新型平板热管式PV/T热泵系统的集热模块优化研究

建立了新型平板热管式PV/T热泵系统的数学模型,通过实验测量得到系统在各工况下运行时的实验数据,并验证了模型的准确性和可靠性。基于验证后的数学模型,对系统的热性能、电性能和热泵系统的性能进行模拟研究。结果表明,在冬季工况下,系统的日平均热功率、电功率和COP分别为274.5 W、93.5 W和2.7。由于冬季室外环境温度较低,在冬季运行时,集热系统会通过光伏板表面向周围环境散失大量的热,导致系统的集热量不能满足热泵侧的热需求,直观表现为蒸发侧集热水箱水温在全天呈现下降的趋势。因此通过增加集热器对系统的集热模块进行优化,优化后系统的日平均热功率提升至654.2 W,COP提升至6.9。     

太阳能辅助地源热泵系统运行策略研究

文章根据气象条件和建筑负荷的不同,把太阳能辅助地源热泵(SAGSHP)系统运行时段分为多个运行期间,在各运行期间设置不同的集热、储热和热泵供热的运行参数,研究各运行参数的设定对SAGSHP系统性能的影响规律,进而确定了各运行期间的优选参数。SAGSHP系统的性能参数包括热泵机组COP、直供热量占比、SAGSHP系统总耗电量和SAGSHP系统COP等。研究结果表明,相比于不分期间的控制策略,分期间控制策略的年集热量相对提高了4.0%,储热量相对提高了7.1%,太阳能直供热量相对提高了15.5%,SAGSHP系统COP相对提高了3.9%。     

太阳能应用于土壤源热泵低温热源侧的实验研究

为了提升热泵机组的性能系数COP,合理利用不同温度层次的太阳能集热量,文章基于太阳能—土壤源复合热泵系统的大量实验结果,分析了蒸发器进口温度对热泵系统各项性能的影响,并在此基础上,分析了复合源热泵工况和太阳能热泵工况的运行特点。分析结果表明:随着蒸发器进口温度的升高,热泵机组吸热量逐渐增大,热泵机组输入功率略有增加,导致热泵机组的供热量和COP均逐渐增大;复合源热泵工况下,存在土壤源和太阳能共同供热,以及土壤短期储热与太阳能单独供热同时进行的两种运行情况;为了提升热泵机组的工作性能,在太阳能集热量较低时,优先运行复合源热泵工况;土壤源温度的自然恢复能力较差,需要利用太阳能集热系统对土壤源进行跨季强制蓄热,以提高土壤源温度,缓解土壤源冷堆积现象。     

道桥路面太阳能集热模块的建立及其应用分析

针对夏季道桥路面太阳能集热过程建立简化数学模型,为集热蓄能道路融雪化冰过程仿真分析的MATLAB-台系统提供相应模块.以该模块应用为例,分别研究了道桥路面集热时介质流速、路面材质与路况等因素的影响作用.结果表明:路面太阳能集热可以获取可观的热量,并能显著降低夏季路面温度；路面料导热性能对集热能力影响基本呈线性递减关系；载热介质流速和对集热量和流体温度作用明显,从集热蓄能综合角度考虑,其中低流速时蓄能效果更加显著应优先选择.     

基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器性能实验研究

设计一种基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器及由其组成的新型直膨式热泵系统,并对其进行实验研究与分析。实验测试平板热管在制冷剂低温取热条件下的均温性与导热性能,热泵运行工况下集热蒸发器表面温度分布、光电光热性能,以及在不同天气条件不同运行模式下热泵系统性能。结果表明,平板热管在低温取热条件下当量导热系数可达6.8×10⁵W/(m·℃),集热蒸发器运行时纵向最大温差为3.9℃;在夏季晴朗天气条件下运行太阳能模式制热水时热泵平均COP为3.62;在低辐照阴天下运行太阳能-空气能双源模式与太阳能模式相比,单位面积集热功率提高18.8%,系统平均COP提高5.7%;在无辐照的夜晚,运行空气源模式系统COP为2.54。     

运行模式对地埋管换热器热交换性能的影响试验

运行模式对地埋管换热器的热交换性能具有显著影响。文章借助桂林理工大学建立的地源热泵实验平台,对桂林地区地源热泵制冷工况下3种运行模式进行试验,研究地源热泵的运行状况及管壁温度变化特性,分析运行模式对地埋管热交换性能的影响规律。研究结果表明:3种运行工况下,地源热泵机组的性能系数COP分别为4.30,4.03,3.48,竖埋管单位管长换热量为14.4~32.8 W/m,水平埋管单位管长换热量为14.8~17.9W/m;地埋管的管壁温度随着地源热泵的运行发生变化,其恢复程度与停机时间的长短有关;间歇运行模式有利于土壤温度场的恢复,提高地埋管换热器的热交换性能;停运比Ps-o由0变化到1时,热泵机组性能系数COP增加了15.8%。     

间接膨胀式太阳能高温热泵系统运行性能实验研究

为研究间接膨胀式太阳能高温热泵系统实际应用的可行性和有效性,搭建实验平台,在天津地区气象条件下对高温热泵全天动态运行特性开展实验研究,分析太阳辐射强度、水箱储热性能、冷凝温度及膨胀阀开度对系统运行性能影响。结果表明:平均太阳辐射强度由396 W/m2增加到563 W/m2,高温热泵性能系数COP由3.62增至3.93;因水箱储热功能,间接膨胀式系统在太阳辐射强度剧烈波动时能够保持高温热泵相对稳定的蒸发温度;当蒸发温度固定时高温热泵COP随冷凝温度升高而降低,冷凝温度由70 ℃增至80 ℃,COP由4.32降至2.76;膨胀阀开度由150步增至250步,高温热泵全天平均COP由3.14升至5.12,排气压力降低46%。     

地热井下换热器研究与应用进展

介绍了地热井下换热器的国内外研究进展和应用现状,着重阐述了地热井下换热器研究与设计的难点问题,包括地热井下换热器回水管散热损失、井管直径的影响、对流增速管的作用以及进水温度对总提取热量的影响.指出井下换热器与地面热泵系统的结合,降低了井下换热器的进水温度,从而可以有效地提高从地下提取的总热量,而且可以降低对地下热储层温度上限的要求.另外,分析了在我国应用地热井下换热器的可行性与主要使用范围.     

PV/T-SAHP系统实验研究

通过系统在不同运行模式下的实验研究,分析太阳辐照度、温度等参数对系统光伏光热性能的影响,结果表明光伏热泵组件发电效率比传统光伏组件提高16.4%;在获得同样热水情况下,混联运行比串联运行每天多输出1.7 k Wh的净发电量,热泵平均COP从1.9升高到3.4。间接式光伏热泵系统将集热器的热量在蒸发器与冷凝器间进行合理分配后,比直膨式光伏热泵系统具有更好的综合性能。     

沉浸式污水源热泵系统夏季变工况性能实验研究

介绍了污水源热泵实验台的实验装置、测点布置和测试原理,并对不同工况下系统性能及沉浸式污水换热器阻力进行了测试.测试结果表明,当污水温度升高时,热泵系统的制冷量及COP随之降低,对普通热泵机组来说,为保证热泵系统的正常运行,系统污水温度有一个最高的限制要求.当污水流量增加,热泵系统制冷量也随之增加,当流量增加到一定值时,流量的变化对系统性能的影响降低.