遗传算法进行优化计算,得到了“以电定热”和“以热定电”2种不同运行模式下的冷热电三联产系统优化设计方案．     

Research trend of cascade heat pumps

Most commercial and industrial facilities require very low temperatures for refrigeration and high temperatures for space heating and hot water purposes. Single stage heat pumps have not been able to meet these temperature demands and have been characterized by low capacities and coefficient of performance(COP). Cascade heat pump has been developed to overcome the weaknesses of single stage heat pumps. This study reviews recent works done by researchers on cascade heat pumps for refrigeration, heating and hot water generation. Selection of suitable refrigerants to meet the pressure and temperature demands of each stage of the cascade heat pump has been discussed. Optimization of design parameters such as intermediate temperature(low stage condensing and high stage evaporating temperatures), and temperature difference in the cascade heat exchanger for optimum performance of the cascade heat pump has been reviewed. It was found that optimising each design parameter of the cascade heat pump is necessary for maximum system performance and this may improve the exergetic efficiency, especially of cascade refrigeration systems, by about 30.88%. Cascade heat pumps have wider range of application especially for artificial snow production, in the supermarkets,for natural gas liquefaction, in drying clothes and food and as heat recovery system. The performance of cascade heat pumps can be improved by 19% when coupled with other renewable energy sources for various real time applications. Also, there is the need for much research on refrigerant charge amount of cascade heat pumps, refrigerant-refrigerant heat exchangers to be used as cascade heat exchanger, cascade heat pumps for simultaneous cooling, heating and hot water generation and on the use of variable speed compressors and their control strategies in matching system capacity especially at part load conditions.     

太阳能与地埋管热泵联合采暖实验

为了考察太阳能光热系统的蓄热能力,以及太阳能地埋管热泵联合采暖空调是否满足建筑物能量供给,针对一栋220 m2的建筑物,建立了一套太阳能地埋管热泵联合采暖空调系统.以冬季采暖负荷作为建筑物的能量需求,在此基础上配置太阳能和地埋管系统.实验结果表明:通过太阳能光热跨季节采暖蓄热,可以使土壤温度提高3℃,制热机组能力提高8%,太阳能光热和地埋管热泵系统联合采暖切实可行.     

Investigation of floor heating with thermal storage

Based on experimental data, the energy storage performances of floor radiant heating system were investigated. The decrease of indoor air temperature after the stopping of floor heating was compared with that of fan-coil heating system. The increase of indoor air temperature after the stopping of floor cooling system was analyzed. The results show that the floor heating system has good thermal storage performance, which can be used to a night-running model to obtain the energy-saving benefits efficient and economic running cost, and still can be used for ＂shifting peak load to off-peak＂ macroscopically.     

效率高、环保效能好的供热制冷装置——地源热泵的开发与利用

地下浅层地能资源 (包括土壤、地下水、地表水和人类的生产生活低位能量等 )的非开采利用 ,可以通过热泵装置实现供热和制冷的双重作用。地源替代常规空气源 ,充分利用了地温逆变性 (冬暖夏凉 )和常年温变小以及蓄能的特点 ,实现了能量的再利用和良好的环保效能。使在北方冬季应用热泵供暖系统成为现实 ,并可实现供热制冷系统一体化。本文概述了国内外该领域的发展状况和该技术的可行性。     

冷热电联供系统的优化运行分析

对一个基于燃气内燃机的冷热电三联供系统(CCHP)运行了进行策略分析。该系统由燃气内燃机、硅胶-水吸附式制冷机,电制冷机和燃气锅炉等部分组成。根据天然气与电力能源价格情况,在满足用户变冷热电负荷需求条件下,运用混合整型(0-1)单目标规划方法,建立了联供系统的优化模型[1],得到了系统的最优运行策略。该模型的目标是运行费用最低,模型采用C++与Lingo9.0软件混合编程获得优化结果[2]。     

滚动活塞压缩机双级压缩中间补气制冷/热泵系统的实验研究

通过对带补气的双级压缩制冷/热泵系统性能的分析计算,确定出制冷与制热工况下最佳高低压腔容积比的范围.依据计算结果设计出样机进行实验研究.结果表明:与单级压缩的系统比,带补气的双级压缩系统的制冷量提高5%~15%,制冷能效比(energy efficiency ratio,EER)提高10%~12%;0.5~3℃蒸发温度下制热量能达到额定工况制热量的92%~95%;双级压缩中间补气的系统能有效遏制超低温下制热量的衰减,-27.6~-26.1℃下的制热量为额定工况的58%.     

地热换热器间歇运行工况分析

地源热泵应用推广的关键和难点是地热换热器的设计和运行模拟,大多数工程应用均采用简单而又实用的线热源模型。本文利用线热源解模拟出地热换热器周围土壤的温度响应,对于随时间变化的负荷或间歇负荷可以近似用一系列的矩形脉冲热（或冷）负荷来代替。因此,采用了迭加原理来分析计算随时间变化的 间歇 负荷引起的温度响应。通过模拟计算发现,在计算流体的最大温升值时,可以把间歇工作的周期性脉冲热流简化为一个持续作用的平均 热负荷和一个脉冲负荷的和。这为地 热换热器的设计计算提供了一种简单实用的方法。通过编程模拟还证明,对于地热换热器来说,冷热负荷平衡的工况是最理想的工况,长期运行不会引起地层中热量（冷量）积累而使地热换热器性能退化。