季节蓄热型太阳能热泵系统的模拟分析

中国大多数地区,夏季炎热,冬季寒冷,建筑物冬季需要采暖,夏季需要供冷.由此提出了一种季节蓄热型太阳能热泵系统,用来冬季供热,夏季供冷,全年供应生活热水.以北京某小区作为研究对象确定了系统的设备容量,并对系统进行模拟,计算结果表明:①季节性蓄热的太阳能系统能够大幅节省常规能源;②当季节性蓄热水箱体积与集热器面积比为2～3时,系统的性能最优;③如果季节性蓄热水箱仅仅用于蓄热而不蓄冷,太阳能供热量没有提高;④短期蓄热是这个系统中很重要的一个部分,如果没有短期蓄热,太阳能保证率将大幅下降.     

建筑消防水池蓄热的主动式太阳能采暖系统

结合西宁地区的气象资料,计算太阳能系统集热量与建筑热负荷之间的相对关系;并分析太阳能热泵为热源的地板辐射供暖系统在实际应用中的可行性。提出利用建筑消防水池作为太阳能热泵为热源的地板辐射供暖系统蓄热水池的一些观点。     

建筑消防水池蓄热的主动式太阳能采暖系统

结合西宁地区的气象资料,计算太阳能系统集热量与建筑热负荷之间的相对关系;并分析太阳能热泵为热源的地板辐射供暖系统在实际应用中的可行性.提出利用建筑消防水池作为太阳能热泵为热源的地板辐射供暖系统蓄热水池的一些现点.     

太阳能-空气源热泵联合供暖系统的应用分析

本文选取兰州地区一幢别墅建筑作为供暖对象,通过TRNSYS软件对太阳能-空气源热泵系统的3种连接形式进行了计算分析。结果表明,与单独空气源热泵系统相比,该系统在太阳能集热量、太阳能保证率等方面有明显的改善作用,但会随着集热器面积增加作用减弱;对比3种连接形式,可知连接形式3运行效果最优;在负荷端设计动态的供暖用户入口温度,为用户提供更佳的舒适性,可用于实际工程设计且有望实现节能;供暖期单纯地利用太阳能辅助空气源热泵系统供暖并非经济,应考虑跨季节蓄热、非供暖期提供生活热水和非供暖期发电上网等途径来最大限度地利用太阳能资源。     

太阳能强制循环直接热水系统的Trnsys模拟及分析

对太原市某一住宅的太阳能热水系统进行了设计计算,并采用Trnsys软件建立太阳能热水系统的模型对所做设计计算进行了模拟验证。对太阳能热水系统各月的平均效率和保证率进行了模拟计算,得出系统一月份的平均效率和保证率最低,为辅助热源的选择提供参考。基于Trnsys软件,探讨了集热器面积、蓄热水箱容积和循环水泵流量对太阳能强制循环直接热水系统年平均效率和年保证率的影响,得出了系统年平均效率和年保证率随各因素变化的曲线,为太阳能强制循环直接热水系统的优化提供依据。     

双水箱太阳能热水系统贮热水箱容积的比较研究

针对设置双蓄热水箱的集中式太阳能热水系统,以辅助热源能耗为目标,分析了不同贮热水箱容积的设置对系统辅助热源能耗的影响。并通过运用TRNSYS软件,建立动态分析模型,比较分析了不同太阳能保证率条件下,单位面积集热器对应的贮热水箱容积对系统性能的影响。分析结果表明:单位面积集热器对应的蓄热水箱容积最优值分布在50~70 L/m~2范围内;贮热水箱的容积对系统能耗的影响较小,在单位面积集热器对应的蓄热水箱容积为40~100 L的推荐值范围内,其辅助热源的最大值与最小值差异在1%以内。     

双热源太阳能热泵在住宅建筑应用技术研究

开发新能源和节能技术是寻求解决建筑能耗的两大途径。提出一种新型的太阳能-空气复合热泵系统,并对其运行策略进行介绍,系统同时满足建筑物室内冬季供暖、夏季制冷、一年四季热水需求,具有较高的系统综合利用性能。然后通过对太阳能供暖试验,分析太阳能集热、蓄热系统对室内供暖保证率的影响,为太阳能-空气复合热泵在住宅建筑应用提供理论依据。     

不锈钢球封装相变材料太阳能热水系统性能实验研究

对居住建筑集中式太阳能热水系统的蓄放热性能进行了研究,选取直径为60 mm的不锈钢球封装添加膨胀石墨的石蜡相变材料,对比了相变温度为55℃和60℃的相变材料在不同太阳辐照量情况下的相变水箱蓄热、放热和保温性能。以用户日最大需求为基准,对太阳能保证率进行了计算。结果表明:热水系统的蓄热时间为2.0～4.5 h;55℃和60℃相变材料对应的太阳能保证率平均值分别为75%和80%,相变蓄热效果好于无蓄热工况,且相变蓄热使系统的太阳能保证率有明显提升;相变温度为60℃的材料较适用于集中式太阳能热水系统。     

基于TRNSYS模拟的太阳能土壤耦合热泵跨季蓄热效果影响因素分析

太阳能土壤源耦合热泵是解决寒冷地区土壤源热泵系统土壤换热器取热放热不平衡问题的一种方法。土壤蓄热效果与系统众多因素有关。本文利用TRNSYS建立系统模型,通过多次模拟,综合分析了蓄热温度、蓄热流量和蓄热水箱体积对蓄热效果和蓄热过程中耗电量的影响规律。得到的结论是蓄热流量是蓄热效果和蓄热耗电量的主要影响因素,蓄热温度为次要因素,而蓄热水箱体积对蓄热效果和蓄热耗电量的影响很小。     

基于寒冷地区季节性蓄热太阳能-土壤源热泵系统太阳能集热器设计参数研究

基于TRNSYS平台以土壤热平衡为目标搭建季节性蓄热太阳能-土壤源热泵系统模型进行模拟动态研究。用DeST软件模拟寒冷地区住宅建筑负荷,提出一种面积匹配法,即通过模拟建筑全年累积冷热负荷差、太阳能集热器单位面积平均日得热量和预期蓄热天数确定太阳能集热器面积Ac,以土壤平均温度偏移率绝对值小于1%为判定依据,Ac增减10%不断调整从而确定新的太阳能集热面积,最终找到最佳匹配面积。本文通过对住宅建筑案例说明了本方法的实用性。最佳匹配面积的太阳能-土壤源热泵系统既解决传统土壤源热泵在寒冷地区长周期运行条件下的冷积累问题,又避免了土壤的热积累现象,为寒冷地区季节性蓄热太阳能-土壤源热泵系统需确定的太阳能集热器面积设计提供方法。     

相变材料在太阳能热泵系统的应用

介绍了相变材料在太阳能热泵系统中的应用现状,开发适用于太阳能热泵系统的脂肪酸类相变材料。以某太阳能空气源热泵系统为研究对象,在蓄热水箱中安装相变蓄热装置,满足夜间值班供暖热负荷。与安装相变蓄热装置前比较,系统的动态费用年值下降,经济性提高。     

电力辅助太阳能供热系统技术经济分析

基于北方寒冷地区分布式,低密度村镇冬季供热问题以及电力负荷的高峰低谷现象,围绕济南地区节能65%的居住建筑提出了蓄热水箱式电力辅助太阳能供热系统和相变地板结构电力辅助太阳能供热系统。利用折算采暖期计算费用,在不同太阳能保证率下比较了一个采暖期内采用蓄热水箱和相变地板结构蓄热的电力辅助太阳能供热系统技术经济性。结果表明:在济南的太阳辐照和电价情况下,当太阳能保证率为10%时,蓄热水箱蓄热的电力辅助太阳能供热系统折算采暖期计算费用最少为5596元,比城市集中供暖系统节省13.5%,是最适于济南地区的供热方式。两种蓄热方式对采暖期计算费用的变化趋势影响不同,设计使用电能辅助太阳能供热系统需要考虑初投资。     

带蓄热装置的太阳能水源热泵地板辐射供暖系统性能初探

为了更充分利用太阳能为房间供暖,提出了带蓄热装置的太阳能水源热泵地板辐射供暖系统。本系统利用了可再生能源-太阳能,同时使用蓄热装置尽可能充分利用太阳能热量;地板辐射供暖装置的使用,可在提高用户热舒适度的前提下,使用较低温度的热水供热。通过北方寒区某实验室的实验与动态模拟计算,得到系统的冬季动态运行性能,并对该系统的经济性能进行了计算研究,整个采暖期内热泵的平均COP达4.78。     

基于METEONORM的甘肃地区太阳能短期蓄热系统集热器补偿面积比模拟分析

本文基于METEONORM气象计算软件,根据太阳能短期蓄热系统中计算用太阳能辐射值,运用集热面积补偿比计算方法,模拟计算出甘肃省所辖各地区太阳能短期蓄热系统中集热面积补偿比Rs的详细数值,以供设计参考。     

太阳能新风系统在被动式超低能耗建筑中的应用分析

为减少被动式超低能耗建筑的新风负荷对常规能源的消耗,同时,保持室内良好的空气品质,提出了一种太阳能集热系统与带热回收的新风系统相结合的方案。以西宁市为例,分析计算了该太阳能新风系统在不同集热器安装倾角、不同太阳能保证率下的集热器采光面积。结果表明在太阳能集热器的安装倾角为90°、对新风负荷的太阳能保证率为80%时每户住宅所需的集热器采光面积为4.7 m2,同时系统一年可节约能耗4 022.13 MJ,换算成电量约1 117.26 k W·h,表明该太阳能新风系统在被动式超低能耗建筑中的应用是经济可行的。     

高原太阳能供暖蓄热系统保温及容积设计方法

针对西藏高原强太阳辐射、大温差及低气压的特殊气候条件,分析了高原太阳能蓄热体的热损失特征,归纳了典型高原地区的阴天概率分布,计算了当地太阳辐射规律与建筑热负荷规律。通过模拟分析得到了太阳能供暖蓄热体的年热损失量与集热蓄热比、蓄热容积之间的函数关系,推荐给出了适宜于高原地区的保温材料及不同蓄热模式下的保温厚度,并给出了不同蓄热周期、不同供暖末端热媒温度的蓄热容积推荐值,结果可供高原太阳能供暖蓄热系统精细化设计参考。     

太阳能-地源热泵串联复合式系统的性能研究

对于总热负荷与总冷负荷不平衡的建筑,单独采用土壤源热泵系统供暖或供冷时,系统运行末期土壤温度发生很大的变化,降低了系统的运行性能。针对此类建筑,搭建太阳能-土壤源串联复合式热泵系统,从集热器单位面积流量、存储水箱体积的影响因素出发,研究供暖期热泵机组蒸发器侧进水温度、系统运行性能和能耗的变化情况,为常规土壤源热泵系统引起的土壤热平衡问题提出解决方案,为今后的实际工程设计及应用提供参考依据。     

较大规模集中式住区级跨季节蓄热型太阳能供热系统参数研究

建筑供暖面积、集热器面积、蓄热水箱容积等系统参数的确定是跨季节蓄热太阳能供热系统的关键。通过对虚拟案例的计算分析,初步得出了这些参数的取值范围,为较大规模跨季节蓄热型太阳能供热系统的设计和建设提供基本选型条件。     

直膨式太阳能热泵系统供暖研究进展

介绍直膨式太阳能热泵系统的特点、组成、工作原理,分析该系统与常规热泵系统的差异,阐述直膨式太阳能热泵供暖的常用系统形式。结合国内外研究实例,分析不同形式的直膨式太阳能热泵供暖系统在不同区域的热性能和优势。指出直膨式太阳能热泵供暖技术和经济性有待进一步解决的问题,提出了加强太阳能集热-蒸发器研究、耦合蓄热技术、充分利用太阳能等研究方向。     

集体宿舍热泵辅助太阳能热水器热性能分析

我国既有建筑面积为560亿m~2,绝大部分为高能耗建筑,生活热水能耗占建筑能耗的20%~30%。建筑节能势在必行。通过对上海地区某高校学生宿舍空气源热泵辅助太阳能热水系统的实际运行工况下的热性能测试和分析计算,得到该系统年运行耗能为807 445.6 MJ,热泵的平均COP为3.2,系统太阳能保证率为47%,系统年运行费用仅为37 147.4元,具有极大的节能经济性,为生活热水能耗研究提供了一定的理论指导。