高效蓄能互联热泵系统技术及应用

在目前国家大气污染治理工作背景下,针对我国严寒地区及寒冷地区无法使用水地源热泵或地埋管热泵问题,以及使用空气源热泵存在能效比低、故障率高等问题,提出蓄能互联热泵系统清洁采暖方案,通过综合技术创新突破单一技术运用的客观限制,打造"不打井、不做地埋管"的水-水热泵系统,使得常规空气源热泵的使用边界扩大、稳定性增强、投资减少、故障率降低,并且能够在暖气片供暖系统改造中稳定提供60℃热水。以国网兰州建西变电站家属楼暖气片改造项目为例,进行了方案设计、设备选型和运行效果分析,验证了蓄联热泵系统的可靠性、经济性。     

太阳能辅助空气源热泵系统多地区适用性研究

为探究太阳能辅助空气源热泵系统在不同太阳能资源等级地区的适用性,根据年太阳辐照量的不同,依次选取太阳能资源等级为Ⅰ—Ⅳ级的拉萨、张家口、杭州、贵阳作为研究对象,使用TRNSYS软件进行系统的模拟。选择热泵功率、水箱容积、电辅热功率、集热器面积、集热器方位角和倾斜角6个参数作为优化变量,以生命周期成本为目标函数,利用粒子群优化算法得到各地区的最佳设备参数,并对优化后的系统进行经济性、敏感性分析。研究结果表明:拉萨和张家口地区的太阳能辅助空气源热泵系统最优运行方式为热泵搭配集热器,而杭州和贵阳地区的系统最优运行方式则为热泵搭配电辅热;其中,贵阳地区的热泵运行效率最高,为2.94,拉萨地区的系统运行效率最高,为2.26,杭州地区的系统单位制热量成本低,为0.48元/kW;选用相对灵敏度分析可知,热泵功率对各个地区系统的生命周期成本均具有显著影响。所得结果可为太阳能辅助空气源热泵系统的优化设计提供相应的理论依据。     

空气源热泵工程节能案例分析

将义乌大酒店热泵暖通及热水改造工程与其他几种常规能源的系统做了对比,详细分析空气源热泵应用的节能效益和环保效益。经分析研究得出:采用空气源热泵系统后,整个系统运行费用最低,各种污染物排放量最少。热泵空调系统应用对于推动既有建筑节能改造具有重要意义,值得大范围推广。     

规模化热泵对配电网运行特性和电能质量影响分析

空气源热泵和地源热泵作为"煤改电"工程中大力推行的取暖设备,能源利用率高且环保,但由于其启动时引起的电压暂降和运行时产生的谐波,大规模接入后农村低压配电网会受到很大的影响。介绍了热泵的基本工作原理,根据"煤改电"台区用户取暖季对空气源热泵使用情况的统计数据和测得的台区负荷数据,计算空气源热泵的负荷率和同时率,分析了大规模热泵接入引起的低压配电网负荷变化情况。通过热泵建模和仿真计算,比较了不同空气源热泵与地源热泵的启动特性和运行特性,分析其接入配电网中启动时引起的电压暂降以及稳定运行时的谐波电压、电流情况,并结合算例给出相应的参考和措施。     

不同供热终端的空气源热泵系统性能评价

<正>为了响应节能和大气污染管理政策,北京正在大力推进农村减少燃煤供热和使用清洁能源的工作。考虑到节能环保,华北地区的住宅已经广泛采用空气源热泵进行采暖。为了评价煤-电热泵供热系统中不同供热终端的供热性能,作者在具有不同供热终端:铸铁采暖散热器、地板辐射供暖、新型双金属散热器、小温差风机盘管的试验室进行了测试研究。对不同供热终端的供热能力、系统性能系     

电采暖技术在山东省的应用及效益分析

介绍了山东省采暖现状,根据用户采暖特点,对居民集中式电供暖、非居民集中式电采暖、分散式供暖等3个典型场景进行效益分析,从边界条件、经济对比、运维成本、综合年费用4个维度对蓄热式电锅炉、热泵、分散式电采暖等电采暖技术进行全生命周期的综合对比分析。为电能替代采暖技术的推广提供了参考数据,对北方地区冬季清洁取暖具有指导意义。     

复叠式空气源热泵热水系统的试验研究

本文对单级压缩热泵和复叠式热泵在空气源热泵热水机系统上进行分析,通过实际样机搭建与测试,对比不同出水温度下单级压缩和复叠式热泵系统的各项测试变化规律和差异,研究复叠式热泵系统全年制热量不衰减的可行性。结果表明,相对于单级压缩热泵系统,复叠式热泵系统可大幅度拓宽制热范围,在环境温度-30℃可制取85℃热水,单级压缩热泵和复叠式热泵在高水温的最优能效切换点处于（10～20）℃环境温度区间附近,环境温度-20℃制热量不衰减,-30℃制热量为20℃工况的（89.5～94.8）%,可为复叠式空气源热泵热水机的制热不衰减设计和可靠应用提供参考。     

以板式换热器为蒸发器和冷凝器的热泵系统仿真研究

以热泵系统为研究对象,构建了一个完整的太阳能-土壤双热源热泵系统仿真模型,对不同时间段热泵系统的主要运行参数进行了模拟分析,并与实际运行值进行对比。结果表明:该模型具有较高的准确性和较好的稳定性,能够准确地模拟运行参数的动态变化过程,可实现对热泵系统在线监测的功能。     

借鉴国际经验,探讨最新技术——记2014热泵技术及应用论坛

2014年6月12～13日,由艾默生环境优化技术、全国能量系统标准化技术委员会、清华大学、国际铜业协会共同举办的＂2014热泵技术及应用论坛＂在北京召开。此次会议针对低温空气源热泵设备采暖和包含热泵热水器在内的热水制备技术两大主题,面向行业亟待解决的关键问题开展研讨。借鉴成熟经验多年来,热泵采暖已经获得欧洲国家政府的广泛认可,在技术与产品、市场与应用等各方面积累丰富的经验,同时取得良好的节能减排效果。     

空气源热泵:北方采暖为主要增长点,企业积极布局多联供产品

正近两年,空气源热泵产业发展迅速,越来越多的企业进入该行业,相关会议也逐渐变多,市场活跃起来。实际上,空气源热泵市场的增长主要源于北方采暖市场的拉动,不少企业进入该领域的初衷也是为了抢占这一市场。在2018年3月15日举行的中国热泵展上就可以很明显地发现,相比前几年主要以空气源热泵热水器为主要展出对象不同,此届展会多数企业将展示重点放在空气源热泵采暖产品上,被称"煤改电"专     

浙江中高端小区取暖系统的对比分析

以浙江地区某中高端小区的取暖系统为例,从国家政策、地理环境、经济社会3方面阐述了清洁能源替代传统能源的重大意义。将燃气锅炉取暖、空气源热泵电采暖、地源热泵电采暖3种不同取暖方式进行详细对比,从初期投资成本、设施运行费用、设备主要性能和社会经济效益4个方面进行具体分析。为普通居民择优选择一种适合的取暖方式提供参考依据,为中高档小区居民选择地源热泵电采暖提供借鉴意义。最终,实现降本、增效、节能、环保的目的。     

风电场升压站供暖方案比选

针对风电场升压站的运行环境要求,结合具体工程实例,从降低投资和年运行费用的角度对地源热泵、电加热供暖等热源方案进行研究,采用费用年值法对供暖方式进行经济性比较,通过差额投资回收期计算收回差额投资所需要的期限。地源热泵系统的初始工程投资最高,但年运行费用最低,相比电锅炉供暖+分体空调制冷方式和电暖器供暖+分体空调制冷方式所高出的工程投资部分,可以通过节省的年运行费用来收回,收回期限为2.2~3.6年。在需要同时解决冬季供暖和夏季制冷的升压站中,应优先采用地埋管地源热泵系统。     

回收乏汽余热的吸收式热泵性能及对机组调峰性能的影响

采用吸收式热泵回收汽轮机乏汽余热用于供热,具有显著的节能效果。以某300 MW直接空冷供热机组为例,建立了基于热泵回收乏汽余热的供热机组性能计算模型,分析了供热量对热泵辅助供热系统性能的影响,研究了热泵辅助供热方式下机组的调峰性能。结果表明,回收乏汽余热的吸收式热泵性能系数为1.73,热泵辅助供热方式的火用效率较传统供热方式提高了15.6%。采用热泵辅助供热可节省供热抽汽64.7 t/h,机组净增功率11.1 MW。随着供热量的增加,热泵辅助供热系统中乏汽利用量及节省的汽轮机抽汽量增多,而机组净增功率先增加后减少。采用热泵辅助供热后,机组的可调峰范围扩大。     

双级耦合水源热泵仿真数学模型的建立与验证

为研究北方地区应用双级耦合水源热泵的供热效果,建立了压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器的仿真数学模型,通过研究和分析,为双级耦合水源热泵的普及应用提供理论依据。压缩机、冷凝器和蒸发器分别采用效率法、集总参数法进行计算,把制冷剂的流程划分为几个区段,忽略各段内复杂的相变过程,从宏观的角度计算换热量。利用MATLAB进行仿真编程运算,并将仿真结果与试验数据进行对比,仿真误差均控制在10%以内,可见此数学模型具有一定的准确性和通用性。     

基于虚拟储能模型的楼宇冷热电耦合系统经济调度策略

建筑具有储热能力,可以将其等效为虚拟储能装置参与需求响应,从而减少系统运行成本,降低峰值负荷.基于此,建立了一种含虚拟储能的冷热电三联供-地源热泵耦合系统的优化模型,并从电负荷、热负荷角度分析其经济调度策略.首先,根据人体舒适温度范围和建筑性能建立虚拟储能的充放能模型;其次,建立冷热电三联供-地源热泵耦合系统的优化模型,以最小化系统日运行成本为优化目标,虚拟储能通过与热负荷的联系对目标函数产生影响,同时虚拟储能系统的充放能功率也受到相应的温度变化速率的约束;最后,以冬季场景为例,针对2类典型楼宇分别对电负荷和热负荷进行优化调度分析,并对仿真结果进行经济性分析.仿真算例证明,虚拟储能的引入可以在一定程度上降低系统的运行成本.     

电厂循环水余热利用工程中热泵制热性能系数测试不确定度分析

应用吸收式热泵回收电厂循环水余热用于城市集中供热,是一项新兴的节能技术,相关的性能验收试验标准尚未制定。对热泵性能验收试验中各直接、间接测量参数及最终试验结果制热性能系数（coefficient of performance,COP）的不确定度评定方法进行了分析,给出相应的计算公式,并以某300 MW供热机组循环水余热利用工程为例进行了热泵COP测试不确定度评定。不确定度计算分析结果表明：降低热网水流量、凝结水流量、热网水进出口温度等参数的测量不确定度,可提高测试结果的可用性。     

两种利用电厂热量采暖供热的方案比较

发电厂有大量的低温余热被浪费,而通过热泵则可以将发电厂循环水的余热回收利用,从而提高热利用效率。基于热泵技术提出了一种汽水双热源供热量可调的集中供热系统,并与常规热电厂供热系统进行对比,认为利用热泵回收发电厂余热具有节能、环保的双重效应。虽然汽水双热源供热量可调集中供热系统的初投资较高,但运行费用较低,仅需3年就可收回投资。     

基于改进MOBCC算法的空气源热泵水温范围设置优化研究

在"煤改电"的新形势下,空气源热泵安全经济、高效清洁,日益成为农村电采暖的主要形式之一。针对农村的空气源热泵-散热器系统,基于空气源热泵控制原理推导出系统热模型,并建立了以电采暖用户的经济性和热舒适性为目标的空气源热泵的水温范围设置多目标优化模型。此外,在传统多目标细菌群体趋药性(Multi-objective Bacterial Colony Chemotaxis, MOBCC)算法的基础上,提出细菌个体寻优变步长策略和细菌群体定向变异策略,改善了解集的收敛性和多样性。采用改进MOBCC算法和基于模糊隶属度函数的多目标决策方法实现优化,算例仿真结果验证了改进MOBCC算法的性能和所建立模型的正确性。     

地源热泵的特点及发展前景

随着空调的日益普及,建筑耗能量迅猛增加。地源热泵作为建筑物供暖及制冷新技术,既保护环境又节约能源。其能量转换效率高、运营成本低,改善了夏热冬冷地区建筑热条件。介绍了地源热泵的分类及特点,列举美国、加拿大、瑞士等多个国家地源热泵系统的发展情况,分析了我国地源热泵的发展前景,对地源热泵和普通中央空调主机设置、运行效率、控制系统等方面进行了比较。